Содержание
Введение
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
2.1. Материальный баланс колонны и рабочее флегмовое число
2.2. Определение скорости пара и диаметра колонны
2.3. Гидравлический расчет колонны
2.4. Определение числа тарелок
2.5. Тепловой расчет установки
3. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ
Выдержка из текста
Одним из наиболее распространенных способов разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух и более компонентов, является перегонка (дистилляция и ректификация).
Ректификация представляет собой процесс многократного частичного испарения жидкости и конденсации паров. Процесс осуществляется путем контакта потоков пара и жидкости, имеющих различную температуру. При каждом контакте из жидкости испаряется преимущественно низкокипящий компонент, которым обогащается пар, а из пара конденсируется преимущественно высококипящий компонент. Такой двусторонний обмен компонентами, повторяемый многократно, позволяет, в конечном счете, получить пар, представляющий собой практически чистый низкокипящий компонент. Этот пар после конденсации в отдельном аппарате дает дистиллят (ректификат) и флегму – жидкость, которую возвращают в колонну для ее орошения и взаимодействия с восходящим потоком пара. Жидкость, образующаяся в нижней части колонны, называется кубовым остатком, который представляет собой практически чистый высококипящий компонент.
Ректификационные колонны предназначены для проведения процессов массообмена в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Колонные аппараты изготавливают диаметром 400–4000 мм для работы под давлением до 1,6 МПа в царговом (на фланцах) исполнении корпуса, для работы под давлением до 4,0 МПа – в цельносварном исполнении корпуса.
В зависимости от диаметра, колонные аппараты изготавливают с тарелками различных типов. Колонные аппараты диаметром 400–4000 мм оснащают стандартными контактными и распределительными тарелками , опорами, люками, днищами и фланцами.
Большое разнообразие тарельчатых контактных устройств затрудняет выбор оптимальной конструкции тарелки. При этом наряду с общими требованиями (высокая интенсивность единицы объема аппарата, его стоимость и т.д.) ряд требований может определяться спецификой производства: большим интервалом устойчивой работы при изменении нагрузок по фазам, способность тарелки работать в среде загрязненных жидкостей, возможностью защиты от коррозии и т.п. Зачастую эти качества становятся превалирующими, определяющими пригодность той или иной конструкции для использования в каждом конкретном процессе.
Расчет ректификационной колонны сводится к определению её основных геометрических размеров диаметра и высоты. Оба параметра в значительной мере определяются нагрузками по пару и жидкости, типом тарелки, свойствами взаимодействующих фаз.
Ректификация – массообменный процесс, который осуществляется путем многократного контакта между неравновесными жидкой и паровой фазами, движущимися относительно друг друга. В большинстве случаев ректификацию осуществляют в противоточных колонных аппаратах с различными контактными элементами (насадки, тарелки). Ряд особенностей процесса ректификации (различное 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) делает расчет процесса достаточно сложным.
Одна из сложностей проектирования ректификационных установок заключается в отсутствии обобщенных закономерностей для расчета 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 расчета ректификационных колонн кинетических зависимостей полученных при исследовании абсорбционных процессов
Список использованной литературы
1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9-е. М.: Химия, 1973, 750с.
2. Перри Дж. Справочник инженера-химика: Пер. с англ. Т. 1. Л.: Химия, 1969, 940с.
3. Касаткин А.Г., Плановский А.Н., Чехов О.С. Расчет тарельчатых ректификационных и абсорбционных аппаратов. М.: стандартгиз, 1961, 81с.
4. Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром. Кн. 1 – 2. М. – Л.: Наука, 1966,640с.
5. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Изд. 3-е. М.: Химия, 1978,280с.
6. Кафаров В.В., Дытнерский Ю.Я.//ЖПХ. 1957, Т. 30, № 8, с. 1968–1972.
7. Справочник химика. Т. 1.М. – Л.: Госхимиздат, 1963,1071с.
8. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1976, 552с.
9. Cornel D, Knapp W.G. et al.//Chem. Eng. Progr. 56, 1960, N 7, P 68; N 8, P. 48.
10. Тютюнников А.Б., Товажнянский Л.Л., Готлинская А.П. Основы расчета и конструирования массообменных колонн. – Киев: Вища шк., 1989, 224с
11. Каталог. Колонные аппараты. Изд. 2-е. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1978, 31с.
12. Рамм В.М. абсорбция газов. М.: Химия, 1976, 654с.
13. Александров И.А. Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных систем. М.: Химия, 1975, 320с.
14. Стабников В.И. Расчет и конструирование контактных устройств ректификационных и абсорбционных аппаратов. Киев: Техника, 1970, 208с.
15. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд. перераб. и допол. М.: Химия, 1991, 496с.
16. Мартюшин С.И., Карцев Е.В., Ковалев Ю.Н. Методические указания к расчету ректификационных колонны для разделения бинарных смесей с применением ЭВМ. М., МХТИ им. Д.И. Менделеева. 1984, 38с.
17. Ульянов Б.А. Поверхность контакта фаз и массообмен в тарельчатых ректификационных аппаратах. Изд. Иркутского ун-та, 1982, 129с.
18. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. – Л.: Машгиз, 1970. – 753 с