Курсовой проект по ПАХТ на тему "ректификационная установка"
Сущность процесса ректификации
Для получения продуктов с заданной концентрацией компонентов и высокими выходами используют процесс ректификации, который широко применяется в нефтегазопереработке, химической, нефтехимической, кислородной, пищевой и других отраслях промышленности.
Вступающие в контакт пары и жидкость при ректификации не находятся в равновесии, но в результате контакта фазы стремятся достичь его или приблизиться к этому состоянию. При этом происходит выравнивание температур и давлений в фазах и перераспределение компонентов между ними. Контакт пара и жидкости, при котором система достигает состояния равновесия, называется идеальным или теоретическим, а устройство, обеспечивающее такой контакт – теоретической тарелкой.
Для осуществления процесса ректификации температурный режим в колонне должен быть таким, чтобы температура убывала в направлении движения потока паров (возрастала в направлении движения потока жидкости).
При ректификации массообмен протекает в обоих направлениях. Если теплота испарения и теплоемкости разделяемых компонентов различаются незначительно, то массы парового и жидкостного потоков по высоте аппарата изменяются мало.
Очевидно, при многократном повторении таких противоточных контактов на верху аппарата можно получить пары, обогащенные в любой степени низкокипящим компонентом, а снизу отбирать жидкость, обогащенную высококипящим компонентом. Подобное контактирование осуществляется до тех пор, пока пар на верху колонны не приобретает заданного состава по НКК, а жидкость внизу колонны не достигнет состава.
Проектирование ректификационной установки
Есть различные варианты расчета ректификационной установки. При проектировании ректификацонной установки для разделения бинарной смеси (два компонента, например, бензол-толуол или метнол-вода) в курсовом проекте обычно придерживаются следующей последовательности действий:
- основные исходные данные - давление, температура и расход сырья, состав сырья и продуктов ректификационной колонны;
- по известным составам продуктов определяют расход верхнего и нижнего продуктов колонны;
- по диаграмме давления насыщенных паров компонентов строится диаграмма равновесного состояния смеси;
- по диаграмме равновесного состояния уточняются режимные параметры верха и низа колонны;
- определяется минимальное флегмовое число, затем оптимальное флегмовое число;
- в зависимости от расхода потоков по колонне определяется диаметр колонны;
- рассчитывается число тарелок;
- составляется тепловой баланс установки;
- рассчитывается вспомогательное оборудование (дефлегматор, кипятильник, подогреватель сырья, рекуператор, холодильники дистиллята и остатка)
Все расчеты оформляются преимущественно в формате MathCAD (формулы не ракрываются, представлены только результаты вычислений) с подробными комментариями. В отдельных случаях возвожно оформление по ГОСТ с раскрытием формул.
На основании полученных размеров ректификационной колонны и вспомогательного оборудования изготавливаются чертежи. К типовому оборудованию ректификационной установки относятся:
- подогреватель сырья - предназначен для нагревания исходного сырья перед подачей в пиатательную секцию ректификацонной колонны;
- кипятильник (испаритель) остатка - предназначен для испарения части остатка для горячего орошения колонны;
- дефлегматор - теплообменник, предназначенный для конденсации и охлаждения паров дистиллята;
- холодильник остатка и дистиллята - теплообменники для охлаждения продуктов колонны;
- рекуператор - теплообменный аппарат для подогревания сырья за счет охлаждения кубового продукта колонны (остатка);
- насосы - подачи сырья, хладоагента в дефлегматор, холодильники остатка и дистиллята;
- емкости - временное хранение сырья, флегмы, продуктов колонны для сглаживания колебаний по расходу сырья и отбору продуктов ректификационной установки;
В большинстве случаев чертежи по курсовому проекту "ректификационная установка" выполняются после утверждения расчетов руководителем. Примеры готовых чертежей можно найти в галерее, готовые курсовые проекты и дипломы по процессам и аппаратам есть в архиве.
