Проектирование ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси ацетон - уксусная кислота
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
В°сiитать тепловой баланс и расход греющего пара, охлаждающей воды. Расiитать и выбрать теплообменник для подогрева исходной смеси кубовым остатком.
Перечень работ, выполненных на ЭВМ: определить поверхность теплообмена подогревателя исходной смеси.
Основные данные:
1.
2. (мольн.)(мольн.)(мольн.)
.Давление в колонне: атмосферное.
.Температура исходной смеси: 15С.
.Температура охлаждающей воды: 11С.
.Давление греющего пара: выборочное.
1. Аналитический обзор
Ректификация - это противоточное взаимодействие двух неравновесных фаз - жидкости и пара, образующегося из этой жидкости. При этом пар непрерывно обогащается низкокипящим (легколетучим) компонентом. Ректификацией может быть достигнута любая заданная степень разделения жидких смесей. Ректификация является сложным процессом дистилляции.
Аппараты, служащие для проведения ректификации, - ректификационные колонны - состоят из собственно колонны, где осуществляется противоточное контактирование пара и жидкости, и устройств, в которых происходит испарение жидкости и конденсация пара, - куба и дефлегматора. Колонна представляет собой вертикально стоящий полый цилиндр, внутри которого установлены т. н. тарелки (контактные устройства различной конструкции) или помещен фигурный кусковой материал - насадка (соответственно существуют насадочные и тарельчатые ректификационные колонны). Куб и дефлегматор - это обычно кожухотрубные теплообменники (находят применение также трубчатые печи и роторные испарители). Также важными элементами являются теплообменники для подогрева исходной смеси и охлаждения кубового остатка и дистиллята.
Назначение тарелок и насадки - развитие межфазной поверхности и улучшение контакта между жидкостью и паром. Тарелки, как правило, снабжаются устройством для перелива жидкости.
В качестве насадки в насадочных ректификационных колоннах обычно используются кольца Рашига, кольца Паля, сёдла Берля, сёдла интеллокс или пластмассовые розетки Теллера.
Т.к. в данном проекте рассматривается тарельчатая колонна, то больше внимания уделим тарельчатым контактным устройствам.
Эти устройства можно классифицировать по многим признакам; например, по способу передачи жидкости с тарелки на тарелку различают тарелки с переливными устройствами и тарелки без переливных устройств (провальные).
Тарелки с переливными устройствами имеют специальные каналы, по которым жидкость перетекает с одной тарелки на другую, причем по этим каналам не проходит газ. На провальных тарелках нет переливных устройств, и жидкость, и газ проходят через одни и те же отверстия или прорези в полотне тарелки. Эти прорези работают периодически: в определенный момент времени одни прорези пропускают пар, другие - жидкость; затем их роли меняются.
По характеру взаимодействия газового и жидкостного потоков различают тарелки барботажного и струйного типов. Тарелки, на которых сплошной фазой является жидкость, а дисперсной - газ или пар, называют барботажными. На струйных тарелках дисперсной фазой является жидкость, сплошной - газ; потоки взаимодействуют в прямоточном режиме на поверхности капель и жидкостных струй, взвешенных в газовом потоке.
В зависимости от конструкции устройств ввода пара (газа) в жидкость различают тарелки клапанные, колпачковые, ситчатые, язычковые, решетчатые и др. Одни из этих тарелок могут работать только в барботажном режиме (колпачковые), другие - только в струйном (язычковые), третьи и в том, и в другом режимах (клапанные).
В химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающих отраслях промышленности наиболее распространены барботажные тарелки с переливами.
Рассмотрим некоторые конструкции барботажных тарелок с переливными устройствами подробнее:
. Колпачковые тарелки (рис. 1) с капсульными колпачками до недавнего времени iитали лучшими контактными устройствами для ректификационных и абсорбционных аппаратов благодаря простоте эксплуатации и универсальности.
Основной частью колпачковой тарелки является стальной диск 1 (или полотно тарелки) с отверстиями для паровых патрубков 6. Патрубки приварены к диску. Над патрубками установлены колпачки 5 диаметром 60 или 80 мм. Колпачки имеют прорези высотой 15; 20 или 30 мм.
Рис. 1 Колпачковая тарелка
Для создания, необходимого уровня жидкости на тарелке последнюю снабжают сливной перегородкой 3. Переливная перегородка 1 образует переливной карман а, в который погружается сливная планка 4 тарелки, расположенной выше.
Применяют два варианта крепления колпачка к тарелке. В исполнении 1 положение колпачка можно регулировать по высоте, в исполнении 2 регулирование невозможно, и нижние кромки прорезей в этом случае упираются в полотно тарелки.
Тарелка работает следующим образом. Поступающая жидкость заполняет тарелку на высоту, определяемую сливной перегородкой 3, при этом прорези колпачков должны быть погружены в жидкость. Пар проходит через паровые патрубки, щели колпачков и барботирует сквозь слой жидкости. Газ и жидкость взаимодействуют в перекрестном токе: жидкость движется по тарелке от переливного кармана к сливной перегородке и далее на расположенную ниже тарелку, а газ - вверх по оси колонны.
Колпачковые тарелки можно изготовлять из чугуна, меди, керамики, углеграфита, пластмасс и др.
Тарелки с капсульными колпачками имеют относительно высокий КПД (0,75-0,80) и работают в широком диапазо
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение