Техничекие дисциплины - готовые работы

1.ВВЕДЕНИЕ

Ректификация – процесс разделения гомогенных смесей летучих жидкостей путем двухстороннего массо- и теплообмена между неравновесными жидкой и паровой фазами, имеющими различную температуру и движущимся относительно друг друга. Для эффективного проведения процесса ректификации необходимо привести обменивающиеся компонентами фазы в тесный контакт. Назначение контактных устройств заключаются в том, чтобы организовать этот контакт.
Разделение жидких и газообразных смесей на индивидуальные компоненты имеет большое значение в химической, нефтехимической и родственных с ними областях промышленности. Особенно важно выделение компонентов в чистом виде в производстве полимеров с повышенными физико-химическими свойствами, полупроводников , изотопов и т. д.
Уксусная кислота, СН3СООН, бесцветная с резким запахом жидкость. Для безводной, т. н. «ледяной», кислоты tпл 16,75 °С, tкип 118,1 °С, молекулярный вес 60,05. Получают окислением ацетальдегида и другими методами, пищевую уксусную кислоту уксусно-кислым брожением спиртовых жидкостей. Применяют в пищевой промышленности, для получения лекарственных и душистых веществ, хлоруксусных кислот, как растворитель, например в производстве ацетата целлюлозы.
Пропионовая кислота С2Н5СООН: tпл -19,7 °С, tкип 141,1 °С, молекулярный вес 74,08, внешний вид – бесцветная жидкость.

1. ВВЕДЕНИЕ

ОАО «Алтайский коксохимический завод» относится к числу крупнейших коксохимических предприятий России. Его общая территория занимает 500 га.
Строительство Алтайского коксохимического завода началось в 1972 году.
Исторической датой рождения завода является 5 декабря 0 часов 45 минут 1981 года, когда был выдан первый кокс коксовой батареи №1, его выдала коксовая печь №35.
С тех пор и до настоящего времени идёт постоянное наращивание основных его производств.
Наряду с освоением новых технологий на заводе уделяется большое внимание вводу в эксплуатацию нового и более производительного оборудования. В последние несколько лет на заводе произведена огромная работа по техническому перевооружению и реконструкции производства, повышению рентабельности, улучшению экологической ситуации предприятия. Внедрение технических и организационных мероприятий способствует росту производства кокса.

Введение


Цель выполнения курсового проекта – систематизация, закрепление и расширение теоретических и практических знаний по дисциплине «Процессы и аппараты химических производств». При выполнении курсового проекта необходимо решить инженерно-техническую задачу по расчету, проектированию и оптимизации аппарата в составе конкретной технологической установки.
Задачей данного курсового проекта является расчет ректификационной колоны с ситчатыми тарелками для разделения смеси хлороформ – бутилацетат.
В химической промышленности широко распространены и имеют важное значение процессы массопередачи, характеризуемые переходом одного или несколько веществ из одной фазы в другую. Путем переноса одного или более компонентов из фазы в фазу можно разделять как гетерогенные, так и гомогенные системы, причем наиболее часто процессы массопередачи используют для для разделения гомогенных систем.
Одним из наиболее распространенных процессов разделения гомогенных смесей летучих жидкостей путем двустороннего массо - и теплообмена между неравновесными жидкой и паровой фазами, имеющими различную температуру и движущимися относительно друг друга – является ректификация. Разделение осуществляется обычно в аппаратах колонного типа при многократном или непрерывном контакте фаз. При каждом контакте из жидкости испаряется преимущественно низкокипящий компонент, которым обогащаются пары, а из паровой фазы конденсируется преимущественно высококипящий компонент, переходящий в жидкость. Обмен компонентами между фазами позволяет получить, в конечном счете, пары, представляющие собой почти чистый низкокипящий компонент. Эти пары, выходящие из верхней части колонны, после их конденсации в отдельном аппарате дают дистиллят и флегму – жидкость, возвращаемую для орошения колонны и взаимодействия с поднимающимися по колонне парами. Снизу колонны удаляется жидкость, представляющая собой почти чистый высококипящий компонент, - кубовый остаток. Часть остатка испаряют в нижней части колонны для получения восходящего потока пара.

Ректификация известна с начала 19 века как один из важнейших технологических процессов главным образом спиртовой и нефтяной промышленности. В настоящие время ректификацию применяют в самых различных областях химической технологии, где выделение компонентов в чистом виде имеет важное значение (в производствах органического синтеза, изотопов, полимеров, полупроводников и различных других веществ высокой частоты).

