Курсовая: Спроектировать ректификационную установку для разделения бензол – толуол - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Спроектировать ректификационную установку для разделения бензол – толуол

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 160 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

18 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ АНГАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ КАФЕДРА МАШИН И АППАРАТОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ по процессам и аппаратам химической технологии на т е му: «Спроектировать ректификационную установку для разделения бензол – толуол » Проектировал студент гр . Мху – 06 – 1 Руководитель проекта Подоплелов Е. В. Ангарск , 200 9 С ОДЕРЖАНИЕ 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА 2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АППАРАТА 2.1 Материальный баланс колонны 2.2 Пересчет массовых долей 2.3 Расчет рабочего флегмового числа 2.4 Расчет физико-химических параметров процесса колонны 2.5 Определение диаметра колонны 2.6 Определение тангенса угла наклона 2.7 Определение высоты колонны 2.8 Гидравлический расчет колонны 2.9 Расчет патрубков 2.10 Расчет кипятильника СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА Ректификация – частичное или полное разделение гомогенных жидких смесей на компоненты в результате различия их летучести и противоточного взаимодействия жидкости , получаемой при конденсации паров, и пара , образу ю щегося при перегонке . Р ектификация широко распространена в химической технологии и применяется для получения разнообразных продуктов в чистом виде, а также для разделения газовых смесей после их сжижения ( разделение воздуха на кислород и азот, разделение углеводородных газов и др. ) . Процесс ректификации не применяется при разделении чувствительных к повышенным температурам веществ, при извлечении ценных проду к тов или вредных примесей из сильно разбавленных растворов, разделении смесей бли з кокипящих компонентов. Технологическая схема процесса ректификации представленная на рис.1. Исходную смесь из промежуточной емкости - 1 центробежным нас о сом- 2 подают в теплообменник- 3 , где подогревают до температуры кипения и подают в колонну на ту тарелку, где кипит смесь того же состава х F , т.е. на верхнюю тарелку нижней исчерпывающей части колонны. Верхняя часть колонны называется укрепляющей по легколетучему компоненту. Внутри ректификационной колонны- 4 расположены контактные ус тройства в виде тарелок или насадки. Снизу вверх по колонне движется пар, поступающий из выносного куба – испарителя ( кипятильника ) - 5 (куб – исп а ритель может размещаться и непосредственно под колонной). На каждой тарелки происходит частичная конденсация пара труднолетучего компоне н та и за счет конденсации – частичное испарение легколетучего компонента. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка х W , т.е. обеднен легколетучим компонентом. Таким образом, пар, выходящий из куба – испарителя и представляющий собой почти чистый труднолетучий компонент, по мере движения вверх обогащается легколетучим компонентом и покидает колонну в виде почти чистого пара легколетучего компонента. Для полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (фле г мой) состава х Р , получаемой в дефлегматоре-6 путем конденсации пара, выходящего из колонны. Пар конденсируется в дефлегматоре , охлаждаемом водой. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения – дистиллята , который охлаждается в теплообменнике-7 и направляется в промежуточную емкость -8. Флегма, стекая по колонне и взаимодействуя с паром, обогащае т ся труднолетучим компонентом . Из куба – испарителя отводят нижний продукт или кубовый ост а ток. Из кубовой части колонны насосом-9 непрерывно выводится кубовая жидкость – продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, который охлажд а ется в теплообменнике-10 и направляется в емкость-11. Рис. 1. Технологическая схема ректификационной установки 2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АППАРАТА 2.1 Материальный баланс колонны Производительность колонны по дистилляту Р и кубовому остатку W определяется из урав нений материального баланса: , где F , Р , W – расход исходной смеси, дистиллята, кубового остатка, кг/с; Х F , Х Р , Х W – концентрация низкокипящего компонента в исходной смеси, к у бовой остатке и дистилляте. F = 10 000 кг/ч = 2,78 кг/с = 1, 26 кг/с W = 2,78 – 1,26 = 1,52 кг/с 2.2 Пересчет массовых долей Пересчет массовых долей в мольные : , где M A и M Б – молярные массы низкокипящего ( бензол ) и высококипящего ( толуол ) компонентов, кг/кмоль. 