Готовая курсовая работа

1 Введение

Целью выполнения курсового проекта является решение инженерно-технической задачи по расчету, проектированию аппарата, в моем случае ректификационной колонны, в составе установки для ректификации. В соответствии с поставленной целью, разрабатываем эскизный проект технологической установки, содержащий:
-технологическую схему установки;
-чертеж общего вида ректификационной колонны;
-расчеты конструктивно-технологических параметров проектируемого объекта;
-прочностные расчеты, показывающие работоспособность и достаточную прочность конструкции в условиях эксплуатации.
Ректификация – один из массообменных процессов, который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (т.е насадки, тарелки).Процесс ректификации предназначен для разделения жидких смесей на практически чистые компоненты или фракции, различающиеся температурой кипения.
Физическая сущность процесса ректификации заключается в двустороннем массо- и теплообмене между неравновесными потоками пара и жидкости при высокой турбулизации поверхности контактирующих фаз. В результате массообмена пар обогащается низкокипящими, а жидкость- из высококипящих компонентов.
Ректификация, как всякий диффузионный процесс, осуществляется в противотоке пара и жидкости что обеспечивает различие температур и неравномерность составов встречных потоков. Жидкое орошение при ректификации паров создается путем конденсации части парового потока в верхней части колонны, а паровое орошение при ректификации жидкости- путем испарения части жидкости в нижней части колонны.
Тем не менее ряд особенностей процесса ректификации (различное соотношение нагрузок по жидкости и пару в нижней и верхней частях колонны, переменные по высоте колонны физические свойства фаз коэффициент распределения, совместное протекание процессов массо- и теплопереноса) осложняет расчет.
Одна из сложностей заключается в отсутствии обобщенных закономерностей для расчета кинетических коэффициентов процесса ректификации. В наибольшей степени это относится к колоннам диаметром более 800мм с насадками и тарелками, широко применяемые в химических производствах.

Наименование Уксусная кислота(C2H4O2) Пропионовая кислота(C3H6O2)
Состояние вещества Жидкость Жидкость
Температура кипения,Ткип0с 118,1 141,1
Температура плавления,Тплав 0с 16,75 -20,8
Температура критическая Ткр 0с 321,6 388,5
Плотность 20 кг/м3 1042 985
Поверхностное натяжение 2010-3Н/м 27,8 26,7
Динамическая вязкость 20 мПа с 1,25 1,1
Молекулярная масса 60 74

Ректификация
Содержание:

1 Введение 4
2 Обоснование выбора базовой конструкции аппарата 5
3 Описание технологической схемы установки 7
4 Расчет основного аппарата
4.1 Выбор конструкционных материалов для изготовления основного аппарата 8
4.2 Расчеты конструктивно-технологических параметров аппарата
4.2.1 Технологический расчет колонны 10
4.2.2 Гидравлический расчет
4.2.2.1 Определение диаметра колонны и скорости в колонны 22
4.2.2.2 Конструкция тарелок 24
4.2.2.3 Определение диапазона устойчивой работы 25
4.2.2.4 Гидравлическое сопротивление тарелок 26
4.2.2.5 Межтарельчатый унос жидкости 28
4.2.2.6 Расчет переливного устройства 29
4.2.3 Расчет числа реальных тарелок 31
4.2.4 Тепловой расчет ректификационной установки 35
4.2.5 Подбор вспомогательного оборудования
4.2.5.1 Подбор дефлегматора (конденсатора) 38
4.2.5.2 Подбор подогревателя 38
4.2.5.3 Подбор насоса 39
4.2.5.4 Подбор трубопровода 40
4.2.6 Расчет аппарата на прочность
4.2.6.1 Расчет толщины стенки обечайки 41
4.2.6.2. Подбор опоры 41
4.2.7 Транспортировка колонны 43
Заключение 44
Список литературы 45
Приложение А (чертеж общего вида аппарата)
Приложение Б (технологическая схема)

Заключение

После проведенных расчетов были определены основные геометрические размеры аппарата (диаметр, который составляет 1400мм, высота аппарата 16600м, было определенно число реальных тарелок, которое составляет 35 штук( причем количество тарелок взято с запасом на 2 тарелки больше).Также были определена скорость потока в аппарате, эффективность тарелок, а также был произведен расчет на прочность, который включал проверку цилиндрической обечайки на прочность, а также подбор и проверка опоры аппарата. Все проверочные расчеты удовлетворяются допускаемым нормативным значением. Так же было подобрано вспомогательное оборудование ректификационной установки ( дефлегматор, подогреватель, насос).
Можно сделать вывод о том что, выбранный аппарат может использоваться в технологическом процессе по разделению бинарной смеси уксусной кислоты- пропионовой кислоты.

Список использованной литературы:


1. Основы процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И. Дытнерского. -М.:Химия, 1991.–494 с.

2. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии/ К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. -Л.: Химия, 1987.–576 с.

3. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты.-М.:Химия.1978.–280 с.

4. Коррозия и защита химической аппаратуры. Справочное руководство: В 9 т./ Под ред. А.М. Сухотина. –Л.:Химия, 1969-1974.

5. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей/ Под ред. Н.Б. Варгафтика. –М.: Наука, 1972.-720 с.

6. Основы расчета и конструирования массообменных колонн: Учеб. пособие/А.Б. Тютюнников, Л.Л. Товажнянский, А.П. Готлинская- К.:Выш.шк. Головное изд-во,1989.-223с.: ил.