міністерство  освіти і науки  україни 

Національний  технічний університет  україни

“київський  політехнічний ІНститут” 

Хіміко - технологічний факультет 

Кафедра машин та апаратів хімічних і нафтопереробних  виробництв 
 
 

КУРСова робота

 

з дисципліни: Процеси та апарати хімічних виробництв

          

на тему:

Проектування  ректифікаційної  колони для розділення СS₂ – CCl₄  
 
 

Виконала студентка групи ХА-71 ______________   В. А. Терещенко 

                                                                               (підпис, дата)

                                

Керівник  проекту, д.т.н., професор ________________ О. Н. Півень

                                                                                      (підпис, дата)

  
 
 
 
 
 

Київ 2010 

міністерство освіти і науки україни

Національний  технічний університет  україни

“київський  політехнічний ІНститут” 

Хіміко - технологічний факультет 

Кафедра машин та апаратів хімічних і нафтопереробних  виробництв 
 
 
 
 

Пояснювальна  записка

 

до курсової роботи

з дисципліни: Процеси та апарати хімічних виробництв

          

на тему: Проектування ректифікаційної колони для розділення СS₂ – CCl₄  
 

Виконала студентка групи ХА-71 ______________   В. А. Терещенко  

                                                                               (підпис, дата)

                                

Керівник  проекту, д.т.н., професор ________________ О. Н. Півень

                                                                                     (підпис, дата)

  
 
 
 
 
 
 
 
 

Київ 2010

міністерство  освіти і науки  україни 

Національний  технічний університет  україни

“київський  політехнічний ІНститут” 

Хіміко - технологічний факультет

Кафедра машин та апаратів хімічних і нафтопереробних  виробництв

       Завдання

до  курсової роботи

студентці Терещенко Вікторії Анатоліївній

1. Тема проекту: Колона ректифікаційна
2. Термін здачі студентом закінченої роботи:                    2010р.
3. Вихідні дані до роботи: Спроектувати колону для розділення СS₂ – CCl₄ продуктивністю – 6 т/год. Склад початкової суміші: НК-45%, ВК - 55%. Склад кубового залишку: ВК - 96%, НК-4%. Склад дистиллятора: НК - 98%, ВК-2%. Конструкція колони – насадкова. Температура початкової суміші – 30 ^оС, температура продуктів – 20 ^оС.
4. Перелік питань, які мають бути розроблені: 1) Вступ, 2) Призначення та область застосування ректифікаційної колони, 3) Технічна характеристика, 4) Опис і обґрунтування вибраної конструкції, 5) Розрахунки, що підтверджують працездатність та надійність конструкції, 6) Рекомендації, що до монтажу та експлуатації, 7)Висновки.
5. Перелік графічного (ілюстрованого) матеріалу:

                 Креслення ректифікаційної колони та головних її виглядів 

    

6.   Дата видачі завдання: „___”___________ 200__р.

 

Завдання  прийняла до виконання студентка ХА-71 ___________ 

В. А. Терещенко                                                                                             (підпис, дата) 
 

Керівник  дипломного проекту, д.т.н., професор ________________             

 О.  Н. Півень

                                                                                                                                                               (підпис, дата) 
 
 

     затверджую

     Керівник  курсової роботи

_______________ д.т.н., професор О.Н. Півень

                                                         „____”____________ 200___ р. 

       Календарний план-графік

       виконання курсової роботи

студенткою Тарасюк Віталією Анатоліївною 

 
 

Студентка групи ХА-71 ______________   В. А. Терещенко                                                                            (підпис, дата)

 

Зміст

Вступ   3

1 Призначення  та область використання розроблюваного виробу   5

2 Технічна характеристика   8

3 Вибір та обґрунтування вибраної конструкції   9

3.1 Огляд апаратурного оформлення даного і аналогічних технологічних

 процесів   9

3.2 Опис  і  обгрунтування  конструкції  апарату, його  основних  вузлів

 і деталей   9

3.3 Вибір матеріалів для виготовлення основних вузлів деталей апарату  10

3.4 Відповідність конструкції, що розробляється вимогам техніки безпеки

і промислової  санітарії  10

4 Розрахунки, що підтверджують працездатність  та надійність конструкції  11

4.1 Матеріальний баланс колони й визначення флегмового числа  11

4.2  Витрати рідини в колоні  17

4.3 Витрати пари в колоні  17

4.4 Визначення температурного режиму колони  18

4.5 Визначення теплофізичних властивостей рідини                                    18

4.6 Визначення теплофізичних властивостей пари             19

4.7 Визначення діаметрів колони                20

4.8 Визначення висоти колони та розрахунок висоти насадок           23 

4.9 Розрахунок гідравлічних опорів                         29

4.10 Тепловий розрахунок ректифікаційної установки            30

4.11 Гідравлічний розрахунок та вибір насосів              33

4.12 Розрахунок товщини обичайки                        33

4.13 Розрахунок товщини днищ                34

4.14 Розрахунок фланцевих з’єднань               35

4.15 Розрахунок штуцерів                          36

4.16 Розрахунок опор установки                37

5 Рекомендації, що до монтажу та експлуатації   38

Висновок   40

Перелік посилань    41

 
 
 
 

     Вступ

     Ректифікація  широко розповсюджена у багатьох галузях промисловості й призначена для розділення рідких сумішей на практично чисті компоненти або  фракції, які відрізняються за температурою кипіння. У хімічній і нафтопереробних технологіях цей процес використовується для розділення нафтопродуктів, зріджених газів, сумішей і повітря, у виробництві спиртів, капролактаму, полівінілхлориду тощо.

     Фізична сутність ректифікації полягає у двосторонньому масотеплообмінні між нерівноважними протитечіями парової й рідкої фази.

     Склад пари в процесі ректифікації визначається різною легкістю компонентів за тієї ж самої температури. Виходячи з  цього розрізняють легколеткі  (або низькокиплячі) та важколеткі (висококиплячі) компоненти. Низькокиплячий компонент (НКК) має найбільший тиск пари за даної температури порівняно з тиском пари будь-якого іншого компоненту суміші та, відповідно, найменшу температуру кипіння при однаковому для всіх компонентів тиску. Компонент, що має найменший тиск пари (найвищу температуру кипіння) , має назву висококиплячого компонента (ВКК).

     Під час контакту парової й рідкої сумішей , внаслідок того, що температура  парової суміші вища за температуру  кипіння НКК, але нижча за температуру кипіння ВКК, відбувається випаровування НКК з рідкої суміші й конденсація ВКК з парової суміші. Через багаторазове повторення масообміну , пара збагачується НКК, а рідина – ВКК. Таким чином, початкова рідка суміш розділяється на дві частини: дистилят – суміш, збагачену НКК і кубовий залишок – суміш, збагачена ВКК.

     Ректифікація  може здійснюватися періодично або  безперервно. В установках безперервної дії продукти розділення безперервно  відводяться з колони. Основними  умовами безперервного процесу є сталий склад початкової суміші та утворюваних рівноважних фаз, а також незмінність витрат початкової суміші й продуктів розділення.

     Основним  елементом ректифікаційної установки  є колона. Різноманітність властивостей речовин, що розділяються, зумовили велику кількість різновидів колон, які різняться за конструкцією внутрішньої будови. Їх призначенням є забезпечення взаємодії рідини й пари шляхом створення найбільш сприятливих умов контакту між ними.