Расчет ректификационной колонны.

Введение Перегонка жидкостей представляет собой процесс, в котором разделяемая жидкая смесь нагревается до кипения, а образующийся пар отбирается и конденсируется. В результате получается жидкость – конденсат, состав которой отличается от состава начальной смеси. Повторяя много раз процессы испарения конденсата и конденсации, можно практически полностью разделить исходную смесь на чистые составные части (компоненты). Процесс перегонки основан на том, что жидкости, составляющие смесь, обладают различным давлением (упругостью) пара при одной и той же температуре. Поэтому состав пара, а, следовательно, и состав жидкости, получающейся при конденсации пара, будут несколько отличаться от состава начальной смеси: легколетучего (или низкокипящего – НК) компонента в паре будет содержаться больше, чем в перегоняемой жидкости. Очевидно, что в неиспарившейся жидкости концентрация труднолетучего (или высококипящего – ВК) компонента при этом должна увеличиваться. В простейшем случае перегонка почти не отличается от выпарки. Но выпарке подвергаются растворы, состоящие из летучего растворителя и практически нелетучего растворенного вещества, а при перегонке в пар переходят и растворитель и растворенное вещество. Перегонка является одним из важнейших технологических процессов разделения и очистки жидкостей и сжиженных газов в химической, нефтехимической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Перегонку разделяют на два основных вида: простую перегонку (или дис-тилляцию) и ректификацию. К простой перегонке относят также перегонку с во-дяным паром и молекулярную дистилляцию. Под простой перегонкой понимают процесс однократного частичного испарения исходной жидкой смеси и конденсации образующихся при этом паров. Ее применяют для разделения смесей, представляющих собой легколетучее вещество с некоторым содержанием весьма труднолетучих веществ. Обычно простую перегонку используют для предварительного разделения, очистки веществ от примесей, смол, загрязнений. При этом сконденсированные пары называют дистиллятом, а оставшуюся неиспаренную жидкость – остатком. Процесс ректификации применяется для разделения жидких смесей на практически чистые компоненты или фракции, имеющие различные температуры кипения при одинаковом давлении. Физическая сущность процесса ректификации может быть представлена как двусторонний массо- и теплообмен между противоточно-движущимися неравновесными фазами пара и жидкости при высокой турбулизации контактирующих потоков, когда с каждым соприкосновением жидкости и пара частично конденсируются пары, а жидкость за счет теплоты конденсации паров частично испаряется. Таким образом, пары при движении вверх обогащаются низкокипящими, а жидкость, опускаясь вниз – высококипящими компонентами. Благодаря многократному контакту фаз можно получить практически чистые пары низкокипящих компонентов и жидкость из высококипящих компонентов. Процесс разделения компонентов проводится в ректификационной колонне, назначение которой заключается в развитии поверхности контакта фаз и создании условий, благоприятных для эффективного массообмена между материальными потоками. Ректификационная установка кроме колонны включает в себя подогреватели, кипятильники, дефлегматор, разделитель, холодильник-конденсатор и вспомогательные элементы оборудования. По принципу действия ректификационные установки разделяются на периодические и непрерывные. В установках периодического действия разделяемая смесь единовременно загружается в куб, и процесс ректификации протекает до получения продуктов заданного состава. В установках непрерывного действия разделяемая смесь поступает, и продукты разделения выводятся из колонны непрерывно. По назначению ректификационные установки непрерывного действия раз-деляются на три группы: -для получения продукта, состоящего из низкокипящих компонентов; -для получения продукта, состоящего из высококипящего компонента; -для разделения исходной смеси на низкокипящие и высококипящие компонен-ты. Установки первых двух типов применяются сравнительно редко, так как не обеспечивают выделения компонентов, являющимися целевым продуктом с высоким качеством.

Введение……………………………………………………………………………….5 1.Литературный обзор по теории и технологии процесса ректификации (включая патентный обзор по современному аппаратурно-технологическому оформлению процес-са)…………………………………………………………………….…………7 2.Обоснование выбора и описание технологической схемы установки…………..8 3.Выбор конструкционных материалов аппаратов…………………………..……..9 4.Материальный баланс процесса ректифика-ции…………......................................10 5.Тепловой баланс колонны. Выбор энергоносителя, его параметров и определение расхо-да…………………………………………………………………………............11 6.Определение действительного числа тарелок и основных геометрических размеров колонны…………………………………................................................................13 7.Гидравлический расчёт колон-ны………..................................................................19 8.Расчёт и выбор теплообменной аппарату-ры………………………………............21 9.Выбор вспомогательного оборудова-нания………………………………………..24 10.Расчёт диаметров трубопроводов и штуце-ров………….......................................25 11.Расчёт толщины теплоизоляционных покры-тий…………………………...........26 12.Выбор точек контроля технологических параметров с указанием их на технологической схеме установки графической части проек-та.............................................27 Литература………………………………………………………………….….............

1. К.Ф. Павлов “Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии” 1970г.; 2. А.М. Бакластов “ Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассооб-менных установок” 1981 г.; 3. Дытнерский “Процессы и аппараты химической технологии. Курсовое проектирование” 1989; 4. В.Н. Стабников “Ректификационные аппараты. Расчет и конструирование.” 1965; 5. А.Г. Касаткин “Расчет ректификационных и абсорбционных аппаратов” 1961. 6. А.В. Кочетков “Курс лекций по тепломассообменным и холодильным установкам” 2003г. 7. Э.М. Космачёва “Курс лекций по проектированию” 2005г. 8. Г.Я. Воробьёва “Коррозионная стойкость материалов” “Химия” 1975г.