2.3 Расчет рабочего флегмового числа Для технологического расчета ректификационной колонны необходимо построить равновесную зависимость между жидкостью и паром для смеси в к о ординатах У – X и t – X ,У . Определяем минимальное флегмовое число: – концентрация легколетучего компонента в паре, находящегося в ра в новесии с исходной смесью X F (графика У– X ). = 70,5 % Рабочее флегмовое число определяется как , где в – коэ ф фициент избытка флегмы ( в = 1,02ч3,5) . О пределяется рабочее флегмовое число R , отрезок B , число теоретических тарелок в колонне n T , путем вписывания «ступенек» между равновесной и рабочими линиями. Рабочие линии строятся для каждого отрезка . Результ а ты расчетов заносим в таблицу 2. Таблица 2 в R В n Т п Т ( R + 1) 1,2 1,5 6 3 8, 4 17 , 8 45 , 57 1,5 1 , 95 33 , 3 1 4, 2 41 , 89 1,8 2 , 3 4 29 , 4 12 , 5 4 1 , 75 2,5 3,2 5 23,1 11 4 6 , 75 3,5 4,08 19 ,4 10 ,3 52,33 4,5 5,4 15 , 4 9 , 5 60 , 8 Строится график в координатах и из точки минимума на кривой определяется оптимальное рабочее флегмового число R : R опт = 2,2 при 2.4 Расчет физико-химических параметров процесса к о лонны Средние массовые расходы жидкости для верхней и нижней частей колонны определяются из соотношений: L B = P · R = Ф = 4421 · 2,2 = 9726,2 кг/ч L H = Ф + F = P · R + F = 9726,2 + 10000 = 19726,2 кг/ч Средний расход пара по колонне постоянен: G = P · ( R + 1) = 4421 · ( 2,2 + 1) = 14147,2 кг/ ч с редние концентрации жидкости : средние концентрации пара: где ; ; ( график Х-У ) . По диаграмме при средних концентрациях пара и жидкости определяются средние температуры пара , °С : а ) средние мольные массы жидкости : ; б ) средние мольные массы пара: ; в ) средние плотности пара : ; , г ) средние плотности жидкости: ; , где с 1 и с 2 – плотности массы соответственно низкокипящего и высококип я щего компонентов при температурах = 88 ,5є С и = 103 є С и – среднее массовые концентрации жидкости вверху и внизу к о лонны: ; , ; = 800 кг/м 3 ; = 787,4 кг/м 3 д ) средние вязкости пара: ; где и – среднее мольные массы пара в верху и низу колонны, кг/кмоль; и – вязкости низкокипящего и высококипящего компонентов паровой смеси при температурах и , мПа·с , 0,92 · 10 -2 мПа·с; , 0,923 · 10 -2 мПа·с е ) средние вязкости жидкости: , где и – вязкости НК и ВК компонентов жидкости при , мПа·с (табл. 2 ). ; ; 2. 5 Определение диаметра колонны Рабочая скорость пара для насадочной колонны: , где с п и с ж – плотность пара и жидкости. Насадка – Кольца Рашига 25х25х3. f = 20 0м 2 /м 3 Е=0,74 м 2 /м 3 Низ колонны: Верх колонны: Диаметр колонны ра ссчитывают отдельно для верхней и нижней частей колонны: Рассчитанные диаметры верхней и нижней частей колонны отличаются друг от друга на 3,5% < 10 %, принимаем колонну одного диаметра , равного : D =1600 мм . Принимаю d аппарата равным 1600 мм с насыпной насадкой, перераспределительными тарелками типа ТСН- ll (ОСТ 26-705-73) и распределител ь ной тарелкой типа ТСН- lll (ОСТ 26-705-73). Рабочая скорость пара в колонне при выбранном диаметре: 2. 6 Определение тангенса угла наклона Коэффициент массопередачи зависит от угла наклона кривой равновесия, причем этот угол является переменной величиной. Поэтому линию равновесия из графика Х-У (рис. 1) разбивают на равные участки вертикальными линиями, проведенными через точки Х 1 = 0,1; Х 2 = 0,2 и т. д. Для каждого участка определяют тангенс угла наклона отрезка кривой равновесия : 2. 7 Определение в ы соты колонны Расчет высоты насадки методом ВЭТТ: Д ействительн ая высота насадки: Общая высота насадки: Высота колонны определяется по формуле: , где , – высота соответственно сепарационной части колонны, рассто я ние между днищем колонны и тарелкой. 