Расчет ректификационной установки для этилового спирта и воды

В данной курсовой работе проведен расчет ректификационной колонны непрерывного действия с ситчатыми тарелками для разделения смеси этиловый спирт-вода производительностью 5000 кг/час по исходной смеси. Выполнен материальный и тепловой балансы, проведен гидравлический расчет, определены основные размеры аппарата и подобраны нормализованные конструктивные элементы. Подобраны испаритель и дефлегматор. Предложены способы повышения эффективности работы колонн с ситчатыми тарелками.

1. Теоретические основы процесса ректификации и описание технологической схемы………………………………………………………..…8

1.1 Теоретические основы процесса ректификации…………………………....8

1.2 Принцип работы ректификационного аппарата………………………...…13

1.3 Описание технологической схемы ректификационнй установки………..14

2. Классификация и выбор ректификационных установок и вспомогательного оборудования…………………………………………………………………….16

2.1 Классификация ректификационных установок по конструкции внутреннего устройства аппарата………………………………………………16

2.2 Классификация ректификационных установок по периодичности действия…………………………………………………………………………..19

2.3 Классификация ректификационных установок по способу организации движения потоков контактирующих фаз……………………………………....20

2.4 Выбор ректификационной установки……………………………………....21

2.5 Колонны с ситчатыми тарелками для разделения смеси «этиловый спирт-вода»……………………………………………………………………………...23

2.6 Выбор вспомогательного оборудования…………………………………...25

2.7 Выбор конструкционного материала………………………………………26

3. Материальный расчет колонны………………………………………………27

3.1 Производительность колонны по дистилляту и кубовому остатку……....27

3.2 Расчет оптимального флегмового числа и определение числа теоретических тарелок…………………………………………………………..28

3.3 Массовый поток пара в верхней и нижней частях колонны……………...30

3.4 Массовые расходы жидкости в верхней и нижней части колонны…….30

4. Расчет диаметра колонны…………………………………………………….32

4.1 Плотности компонентов…………………………………………………….32

4.2 Скорость пара в колонне…………………………………………………….33

4.3 Диаметр колонны…………………………………………………………….34

4.4 Характеристика тарелки (рис 8,9)…………………………………………..35

5. Расчет числа тарелок………………………………………………………….37

5.1 Средний КПД тарелки……………………………………………………….37

5.2 Высота колонны……………………………………………………………...38

6. Гидравлический расчет колонны…………………………………………….39

6.1 Гидравлическое сопротивление сухой тарелки……………………………39

6.2 Гидравлическое сопротивление обусловленное силами поверхностного натяжения………………………………………………………………………...39

6.3 Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя…………………..39

6.4 Полное сопротивление тарелки…………………………………………….40

6.5 Суммарное гидравлическое сопротивление рабочей части колонны……40

7. Тепловой расчет колонны…………………………………………………….41

7.1 Расход теплоты отдаваемой воде в дефлегматоре………………………...41

7.2 Расход теплоты в кубе испарителе………………………………………....42

7.3 Расход греющего пара……………………………………………………….42

8. Конструктивный расчет………………………………………………………44

Выводы…………………………………………………………………………...49

Заключение……………………………………………………………………….50

Список литературы………………………………………………………………52

Приложения……………………………………………………………………...53

2. Основные процессы и аппараты химической технологии, пособие по проектированию под ред. Ю.И. Дытнерского. М., «Химия» 1991 г.

3. Расчет и проектирование массообменных аппаратов. Учебное пособие. В.Я. Лебедев и др. – Иваново, 1994 г.

4. А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. М, 1968 г.

5. К.Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л., «Химия», 1987 г.

6. П.Г. Романков, В.Ф. Фролов, О.М. Флисюк, М.И. Курочкина. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи). Л., Химия, 1993 г.

7. Г.Я. Рудов, Д.А. Баранов. Расчет тарельчато ректификационной колонны, методические указания. М., МГУИЭ, 1998 г.

8. Каталог «Емскостная стальная сварная аппаратура». М., «ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ», 1969 г.

9. Каталог «Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения». М., «ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ», 1991 г.

10. ГОСТ 12820-80 «Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 2,5 Па (от 1 до25 кгс/см2). Конструкция и размеры».

11. ГОСТ 28759.4-90 «Фланцы сосудов и аппаратов стальные приварные встык под прокладку восьмиугольного сечения. Конструкция и размеры».

12. ОСТ 26-01-108-85 «Тарелки ситчато-клапанные колонных аппаратов. Параметры, конструкция и размеры».