Курсовая работа: Ректификационная установка непрерывного действия для разделения смеси хлороформ-бензол с производительностью 11500 кгч

Вариант № 1.18

Исходные данные

Количество исходной смеси: F=11,5 т/ч;

Состав исходной смеси: x_F=35 %(масс.);

Состав кубового остатка: x_W=7 %(масс.);

Состав дистиллята: x_D=93 %(масс.);

Вид контактных устройств: клапанные тарелки

Давление в колонне: 1 атм;

Давление греющего пара: 5 атм;

Требуется определить: расходы дистиллята и куб.остатка; флегмовое число; диаметр колонны; кол–во тарелок в верхней и нижней частях колонны; эффективность тарелок; расстояние между тарелками; рабочая и общая высота колонны; диаметры всех штуцеров; расход греющего пара; расход охлаждающей воды.

Дополнительное оборудование: нет

Содержание

Введение 4

1. Технологическая схема установки и ее описание 6
2. Технологический расчет основного аппарата
   1. Материальный баланс 9
   2. Скорость пара и диаметр колонны 16
   3. Выбор расстояния между тарелками 18
   4. Коэффициенты массопередачи и высота колонны 23
   5. Гидравлическое сопротивление тарелок колонны 30
   6. Тепловой расчет установки 32
   7. Приближенный расчет диаметров штуцеров 36
3. Заключение 38
4. Список используемой литературы 39

Введение

Ректификация представляет собой процесс многократного частичного испарения жидкости и конденсации паров. Процесс осуществляется путем контакта потоков пара и жидкости, имеющих различную температуру. При каждом контакте из жидкости испаряется преимущественно низкокипящий компонент, которым обогащается пар, а из пара конденсируется преимущественно высококипящий компонент. Такой двусторонний обмен компонентами, повторяемый многократно, позволяет, в конечном счете, получить пар, представляющий собой практически чистый низкокипящий компонент. Этот пар после конденсации в отдельном аппарате дает дистиллят (ректификат) и флегму – жидкость, которую возвращают в колонну для ее орошения и взаимодействия с восходящим потоком пара. Жидкость, образующаяся в нижней части колонны, называется кубовым остатком, который представляет собой практически чистый высококипящий компонент.

Согласно заданию, в процессе ректификации используется смесь бензола с хлороформом.

Хлороформ имеет температуру кипения 61,2 °С, бензол имеет температуру кипения 80,1 °С. Следовательно хлороформ является низкокипящим компонентом и получаем на выходе его в виде дистиллята, бензол как высококипящий компонент и выступает как кубовый остаток.

Хлорофо́рм (трихлорметан, метилтрихлорид, хладон 20, фреон 20), органическое вещество; бесцветная прозрачная жидкость с резким сладковатым запахом. Хлорпроизводное метана (алкилгалогенид) общей формулы CHCl₃. Один из продуктов комплексной переработки минерального (поваренная соль) и органического сырья.

Основные направления использования хлороформа во второй половине 20 – начале 21 вв. – производство (поли)тетрафторэтилена (фторопласта) и хлордифторметана (хладона 22). На получение этих продуктов расходуется до 90 % производимого хлороформа. В небольших количествах хлороформ используют как растворитель в фармакологической промышленности, а также для производства красителей и пестицидов.

Бензо́л (C₆H₆)- органическое химическое соединение, бесцветная жидкость со специфическим сладковатым запахом. Простейший ароматический углеводород. Хотя бензол входит в состав сырой нефти, в промышленных масштабах он синтезируется из других её компонентов.

Бензол — один из наиболее распространенных химических продуктов и самое распространенное ароматическое соединение. В физическом весе пластмасс около 30%, в каучуках и резинах — 66%, в синтетических волокнах — до 80% приходится на ароматические углеводороды, родоначальником которых является бензол.

Бензол является важнейшим сырьем для химической промышленности, поскольку он используется и как исходный реагент для синтеза самых разнообразных соединений, и как растворитель для других реакций (бензол растворяет практически все органические соединения, это своего рода "органическая вода").

Основным аппаратом в процессе ректификация является ректификационная колонна с клапанными тарелками. Достоинства клапанных тарелок: сравнительно высокая пропускная способность по газу и гидродинамическая устойчивость, постоянная и высокая эффективность в широком интервале нагрузок по газу. Последнее достоинство является особенностью клапанных тарелок по сравнению с тарелками других конструкций. К недостаткам этих тарелок следует отнести их повышенное гидравлическое сопротивление, обусловленное весом клапана.

Вспомогательное оборудование- это теплообменники, насосные установки и емкости для хранения сырья и продуктов.