2.8 Гидравлическое сопротивление слоя орошаемой насадки где - гидравлическое сопротивление сухой насадки, Па. , где - свободный объём насадки, =0,74 м 3 /м 3 ; - эквивалентный диаметр насадки, =0,015 м; - коэффициент сопротивления сухой насадки. , где - удельная поверхность насадки, =200 м 2 /м 3 . Гидравлическое сопротивление для верхней части колонны: Гидравлическое сопротивление для нижней части колонны: Общее гидравлическое сопротивление для всей колонны: 2. 9 Расчет патрубков Внутренний диаметр патрубка определяется из уравнений расхода: , откуда , где G – массовый расход перекачиваемой среды, кг/с ; с – плотность среды, кг/м 3 ; щ – скорость движения жидкости, м/с Внутренний диаметр штуцера для вывода дистиллята из коло н ны : Стандартный диаметр патрубка d у = 200 мм (наружный диаметр 219 мм, толщина стенки 6 мм). Внутренний диаметр штуцера для ввода пара в коло н ну: Стандартный диаметр патрубка d у = 3 00 мм (наружный диаметр 325 мм , толщина стенки 8 мм). Внутренний диаметр штуцера на входе исходной смеси в колонну: , Стандартный диаметр патрубка d у = 100 мм (наружный диаметр 108 мм, толщина стенки 5 мм) [2, прил. 7] . Внутренний диаметр штуцера на выходе кубового остатка из коло н ны : Стандартный диаметр патрубка d у = 80 мм (наружный диаметр 89 мм, толщина стенки 4 мм). 2. 10 Расчет кипятильника Исходные данные: Количество паров воды для конденсации G 1 = 3,93 кг/с ; удельная теплота парообразования смеси (толуола) r 1 = 362,5 кДж/кг при температуре кипения t к = 110є С. В качестве теплоносителя использовать водяной пар с абсолютным давлением 5 кгс/см 2 . Влияние примеси бензола на теплоотдачу не учитывать. Тепловая нагрузка аппарата: Q = G 1 · r 1 = 3,93 · 362,5·10 3 = 1424,63·10 3 Вт Расход воды: G 2 = , где r 2 =2117 ·10 3 Дж/кг – удельная теплота парообразования водяного пара при температуре конденсации t конд =151,1 є С Средняя разность температур: Примем ориентировочный коэффициент теплопередачи от конденсирующего пара к воде (конденсатор) (4, табл. 3) К ор = 1000 Вт/м 2 ·К, тогда тр е буемая площадь поверхности теплообменника: Поверхность, близкую к ориентировочной имеет теплообменник с высотой труб Н=2,0 м и диаметром кожуха D =0,6 м и поверхностью теплообмена F =40 м 2 . Испарители могут быть только одноходовыми, с диаметром труб d =25 x 2 мм. Проведу уточненный расчет: , где с 1 = 777 кг/м 2 ; л 1 =0,116 Вт/(м ·К ); м=0,251 ·10 -3 Па·с; у 1 =18,35·10 -3 Н/м - физико-химические характеристики жидкого толуола при t кип =110 є С Значение коэффициента b определяется по формуле: , где с п – плотность паров толуола, при t кип =110 є С Коэффициент теплоотдачи для пара, конденсирующегося на наружной поверхности труб высотой Н, определяется: , где с 2 = 932 кг/м 2 ; л 2 =0,683 Вт/(м ·К ); м 2 =0,207 ·10 -3 Па·с – ф и зико-химические характеристики конденсата воды при t конд =132,9 є С Сумма термических сопротивлений стенки и загрязнений: , где - толщина стенки, мм; л ст – теплопроводность нержавеющей стали, л ст =17,5 Вт/(мК) Коэффициент теплопередачи: Удельная тепловая нагрузка: откуда Это уравнение решается графически, задаваясь значением q . В качестве первого приближения принимается ориентировочное значение удельной тепловой нагрузки: q =40000 Вт/м 2 у =2,55 q =38000 Вт/м 2 y =0,93 q =37000 Вт/м 2 y =0,15 при у=0 q =36800 Вт/м 2 Требуемая поверхность F =1424630/36800=38,71 м 2 Выбранный из каталога теплообменник с F =40 м 2 ; D =600 мм; Z =1; n =257; H =2,0 м; d =25 x 2 мм подходит, так как присутствует запас поверхности. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1987. 2. Методические указания по курсовому проектированию процессов и аппаратов химической технологии. «Расчет ректификационной установки непрерывного действия». – Ангарск, АГТА, 2000. 3. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и д о полн.- М.: Химия, 1991. 4. Расчет теплообменников. Справочно-методические указания по курсовому проектированию процессов и аппаратов химической технологии. Составили: Л. И. Рыбалко, Л. В. Щукина. Ангарская государственная техническая академия. – Ангарск: АГТА, 2001.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Опишите своё отношение к алкоголю одним словом.
- Буду.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по химии "Спроектировать ректификационную установку для разделения бензол – толуол", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru