Расчет ректификационной колонны непрерывного действия с колпачковыми тарелками по разделению бинарной смеси мура

д., толщина обечайки в нижней части аппарата должна быть увеличена. Эта добавка ∆S принимается в зависимости от высоты колонны В рассматриваемом случае высота колонны менее или равна 25 м, следовательно, ∆S =2 мм.Тогда толщина обечайки внизу колонны равна Sн = 8 + 2 = 10 мм. Примем эту же толщину обечайки для верха колонны.Для цилиндрических аппаратов, диаметр которых меньше 4 м, применяют эллиптические днища и крышки.Толщину стенки эллиптического днища определяют в его вершине, где поверхность имеет наибольший радиус кривизны, по формуле (4.5):Для стандартных днищ с R = DB и Н = 0,25.DB толщина стенки днищ близка к толщине стенки цилиндрической обечайки. Толщину стенки верхнего, а также нижнего днища принимаем равными 12 мм.Н = 0,25.DBН = 0,25.3,0 = 0,75 мВ данном разделе курсового проекта расчета произведено определение размеров отдельных частей и элементов колонны, удовлетворяющих условиям технологической целесообразности, устойчивости и механической прочности.4.2 Подбор опор для колонных аппаратовОпоры для ректификационных колонн выбираются исходя из расчета максимальной нагрузки, которую должна выдержать опора. Материал опоры выбирают в зависимости от температуры рабочей среды, емкости аппарата и других параметров. Масса корпуса определяется по формуле:где Н – высота аппарата, равная 25,2 м;π – геометрическая постоянная (π =3,14);D –диаметр колонны, равный 3,0 м;s – толщина стенки, составляющая 0,01 м;ρ – плотность стали, равная 7850 кг/м3.МК = 25,2 . 3,14 . 3,0 . 0,01 . 7850 = 18634,64 кгМасса крышки и днища определяется по формуле:где D –диаметр колонны, равный 3,0 м;s – толщина стенки, составляющая 0,01 м;ρ – плотность стали, равная 7850 кг/м3.Мкр = Мдн =3,02. 0,01 . 7850 = 706,5 кгДнища являются одним из основных элементов химических аппаратов, так как их цилиндрические цельносварные корпуса ограничиваются днищами. Наиболее распространенной формой днищ в сварных химических аппаратах является эллиптическая форма с отбортовкой на цилиндр. Подберем днище и крышку для рассчитываемой колонны.Таблица 4.1Размеры эллиптических отбортованных стальных днищ с внутренними базовыми диаметрами ГОСТ 6533-78, мм [10, с.447].DвнS,ммh, ммhв, ммFв, м2Vв, м33000104065010,23,812Масса тарелок рассчитывается по формуле:где N – действительное число тарелок, 52 шт.;mт – масса одной тарелки, 365,0 кг.Так как диаметры низа и верха колонны совпадают все тарелки типа ТСК-Р имеют диаметр 2990 мм и массу 365,0 кг, тогда:Мт = 52 . 365,0 = 18980 кгМасса воды при гидроиспытании составляет:ρв – плотность воды, 1000 кг/м3.x – коэффициент заполнения аппарата при испытании, 0,8.= 569721,6 кгТогда суммарная масса аппарата составит:М’ап = 18634,64 + 2 . 706,5 + 18980 + 569721,6 = 608749,24 кгМп = 608749,24 . 0,15 = 91312,39 кгМап = 608749,24 + 91312,39 = 700061,6 кгПереведем полученный результат в МН по формуле (4.12):где g – ускорение свободного падения (g=9,8м/с2). МНПодберем опору по данным [11, c.12].Таблица 4.2Размеры цилиндрических опор для колонных аппаратовQ, MHD1, ммD2, ммS1, ммS2, ммS3, ммd2, ммdб, ммЧисло болтов, Zб10,03000320020303048М42324.3 Расчёт и подбор патрубков для подвода и отвода потоковВнутренний диаметр штуцеров для подвода и отвода исходной смеси продуктов рассчитывается на основе уравнения массового расхода и округляется до ближайшего стандартного значения по уравнению:гдеG – расход потока, кг/с;w – скорость движения потока по патрубку под давлением, м/с;, принимаем ;, принимаем ρ – плотность потока, определенная ранее.Штуцер для выхода паров с верха колонны:Принимаем ближайшее стандартное значение dп = 500 мм.