Расчет и проектирование ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси ацетон-вода производительностью 6000 кг/ч

Белорусский государственный технологический университет
Кафедра процессов и аппаратов химических производств
Курсовой проект по дисциплине "Процессы и аппараты химической технологии"
На тему: "Расчет и проектирование ректификационной установки
непрерывного действия для разделения бинарной смеси ацетон-вода
производительностью 6000 кг/ч"

Исходные данные для расчета:
– разделяемая смесь – ацетон-вода;
– производительность по питанию G ̅_F = 6000 кг/ч = 1,667 кг/с;
– молярная доля низкокипящего компонента (НК) в исходной смеси
Xf = 0,17 кмоль/кмоль;
– молярная доля НК в кубовом остатке Xw = 0,04 кмоль/кмоль;
– молярная доля НК в дистилляте Xd = 0,92 кмоль/кмоль;
– рабочее давление вверху колонны атмосферное (P = 0,1 МПа);
– исходная смесь подается на тарелку питания подогретой до температуры кипения;
– тип аппарата – тарельчатый;
– тип тарелок – ситчатые.
В данном курсовом проекте рассмотрена схема непрерывной ректификации, произведен расчёт ректификационной колонны и подбор вспомогательного оборудования, приведена технологическая схема процесса ректификации и чертёж общего вида ректификационной колонны.
Содержание
Введение
1 Описание и обоснование технологической схемы установки
2 Описание конструкции и принципа действия колонны
2.1 Описание конструкции ректификационной колонны
2.2 Принцип действия ректификационной колонны
3 Описание конструкции и принципа действия вспомогательного оборудования
3.1 Теплообменные аппараты
3.2 Насос для подачи исходной смеси
4 Расчет ректификационной колонны
4.1 Расчет материального баланса по продуктам разделения
4.1.1 Массовые расходы продуктов разделения
4.1.2 Молярные расходы питания и продуктов разделения
4.2 Условия равновесия
4.3 Расчет минимального и рабочего флегмовых чисел
4.3.1 Расчет минимального флегмового числа
4.3.2 Расчет оптимального флегмового числа
4.4 Рабочие линии и их построение на диаграмме
4.5 Установление средних параметров жидкости и пара в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны
4.5.1 Расчет средних составов жидкости в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны
4.5.2 Расчет средних составов пара в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны
4.5.3. Расчет средних молярных масс жидкости и пара в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны
4.5.4 Определение температур жидкости и пара
4.5.5 Расчет плотности жидкости и пара
4.5.6 Расчет массовых расходов жидкости и пара
4.5.7 Расчет объемных расходов жидкости и пара
4.5.8 Расчет динамической вязкости жидкостей
4.6 Расчет рабочей скорости пара в ректификационной колонне и её
диаметра
4.6.1 Расчет рабочей скорости
4.6.2 Расчет диаметра ректификационной колонны
4.6.3 Действительная скорость пара в колонне
4.6.4 Параметры тарелки
4.7 Расчет высоты ректификационной колонны
4.7.1 Расчет числа теоритических тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны
4.7.2 Расчет средней эффективности тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны
4.7.3 Расчет числа тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны
4.7.4 Расчет высоты тарельчатой части колонны
4.7.5 Расчет габаритной высоты ректификационной колонны
4.8 Расчет гидравлического сопротивления ректификационной колонны
4.8.1 Гидравлическое сопротивление сухих тарелок
4.8.2 Гидравлическое сопротивление, обусловленное парожидкостным слоем на тарелке
4.8.3 Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения
4.8.4. Гидравлическое сопротивление орошаемых тарелок
4.8.5 Гидравлическое сопротивление ректификационной колонны
4.9 Расчет штуцеров ректификационной колонны
4.9.1 Штуцер для входа питания
4.9.2 Штуцер для входа флегмы
4.9.3 Штуцер для выхода паров флегмы и дистиллята
4.9.4 Штуцер для выхода кубового остатка
5 Подбор вспомогательного оборудования
5.1 Тепловой баланс ректификационной колонны
5.2 Расчет дефлегматора
5.3 Расчет холодильника дистиллята
5.4 Расчет подогревателя исходной смеси
5.5 Расчет куба-испарителя
5.6 Расчет холодильника кубового остатка
5.7 Расчет насоса
Заключение
Список использованных источников