Проектирование ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси ацетон - уксусная кислота
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
Тема: проектирование ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси ацетон - уксусная кислота, производительностью 6,0 кг/с по дистилляту
Оглавление
Введение
Задание на проектирование
. Аналитический обзор
. Технологическая часть
. Раiёт тарельчатой ректификационной колонны
.1 Материальный баланс колонны и рабочее флегмовое число
.2 Скорость пара и диаметр колонны
.3 Высота колонны
.3.1 Высота светлого слоя жидкости на тарелке и паросодержание барботажного слоя
.3.2. Коэффициенты массопередачи и высота колонны
.4 Гидравлические сопротивления тарелок колонны
.5 Тепловой раiет установки
. Раiет теплообменной аппаратуры
.1 Подробный раiет подогревателя исходной смеси
.1.1 Турбулентный режим
.1.2 Определение гидравлических сопротивлений
.2 Приближенный раiет теплообменных аппаратов
Заключение
Список использованной литературы
Приложения
Введение
Ректификация - массообменный процесс, который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки тарелки) аналогичными используемым в процессе абсорбции. Поэтому методы подход к раiету и проектированию ректификационных и абсорбционных установок имею много общего. Тем не менее, ряд особенностей процесса ректификации (различие соотношение нагрузок по жидкости и пару в нижней и верхней частях колонны, переменные по высоте колонны физические свойства фаз и коэффициент распределения, совместное протекание процессов массо- и теплопереноса) осложняет его раiет.
Одна из сложностей заключается в отсутствии обобщенных закономерностей для раiета кинетических коэффициентов процесса ректификации. В наибольшей степени это относится к колоннам диаметром более 800 мм с насадками и тарелками, широко применяемым в химических производствах. Большинство рекомендаций сводится к использованию для раiета ректификационных колонн кинетических зависимостей, полученных при исследовании абсорбционных процессов (в приведенных в данной главе примерах в основном использованы эти рекомендации).
Принципиальная схема ректификационной установки представлена на рис. 1. Исходную смесь из промежуточной емкости центробежным насосом 10 подают в теплообменник 5, где она подогревается кубовой жидкостью, а затем попадает в догреватель 11, где и доводится до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колонну на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси хF
Рис1 - Принципиальная схема ректификационной установки: 1 - ректификационная колонна (а - укрепляющая часть, б - иiерпывающая часть); 2 - кипятильник; 3 - дефлегматор; 4 - делитель флегмы; 5 - подогреватель исходной смеси; 6 - холодильник дистиллята (или холодильник - конденсатор); 7 - холодильник остатка (или нижнего продукта);. 8, 9 - сборники; 10 - насосы; 11 - догреватель исходной смеси
Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике 2. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка хW , т. е. обеднен легколетучим компонентом. В результате массообмена с жидкостью пар обогащается легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой) состава хР , получаемой в дефлегматоре 3 путем конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллята, который охлаждается в теплообменнике 6 и направляется в промежуточную емкость 9.
Из кубовой части колонны непрерывно выводится кубовая жидкость - продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, часть которого охлаждается в теплообменнике 7 и направляется в емкость 8, а часть направляется к подогревателю исходной смеси 5.
Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят (с высоким содержанием легколетучего компонента) и кубовый остаток (обогащенный труднолетучим компонентом).
Раiет ректификационной колонны сводится к определению ее основных геометрических размеров - диаметра и высоты. Оба параметра в значительной мере определяются гидродинамическим режимом работы колонны, который, в свою очередь, зависит от скоростей и физических свойств фаз, а также от типа насадки.
В данном курсовом проекте выполняется проектная разработка аппаратуры ректификационной установки с технологическими, тепловыми и гидравлическими раiетами.
Аналитический обзор работы содержит информацию об основах процесса ректификации и раiета ректификационных колонн.
В Технологической части приведена принципиальная схема процесса ректификации.
В Инженерном раiете в соответствии с заданием произведен раiет тарельчатой ректификационной колонны.
Задание на проектирование.
Спроектировать ректификационную установку для непрерывного разделения смеси: ацетон-уксусная кислота. Расiитать диаметр, высоту, гидравлическое сопротивление ректификационной колонны. Р