Курсовая с практикой на тему Расчёт ректификационной колонны тарельчатого типа для разделения бинарной смеси бензол-толуол.

Содержание:

Введение. 4

1. Описание технологической схемы
установки. 6

2. Основные свойства рабочих сред. 8

3. Расчетная часть, включающие
технологические расчеты оборудования  10

Заключение. 23

Список использованной литературы.. 24

Введение:

Ректификация
представляет собой процесс многократного частичного испарения жидкости
конденсации паров. Процесс осуществляется путем контакта потоков пара и
жидкости, имеющих различную температуру, и проводятся обычно в колонных
аппаратах. При каждом контакте и жидкости испаряется преимущественно
низкокипящий компонент, которым обогащаются пары из паров конденсируется
преимущественно высококипящий компонент, переходящий в жидкости. Такой
двусторонний обмен компонентами, повторяемый многократно, позволяет получить, в
конечном счете, пары, представляющие собой почти чистый низкокипящий компонент.
Эти пары после конденсации в отдельном аппарате дают дистиллят (ректификат) и
флегму – жидкость, возвращаемую для орошения колонны и взаимодействия с
поднимающимися нарами. Пар получают путем частичного испарения снизу колонны
остатка, являющегося почти чистым высококипящим компонентом.

Ректификация
известна с начала XIX века как один из важнейших технологически процессов
главным образом спиртовой и нефтяной промышленности. В настоящее время
ректификацию все шире применяют в самых различных областях химической
технологии, где выделение компонентов в чистом виде имеет весьма важное значение
(в производства органического синтеза, изотопов, полимеров, полупроводников и
различных других веществ высокой чистоты).

Процесс
ректификации осуществляется путем многократного контакта между неравновесными
жидкой и паровой фазами, движущимися относительно друг друга.

При
взаимодействии фаз между ними происходит массо- и теплообмен обусловлены
стремлением системы к состоянию равновесия. В результате каждого контакта
компонент перераспределяются между фазами: пар несколько обогащается
низкокипящим компонентом, жидкость — высококипящим. Многократное
контактирование приводит к практически полному разделению исходной смеси.

Целью
курсового проекта является выполнение проекта
ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси бензол
— толуол.

Для достижения цели необходимо решить ряд задач:

— изучить технологическую схему установки;

— рассмотреть основные свойства рабочих сред:

— произвести необходимые технологические расчеты при проектировании
установки.

В нефтегазоперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях
промышленности в настоящее время активно внедряются системы
усовершенствованного управления технологическими процессами (СУУТП) [1]. Данные
системы позволяют повысить экономическую эффективность производства, стабилизируя
ключевые параметры процессы, отслеживая показатели качества выпускаемой
продукции и решая поставленную оптимизационную задачу [4].

Внедрение, непрерывная поддержка с подстройкой под текущий технологический
режим и модернизация СУУТП особенно актуальны для конечных участков
технологических производств, выпускающих готовую товарную продукцию, в том
числе и для установки ректификации бензола и толуола [8].

Заключение:

Ректификация – разделение многокомпонентной
смеси на чистые фракции , имеющие разную температуру кипения, путем
многократного испарения жидкости и конденсации пара на контактных устройствах
(тарелках или насадках) в специальных противоточных башенных аппаратах.

С физической точки
зрения ректификация возможна, поскольку изначально концентрация отдельных
компонентов смеси в паровой и жидкой фазах отличается, но система стремится к
равновесию – одинаковому давлению, температуре и концентрации всех веществ в
каждой фазе. При контакте с жидкостью пар обогащается легколетучими (низкокипящими)
компонентами, в свою очередь, жидкость – труднолетучими (высококипящими).
Одновременно с обогащением происходит обмен теплом.

В данной курсовой
работе был проведен расчет ректификационной установки по разделению бинарной
смеси бензол — толуол по заданным параметрам (производительности, содержанию
легкокипящего компонента в исходной смеси, кубовом остатке и дистилляте,
давлению греющего пара, температурам холодной воды на входе и выходе и
температуре исходной смеси) были определены:

— тип тарелок;

— количество дистиллята
и кубового остатка;

— расход пара на
подогрев и испарение смеси;

— расходы охлаждающей
воды на дефлегматор и охладитель дистиллята;

— основные размеры
ректификационной установки, число тарелок и колпачков.

Контроль
процесса должен осуществляться термометрами сопротивления, манометрами,
расходомерами и указателями уровня.

Фрагмент текста работы:

1. Описание технологической схемы установки Принципиальная
схема ректификационной установки представлена на рисунке 1. Исходная смесь из
промежуточной емкости 9 центробежным насосом 10 подается в теплообменник 5, где
подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную
колонну  на тарелку питания, где состав
жидкости равен составу исходной смеси ХF. Рисунок 1 —
Принципиальная схема ректификационной установки

Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с
поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в
кипятильнике 2. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка Xw,
т.е. обеднен легколетучим компонентом. В результате массообмена с жидкостью пар
обогащается легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю
часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью
(флегмой) состав ХР, которая получается в дефлегматоре 3 путем конденсации
пара, выходящего из колонны. Затем жидкость направляется