Штуцер для входа флегмы:0,084 мПринимаем ближайшее стандартное значение dф = 100 мм.Штуцер для входа исходной смесиСредняя плотность исходной смеси составляет:ρср = (1050,94 + 962,67)/2 = 1006,80 кг/м30,044 мПринимаем ближайшее стандартное значение dF = 50 мм.Штуцер для выхода кубового остатка:0,042 мПринимаем ближайшее стандартное значение dW = 50 мм.4.4Подбор фланцевых соединенийПрисоединение к аппарату трубной арматуры, а также технологических трубопроводов для подвода и отвода жидких и газообразных продуктов осуществляется с помощью штуцеров или вводных труб. На практике достаточно часто применяются фланцевые штуцера – разъемные соединения, имеющие высокий показатель надежности и работоспособности.Для разъемного соединения составных корпусов и отдельных частей химических аппаратов используются фланцевые соединения, преимущественно круглой формы. С помощью указанных соединений к аппаратам присоединяются трубы, арматура и т.д. В соответствии с проведенными в разделе 4.3 расчетами, были подобраны следующие фланцевые штуцера (таблица 4.3).Таблица 4.3Размеры фланцевых штуцеров с внутреннем базовым давлением ОСТ 26-426-79 [9, с.659].НазначениеDy,ммDf,ммDb,ммD,ммdн,ммh,ммdб,ммВход исходной смеси5018010045551212Вход флегмы10020517097851416Выход кубового остатка5018010045551212Выход дистиллята5006004004505505024Выход жидкости из куба5018010045551212Выход теплоносителя8020517097851416Вход теплоносителя8020517097851416Для манометра25100756033812Для указателя уровня25100756033812Для установки уровнемера25100756033812Для термометра ртутного25100756033812ЗАКЛЮЧЕНИЕВ рамках представленного курсового проекта произведен расчет ректификационной установки непрерывного действия для разделения двухкомпонентной смеси муравьиная кислота – уксусная кислота в соответствии с заданием на курсовое проектирование.По результатам технологического расчета установлено, что для эффективного разделения смеси с заданными параметрами, требуется 52 колпачковых тарелки типа ТСР-К диаметром 3000 мм. Общая высота аппарата составляет 25,2 м.В курсовом проекте выполнен гидравлический, тепловой и механический расчет аппарата. Составлена технологическая схема.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВБулинаЕ.Н., Оформление пояснительной записки при выполнениитехнического проекта химического аппарата: учебное пособие / Е.Н Булина, А.В. Ермолаев, Е.А. Пономаренко. – СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2018. – 91 с.Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. 2-е изд. –М.:Наука, 1972. –720сДмитриев Е.А., Моргунова Е.П., Комляшев Р.Б. Теплообменные аппараты химических производств. – М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2012. – 88 с.Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию // Под ред. Ю. И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. – М.:Химия, 1991. – 496 с.Машиныи аппараты химических производств: Примеры и задачи. Учебное пособие для студентов вузов // Под общей ред. В.Н.Соколова. – Л.: Машиностроение, Ленингр.отделениение, 1982. – 364с.Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. Под ред. Ю.И.Дытнерского. М.:Химия, 1982. – 272 с.Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. 10-е изд., перераб. и доп. – Л: Химия, 1987. – 576с.Печенегов Ю. Я., Кузьмина Р. И. Курсовое проектирование по процессам и аппаратам химической технологии. Теплообменные аппараты и ректификационные установки: Сарат. гос. ун-т им. Н. Г. Чернышевского. – Саратов, 2010. – 110 с.Плановский А.Н. и др. Процессы и аппараты химической технологии. Учебник для техникумов. Изд. 2-е. – М.: ГНТИХЛ, 1962.– 845с.Чухин И.М., Техническая термодинамика. Учебн. Пособие. Часть 2. – Иваново: ИГЭУ, 2002. – 228 с.