ВВЕДЕНИЕ


Целью выполнения курсового проекта является систематизация, закрепление и расширение теоретических и практических знаний по дисциплине «Процессы и аппараты химических производств». Необходимо решить инженерно-технические задачи по расчету, проектированию и оптимизации аппарата в составе конкретной технологической установки. В соответствии с поставленной целью, необходимо разработать эскизный проект технологической установки, содержащий:
- технологическую схему установки;
- чертеж общего вида аппарата;
- расчеты конструктивно-технологических параметров проектируемого объекта;
- прочностные расчеты, показывающие работоспособность и достаточную прочность конструкции в условиях эксплуатации.
Задачей данного курсового проекта является расчет ректификационной колоны с клапанными тарелками для разделения смеси бензол-трихлорэтилен.
Процесс ректификации предназначен для разделения гомогенных смесей летучих жидкостей на практически чистые компоненты или фракции, различающиеся по температуре кипения.
Физическая сущность процесса ректификации заключается в двухстороннем массо- и теплообмене между неравновесными потоками пара и жидкости при высокой турбулизации поверхности контактирующих фаз. Разделение осуществляется обычно в колонных аппаратах при многократном или непрерывном контакте фаз. При каждом контакте из жидкости испаряются преимущественно низкокипящие компоненты, которыми обогащаются пары, а из паровой фазы конденсируются преимущественно высококипящие компоненты, переходящие в жидкость. При определенном числе контактов можно получить пары, состоящие в основном из низкокипящих, а жидкость – из высококипящих компонентов [1].
На практике ректификация чаще всего осуществляется в противотоке пара и жидкости, что обеспечивает различие температур и неравновесность составов встречных потоков. Жидкое орошение при ректификации паров создается путем конденсации части парового потока в верхней части колонны, а паровое орошение при ректификации жидкости – путем испарения части жидкости в нижней части колонны.








Тем не менее ряд особенностей процесса ректификации осложняет его расчет. Сюда можно обнести 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.
Одна из сложностей 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 [2].
Основные физико-химические характеристики перерабатываемых веществ приведены в таблице 1 [3].

Таблица 1
Основные физико-химические характеристики бензола и толуола

Наименование Бензол Трихлорэтилен
Состояние вещества жидкость жидкость
Температура кипения, оС 80,100 113.77
Температура плавления, оС 5,533 -36.5
Критическое давление, МПа 4,91 4,109
Вязкость, мПа.с (20оС) 0,6468 0,58
Критическая темперарура, оС 289,5 296,4
Температура самовоспламенения, оС 534 536
Плотность, кг/м3 (20 м3) 879 866

1 Введение

Целью выполнения курсового проекта является решение инженерно-технической задачи по расчету, проектированию аппарата, в моем случае ректификационной колонны, в составе установки для ректификации. В соответствии с поставленной целью, разрабатываем эскизный проект технологической установки, содержащий:
-технологическую схему установки;
-чертеж общего вида ректификационной колонны;
-расчеты конструктивно-технологических параметров проектируемого объекта;
-прочностные расчеты, показывающие работоспособность и достаточную прочность конструкции в условиях эксплуатации.
Ректификация – один из массообменных процессов, который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (т.е насадки, тарелки).Процесс ректификации предназначен для разделения жидких смесей на практически чистые компоненты или фракции, различающиеся температурой кипения.
Физическая сущность процесса ректификации заключается в двустороннем массо- и теплообмене между неравновесными потоками пара и жидкости при высокой турбулизации поверхности контактирующих фаз. В результате массообмена пар обогащается низкокипящими, а жидкость- из высококипящих компонентов.
Ректификация, как всякий диффузионный процесс, осуществляется в противотоке пара и жидкости что обеспечивает различие температур и неравномерность составов встречных потоков. Жидкое орошение при ректификации паров создается путем конденсации части парового потока в верхней части колонны, а паровое орошение при ректификации жидкости- путем испарения части жидкости в нижней части колонны.
Тем не менее ряд особенностей процесса ректификации (различное соотношение нагрузок по жидкости и пару в нижней и верхней частях колонны, переменные по высоте колонны физические свойства фаз коэффициент распределения, совместное протекание процессов массо- и теплопереноса) осложняет расчет.
Одна из сложностей заключается в отсутствии обобщенных закономерностей для расчета кинетических коэффициентов процесса ректификации. В наибольшей степени это относится к колоннам диаметром более 800мм с насадками и тарелками, широко применяемые в химических производствах.

Наименование Уксусная кислота(C2H4O2) Пропионовая кислота(C3H6O2)
Состояние вещества Жидкость Жидкость
Температура кипения,Ткип0с 118,1 141,1
Температура плавления,Тплав 0с 16,75 -20,8
Температура критическая Ткр 0с 321,6 388,5
Плотность 20 кг/м3 1042 985
Поверхностное натяжение 2010-3Н/м 27,8 26,7
Динамическая вязкость 20 мПа с 1,25 1,1
Молекулярная масса 60 74