Реферат Розрахунок ректифікаційної установки для поділу бінарної суміші етиловий спирт-вода

Зміст

Введення

1 Теоретичні основи процесуректифікації і опис технологічної схеми

1.1 Теоретичні основи процесуректифікації

1.2 Принцип роботи ректифікаційногоапарату

1.3 Опис технологічної схеми ректифікаційноїустановки

2 Класифікація і вибірректифікаційних установок і допоміжного обладнання

2.1 Класифікація ректифікаційнихустановок по конструкції внутрішнього устрою апарату

2.2 Класифікація ректифікаційнихустановок по періодичності дії

2.3 Класифікація ректифікаційнихустановок за способом організації руху потоків контактуючих фаз

2.4 Вибір ректифікаційної установки

2.5 Колони з Сітчатие тарілки длярозділення суміші В«етиловий спирт-водаВ»

2.6 Вибір допоміжногообладнання

2.7 Вибір конструкційного матеріалу

3 Матеріальний розрахунок колони

3.1 Продуктивність колони подистилляту і кубовому залишку

3.2 Розрахунок оптимального флегмовогочисла і визначення числа теоретичних тарілок

3.3 Масовий потік пари у верхній інижній частинах колони

3.4 Масові витрати рідини вверхній і нижній частині колони

4 Розрахунок діаметра колони

4.1 Густині компонентів

4.2 Швидкість пара в колоні

4.3 Діаметр колони

4.4 Характеристика тарілки (рис 8,9)

5 Розрахунок числа тарілок

5.1 Середній ККД тарілки

5.2 Висота колони

6 Гідравлічний розрахунок колони

6.1 Гідравлічний опірсухий тарілки

6.2 Гідравлічний опіробумовлене силами поверхневого натягу

6.3 Гідравлічний опіргазорідинного шару

6.4 Повний опір тарілки

6.5 Сумарне гідравлічнеопір робочої частини колони

7 Тепловий розрахунок колони

7.1 Витрата теплоти віддається воді в дефлегматоре

7.2 Витрата теплоти в кубі випарнику

7.3 Витрата пари, що гріє

8 Конструктивний розрахунок

Висновки

Висновок

Список літератури

Додатка

Введення

Ректифікація - поділрідких однорідних сумішей на складові речовини або групи складовихречовин в результаті взаємодії парової суміші та рідкої суміші. Цемасообмінних процес, який здійснюється в більшості випадків упротиточних колонних апаратах з контактними елементами (насадки, тарілки), аналогічнимивикористовуваними в процесі абсорбції.

Можливість поділурідкої суміші на складові її компоненти ректифікацією обумовлена ​​тим, щосклад пари, що утворюється над рідкою сумішшю, відрізняється від складу рідкоїсуміші в умовах рівноважного стану пари і рідини.

Сутність процесуректифікації розглянута на прикладі поділу двокомпонентної суміші за завданнямна курсову роботу, де потрібно розрахувати ректификационную установку длярозділення суміші В«етиловий спирт-водаВ».

Ректифікаційнаустановка дає найбільш повне розділення сумішей рідин, цілком абочастково розчинних один в одному. Процес полягає в багаторазовомувзаємодії парів з рідиною - флегмой, отриманої при частковій конденсаціїпарів. У ректифікаційних апаратів знизу вгору рухаються пари,а зверху подається рідина, що представляє собою майже чистий НКК. Призіткненні що піднімаються пари зі стікаючої рідиною відбувається частковаконденсація парів і часткове випаровування рідини. При цьому з парівконденсується переважно ЛКК, а з рідини випаровується переважно НКК.Таким чином, стікає рідина збагачується ЛКК, а піднімаються паризбагачуються НКК, в результаті чого виходять з апарату пари являютьсобою майже чистий НКК. Ці пари надходять у конденсатор, званийдефлегматором, і конденсуються. Частина конденсату, що повертається на зрошенняапарату, називається флегмой, інша частина відводиться в якості дистиляту.

Як і підвсіх массобменних процесах ефективність ректифікації залежить від поверхніконтакту фаз. Для збільшення поверхні массобмена використовують різніконтактні пристрої насадочного або барботажного типу. Найбільшпоширеними ректифікаційної установки є барботажние колони зрізними типами тарілок: ковпачковими, Сітчатие, провальними і т.п. Найбільшуніверсальні колони з ковпачковими тарілками, але при поділі незабрудненихрідин в установках з постійним навантаженням, добре зарекомендували себе апаратиз Сітчатие тарілки, несхожими простотою конструкції і легкістю вобслуговуванні.

У цій роботі розглянуті основи процесуректифікації, класифікація ректифікаційних колон по конструкції внутрішньогопристрої, по періодичності дії і за способом організації руху потоківконтактуючих фаз. Крім того, представлені основні вимоги щодо вибору тогочи іншого типу колони. Згідно з завданням на курсову роботу, у якому зазначенікомпоненти бінарної суміші: етанол-вода, вибрана колона з Сітчатие тарілки,і проведений її розрахунок по вихідним даним, зазначеним у завданні. Виконаний матеріальнийі теплової баланси, визначені основні розміри апарату і підібранінормалізовані конструктивні елементи.

1 Теоретичні основипроцесу ректифікації і опис технологічної схеми

1.1 Теоретичніоснови процесу ректифікації

Підбагатьох хімічних виробництвах необхідно виробляти виділення чистих речовинз сумішей рідин. Одним з найбільш поширених методів розділення сумішейє ректифікація. Цей метод заснований на розходженні в температурах кипіння,а, отже, і в летючості компонентів суміші. Якщо летючість компонентіврізна, то склад пари над рідиною відрізняється від складу рідкої сумішібульшим змістом низькокиплячих (легколетучего) компонента - НКК.Внаслідок цього при протиточному контакті рідкої суміші з парами, якийздійснюється при ректифікації в результаті масообміну, пари будутьзбагачуватися НКК, а рідина - висококиплячі (труднолетучим) компонентом - ЛКК.

ВЗрештою пари будуть представляти собою більш-менш чистий НКК, арідина - ЛКК.

Процесректифікації здійснюється переважно в тарілчастих або насадокколонних апаратах періодичним або безперервним способом. На ректифікаціюнадходить вихідна рідка суміш, вміст в якій НК становить ХF. Впроцесі ректифікації суміш розділяється на дві частини: частина, збагачену НКК -дістіллат і частина, збагачену ВКК - кубовий залишок. Позначимо в частках НККсклад дістіллат - хр, а кубового залишку - хw. Вихідна суміш подається в тучастину колони, де рідина має склад ХF. Стікаючи вниз по колоні,...