Реферат Розрахунок ректифікаційної колони безперервної дії.
Ректифікація - це процес поділу рідких сумішей, який зводиться до одночасно протікають і багаторазово повторюваних процесів часткового випаровування і конденсації суміші, що розділяється, на поверхні контакту фаз. Ректифікацію найчастіше проводять у колонних апаратах.
Ректифікаційні колони призначені для проведення процесів масообміну у хімічній, нафтохімічній та інших галузях промисловості. Колони виготовляють діаметром 400-4000 мм для роботи під тиском до 1,6 МПа в царговому (на фланцях) виконанні корпусу, для роботи під тиском до 4,0 МПа - в цільнозварному виконанні корпусу.
Залежно від діаметра, колонні апарати виготовляють із тарілками різних типів. Колонні апарати діаметром 400-4000 мм оснащують стандартними контактними та розподільчими тарілками, опорами, люками, днищами та фланцями. На корпусі цільнозвареного апарату передбачені люки для обслуговування тарілок.
Велика різноманітність тарілчастих контактних пристроїв ускладнює вибір оптимальної конструкції тарілки. При цьому поряд із загальними вимогами (висока інтенсивність одиниці об'єму апарату, його вартість тощо) низка вимог може визначатися специфікою виробництва: великим інтервалом стійкої роботи при зміні навантажень по фазах, здатність тарілки працювати в середовищі забруднених рідин, можливістю захисту від корозії і т.п. Найчастіше ці якості стають превалюючими, що визначають придатність тієї чи іншої конструкції для використання у кожному конкретному процесі.
Розрахунок колони ректифікації зводитися до визначення її основних геометричних розмірів діаметр і висота. Обидва параметри значною мірою визначаються навантаженнями по парі тарідини, типом тарілки, властивостями взаємодіючих фаз.
Суміш, що розділяється (бензол - толуол) близька за властивостями до ідеальної суміші, без утворення азеотропних сумішей та інших ускладнень. Тому ректифікацію будемо проводити при атмосферному тиску на ковпачкових тарілках. На живлення колони подаватимемо вихідну суміш, підігріту до температури кипіння; флегму подаватимемо у вигляді рідини при температурі кипіння; кубовий залишок випаровуватимемо і подаватимемо у вигляді насиченої пари в низ колони.
Ця суміш має токсичні, корозійні властивості. Виберемо для виготовлення апарату якісну леговану сталь Х17Н13М2Т для деталей, пов'язаних із органічною сумішшю [4]. Для решти елементів конструкції – саль Ст3. Виконаємо апарат цільнозварним з люками для обслуговування.
1.Технологічна схема процесу ректифікації
Вихідну суміш з проміжної ємності-1 відцентровим насосом-2 подають теплообмінник-3, де підігрівають до температури кипіння і подають в колону на ту тарілку, де кипить суміш того ж складу хF, тобто. на верхню тарілку нижньої вичерпної частини колони. Верхня частина колони називається зміцнюючою по легколетючому компоненту.
Усередині колони ректифікації-4 розташовані контактні пристрої у вигляді тарілок або насадки. Знизу вгору по колоні рухається пара, що надходить з виносного куба - випарника (кип'ятильника)-5 (куб - випарник може розміщуватися безпосередньо під колоною). На кожній тарілки відбувається часткова конденсація пари важколетючого компонента та за рахунок конденсації – часткове випаровування легколетючого компонента. Початковий склад пари приблизно дорівнює складу кубового залишку хW, тобто. збіднений легколетким компонентом. Таким чином, пара, що виходить із куба – випарникаі являє собою майже чистий складний компонент, у міру руху вгору збагачується легколетучим компонентом і залишає колону у вигляді майже чистої пари легколетючого компонента. Для повного збагачення верхню частину колони зрошують відповідно до заданого флегмового числа рідиною (флегмою) складу хР, одержуваної в дефлегматоре-6 шляхом конденсації пари, що виходить з колони. Пара конденсується в дефлегматоре, що охолоджується водою. Частина конденсату виводиться з дефлегматора у вигляді готового продукту поділу - дистиляту, що охолоджується в теплообміннику-7 і спрямовується в проміжну ємність-8. Флегма, стікаючи по колоні і взаємодіючи з парою, збагачується складним компонентом.
З куба – випарника відводять нижній продукт чи кубовий залишок.
З кубової частини колони насосом-9 безперервно виводиться кубова рідина - продукт, збагачений важколетучим компонентом, який охолоджується в теплообміннику-10 і прямує в ємність-11.
Малюнок 1. Принципова схема установки ректифікації непр. дії: