166540 (625043), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

V_с = ,

где D — количество дистиллята (из материального баланса),

D = 6028.

ω_доп = 0,05 ∙ ,

где ρ_жид = ∑ ρ_i^D ∙ x_i^D;

ρ_i^D — плотность i-го компонента;

x_i^D — массовая доля i-го компонента в дистилляте.

ρ_Пропан = 582

ρ_n-Бутан = 579

ρ_{n-Пентан} = 626 (из таблицы)

x_Пропан = 0,4653

x_n-Бутан = 0,5193

x_{n-Пентан} = 0,0154 (из материального баланса)

ρ_жид = 581,94

ρ_п = ,

где М_в — молекулярный вес смеси (из материального баланса);

Р — давление в колонне (общее), атм;

Т_ср — средняя температура, К.

Р = 20,08 атм;

Т_ср = 378,81 К.

М_в = ∑ М_i ∙ x_i^D,

где М_i — молярная масса i-го компонента;

x_i^D — мольная доля i_го компонента в дистилляте.

Значения М_i и x_i^D берем из материального баланса.

М_в = 44,21

ρ_п = = 28,56

ω_доп = 0,05 ∙ = 0,2201

V = = 0,1820 м/с

Д = = 1,026 м,

принимаем Д = 1,2 м.

Высоту колонны определим по формуле:

Н_кол = (N_дейст – 1) ∙ 0,5 + 2∙Д

0,5 — расстояние между тарелками.

Н_кол = (30 – 1) · 0,5 + 2 · 1,2 = 16,9 м,

принимаем высоту колонны 17 м.

Для данного процесса разделения многокомпонентной смеси необходима колонна, имеющая следующие параметры:

• Диаметр колонны — 1,2 м;

• Высота колонны — 17 м;

• Давление насыщенных паров компонентов — 20,08 атм;

• Температура верха колонны — 60,00 ^ОС;

• Температура питания колонны — 107,25 ^ОС;

• Температура куба колонны — 150,18 ^ОС;

• Флегмовое число — 2,1049;

• Число действительных тарелок — 30.

2.5 Расчет аппарата Т–5

Теплообменник Т–5 (конденсатор) предназначен для конденсации паров гексановой фракции, выходящих из верха колонны.

Температурная схема потоков в аппарате представлена на рисунке 4.

Средняя разность температур:

Δt_ср = = = 23,6045 ^ОС.

Тепловая нагрузка определяется по формуле:

Q = D ∙ (R + 1) ∙ r / 3600, кВт,

где D — количество дистиллята, кг/ч;

R — флегмовое число;

r — скрытая теплота парообразования, кДж/кг.

Рисунок 4 — Температурная схема потоков в аппарате Т–5

Q = 6028 ∙ (2,1049 + 1) ∙ 426,689 / 3600 = 2218,33 кВт.

Принимаем K = 250 Вт/м² К, тогда площадь теплообмена составит:

F = = = 375,92 м².

К установке принимаем теплообменник по ГОСТ 15118–79, тип ТН, с характеристиками:

• Поверхность теплообмена — 510 м²;

• Длина трубок — 6,0 м;

• Диаметр трубок — 25×2 мм;

• Число ходов — 1;

• Количество трубок — 1083;

• Диаметр кожуха — 1200 мм;

• Количество — 1шт.

2.6 Расчет аппарата Е–6

Аппарат Е–6 — флегмовая емкость — предназначена для сбора и кратковременного хранения гексановой фракции, направляемой обратно на блок экстракции.

Требуемая вместимость емкости составит:

V = ,

D = 6028 кг/ч; К = 0,75; τ = 0,5 ч.

V = = 21,4410 м³.

К установке принимаем емкость по ГОСТ 9931–79, типа ГЭЭ, с характеристиками:

• Вместимость — 25 м³;

• Диаметр — 2400 мм;

• Длина — 5845 мм;

• Масса — 5945 кг;

• Количество — 1 шт.

2.7 Расчет аппарата Н–7

Насос предназначен для подачи орошения на ректификационную колонну и вывода балансового количества фракции с блока ректификации.

Подбор насоса осуществляем по производительности и напору.

Производительность составит:

Q = = = 32,1615 м³/ч.

Напор насоса составит:

H = + H_г +Δh,

Н_г равен высоте колонны, 17 м; Δh = 7,5 м.

Так как, давление в аппарате, из которого перекачивается жидкость, и давление в аппарате, в который перекачивается жидкость, равны, составляющая = 0.

Тогда, H = H_г +Δh = 17 + 7,5 = 24,5 м.

К установке принимаем насос марки Х 45/31, с характеристиками:

• Производительность — 45 м³/ч;

• Напор — 31 м. ст. ж.;

• Частота вращения двигателя — 2900 об/м;

• Мощность — 15 кВт;

• Количество — 2 шт. (один насос в резерве).

2.8 Расчет аппарата Т–8

Кипятильник Т–8 необходим для создания парового потока в ректификационной колонне.

Теплова нагрузка на кипятильник определена ранее и составляет Q = 2135,5 кВт.

В качестве теплоносителя принимаем водяной пар давлением в 12 атм, с температурой 187,1 ^ОС.

Расход пара составит:

G_пара = ,

r = 1995 кДж/кг.

G_пара = = 1,11 кг/ч

Температурная схема потоков в аппарате Т–8 представлена на рисунке 5.

Средняя разность температур в кипятильнике равна:

Δt_ср = t_конд – t₂ = 187,10 – 150,18 = 37,32 ^ОС.

Принимаем коэффициент теплопередачи K = 1200.

Поверхность теплопередачи определим по формуле:

F = ,

F = = 49,5339 м².

Рисунок 5 — Температурная схема потоков в аппарате Т–8

К установке принимаем теплообменник по ГОСТ 15118–79, тип ТН, с характеристиками:

• Поверхность теплообмена — 52 м²;

• Длина трубок — 6,0 м;

• Диаметр трубок — 25×2 мм;

• Число ходов — 1;

• Количество трубок — 111;

• Диаметр кожуха — 400 мм;

• Количество — 1шт.

2.9 Расчет аппарата Н–9

Этот насос предназначен для подачи кубового продукта ректификационной колонны в следующий цех производства.

Рассчитаем производительность (по количеству куба и его плотности) и напор насоса, и выберем стандартный насос.

Q = = = 38,36 м³/ч.

H = 30 м.

К установке принимаем насос марки Х 45/31, с характеристиками:

• Производительность — 45 м³/ч;

• Напор — 31 м. ст. ж.;

• Частота вращения двигателя — 2900 об/м;

• Мощность — 15 кВт;

• Количество — 2 шт. (один насос в резерве).

3 Расчет стоимости установки

3.1 Расчет аппарата Е–1

Мы знаем массу емкости m_фл.ем = 15740 кг

Для определения стоимости 1 тонны емкости С_1т.ем воспользуемся графиком, представленном на рисунке 6. Стоимость зависит от массы емкости.

Рисунок 6 — Зависимость стоимости тонны колонны от массы

С_{1 т ем} = 2100,00 ф.с.

Определяем стоимость емкости на 1987 год

С₁₉₈₇ = m_ем ∙ С_{1 т ем} = 15,740 · 2100,00 = 33054,00 ф.с.

Находим стоимость емкости на настоящее время. Для этого стоимость на 1987 год необходимо увеличить на коэффициент удорожания и коэффициент инсталляции, их находим в справочной литературе.

С_ем = С₁₉₈₇∙F_удор∙F_инст

F_удор = 2,5;

F_инст = 3,45.

С_ем = 33054,00 · 2,5 · 3,45 = 285090,75 ф.с.

3.2 Расчет стоимости аппарата Н–2

Тип насоса определяем по номограмме (рисунок 7), по значениям производительности и напора, а по типу насоса определяем стоимость.

Рисунок 7 — Номограмма типов насосов

При напоре насоса более 70 м стоимость составляет 10000 ф.с. Поскольку мы проектируем два насоса, их общая стоимость составит 20000 ф.с.

Затраты на электроэнергию:

З_эл.эн = N_н∙365∙24∙0,026,

N_н — мощность электродвигателя насоса,

0,026 — стоимость 1 кВт электроэнергии, ф.с.

З_эл.эн = 236 ∙ 365 ∙ 24 ∙ 0,026 = 53751,36 ф.с.

