Разработка технологической схемы и расчет процесса ректификации установки среднего давления для получения газообразного кислорода

ФГБОУ ВО "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "
Кафедра физики твердого тела
Курсовая работа по дисциплине "Воздухоразделительные установки"
На тему "Разработка технологической схемы и расчет процесса ректификации установки среднего давления для получения газообразного кислорода"
Воронеж 2022

Воздухоразделительная установка среднего давления, работающая по циклу Клода, с рабочим давлением 50 бар и с жидкостным насосом, получающая в качестве основного продукта газообразный кислород с концентрацией 99.5% и производительностью 850 м3/ч, а сопутствующего газообразный азот с концентрацией 94%.

Содержание
Введение 5
1 Литературный обзор 6
1.1 Общие сведения о воздухоразделительных установках 6
1.2 Цикл среднего давления с расширением части воздуха в турбодетандере (цикл Клода) 7
1.3 Воздухоразделительные установки среднего давления 8
2 Построение схемы ВРУ 10
3 Материальный баланс ВРУ 12
4 Тепловой баланс ВРУ 14
5 Тепловые балансы основных теплообменных аппаратов установки 17
5.1 Тепловой баланс переохладителя жидкого кислорода 17
5.2 Тепловой баланс кислородного насоса 18
5.3 Тепловой баланс переохладителя флегмы 19
5.4 Тепловой баланс переохладителя кубовой жидкости 21
5.5 Тепловой баланс ожижителя 22
5.6 Тепловой баланс основного теплообменника 23
6 Определение материальных и тепловых потоков колонны 26
6.1 Материальный и тепловой баланс нижней колонны 26
6.2 Материальный баланс верхней колонны 28
7 Расчет процесса ректификации и определение числа теоретических тарелок методом Мак-Кэба и Тиле 31
7.1 Расчет верхней колонны 31
7.2 Расчет нижней колонны 34
8 Расчет процесса ректификации и определение числа теоретических тарелок методом i-x диаграммы 37
8.1 Расчет верхней колонны 37
8.2 Расчет нижней колонны 40
Заключение 44
Приложение А - Схема ВРУ среднего давления 45
Приложение Б - Термодинамические параметры воздуха 46
Приложение В - Термодинамические параметры азота 47
Приложение Г - Термодинамические параметры кислорода 48
Приложение Д - Термодинамические параметры кубовой жидкости 49
Приложение Е - Удельные холодопотери через изоляцию 50
Приложение Ж - Термодинамические параметры для верхней колонны 51
Приложение З - Термодинамические параметры для нижней колонны 52
Библиографический список 53