Воронежский государственный технический университет
Кафедра: Кафедра химии и химической технологии материалов
Курсовой проект по дисциплине " Процессы и аппараты"
На тему " Расчет и проектирование ректификационной колонны"
Воронеж 2017
Содержание
Введение...............................................................................................................................................4
1. Технологическая схема производства этанола методом сернокислотной гидратации .........................................................................................................................................6
2.Расчет ректификационной колонны...................................................................................8
2.1 Задание на проектирование..........................................................................................8
2.2 Материальный баланс колонны. Определение количеств дистиллята и кубов........................................................................................................................................9
2.3 Построение диаграммы фазового состояния системы этанол-вода.......10
2.4 Определение средних значений параметров по колонне констант.........11
2.5 Скорость пара и диаметр колонны...........................................................................15
2.6 Высота насадки..................................................................................................................17
2.7 Гидравлическое сопротивление насадки....................................................................30
3. Конструкционный расчет..................................................................................................31
3.1 Расчет корпуса колонны.............................................................................................32
3.2 Выбираем опору аппарата ...........................................................................................34
3.3. Выбор опорных решеток и способов их крепления .....................................35
3.4 Выбор распределительных и питательной тарелок .......................................37
3.5. Расчет диаметров штуцеров, подбор фланцев и прокладок .....................38
3.6 Тепловой расчет ректификационной установки ..............................................42
Заключение.........................................................................................................................................51
Список использованной литературы ...................................................................................52
Производительность установки по исходной смеси – GF = 10 т/ч. Массовая доля легколетучего компонента в исходной смеси – аF = 26 % масс., в дистилляте – аД = 84 % масс., в кубовом остатке аW = 0,3 % масс.
Температура исходной смеси – tсм = 18 °С. Смесь этанол-вода подается в ректификационную колонну при температуре кипения. Давление греющего пара – р = 200 кПа. Температура кубового остатка после выхода его из холодильника – tхол.W = 44,0 °С, температура дистиллята после холодильника – tхол.Д = 34 °С.
Тип контактных устройств в колонне – насадка.
Процесс ректификации протекает в ректификационной колонне при противоточном взаимодействии фаз.
Выполнен расчет насадочной ректификационной колонны для разделения бинарной смеси этанол-вода в схеме производства пищевого этилового спирта.
На основе уравнений материального баланса определены количества продуктов ректификации: дистиллята и кубового остатка. Графическим и аналитическим методами определено минимальное флегмовое число. Определено рабочее флегмовое число и построены линии рабочих концентраций исчерпывающей и укрепляющей частей ректификационной колонны.