3.3 Расчет стоимости аппарата Т–3

Стоимость теплообменника напрямую зависит от его поверхности теплообмена, найденной ранее.

С_т/о = С₁₉₈₇∙F_удор∙F_инст ;

С₁₉₈₇ = (6 + 0,075∙F_т/о)∙1000

С₁₉₈₇ = (6 + 0,075 · 47) · 1000 = 9525 ф.с.

F_удор = 2,5;

F_инст = 3,45.

С_т/о = 9525 · 2,5 · 3,45 = 82153,13 ф.с.

Определяем затраты на пар:

З_пар = Q_т/о∙365∙24∙0,004, ф.с.,

где 0,004 ф.с. — стоимость 1 кВт пара.

З_пар = 1301,902 ∙ 365 ∙ 24 ∙ 0,004 = 45618,65 ф.с.

3.4 Расчет стоимости аппарата К–4

Нам необходимо определить площадь материала колонны:

S = π∙Д∙Н_к + 2∙ = 3,14 · 1,2 · 17 + 2 · = 66,32 м²

Объем материала:

V_мат = S∙δ = 66,32 · 0,006 = 0,3979 м³

δ = 0,006 м — толщина материала.

Масса емкости:

m_e = V_мат ∙ ρ_стали = 0,3979 · 7800 = 3103,63 кг

ρ_стали = 7800 кг/м³.

Масса колонны:

m_к = 1,3∙m_e = 1,3 · 3103,63 = 4034,71 кг

Стоимость 1 тонны колонны (емкости)

Для определения стоимости 1 тонны колонны С_1т.кол пользуемся графиком, представленном на рисунке 6, п.3.1. Стоимость зависит от массы колонны.

С_1т.кол = 4300,00 ф.с.

Определяем стоимость колонны на 1987 год

С₁₉₈₇ = m_к ∙ С_1т.кол = 4,035 · 4300 = 17350,50 ф.с.

Находим стоимость колонны на настоящее время. Для этого стоимость на 1987 год необходимо увеличить на коэффициент удорожания и коэффициент инсталляции, их находим в справочной литературе. Поскольку изготовить колонну в 3 раза дороже, чем изготовить просто емкость, еще домножаем на 3.

С_кол = С₁₉₈₇∙F_удор∙F_инст∙3

F_удор = 2,5;

F_инст = 3,45.

С_кол = 17350,50 · 2,5 · 3,45 · 3 = 448944,19 ф.с.

3.5 Расчет стоимости аппарата Т–5

Стоимость дефлегматора напрямую зависит от его наружной оребренной поверхности, найденной ранее.

С_дефл = С₁₉₈₇∙F_удор∙F_инст ;

С₁₉₈₇ = (6 + 0,075∙F_дефл)∙1000

С₁₉₈₇ = (6 + 0,075 · 510) · 1000 = 44250 ф.с.

F_удор = 2,5;

F_инст = 3,45.

С_дефл = 44250 · 2,5 · 3,45 = 381656,30 ф.с.

Определяем затраты на воду:

З_вода = Q_Т–5∙365∙24∙0,0036, ф.с.,

где 0,0036 ф.с. — стоимость 1 кВт воды.

З_вода = 2218,326 ∙ 365 ∙ 24 ∙ 0,0036 = 69957,13 ф.с.

3.6 Расчет стоимости аппарата Е–6

Стоимость флегмовой емкости определяем по тем же формулам и графику, что и для колонны.

Мы знаем массу емкости m_фл.ем = 5945 кг

С_{1 т фл.ем} = 3100 ф.с.

С₁₉₈₇ = m_фл.ем С_{1 т фл.ем} = 5,945 · 3100 = 18429,50 ф.с.

С_фл.ем = 18429,50 · 2,5 · 3,45 = 158954,40 ф.с.

3.7 Расчет стоимости аппарата Н–7

Тип насоса определяем по номограмме (рисунок 7, п.3.2), по значениям производительности и напора, а по типу насоса определяем стоимость.

Напор насоса составляет 31 м, производительность — 45 м³/ч, тогда по номограмме стоимость насоса составляет 2000 ф.с. Поскольку мы проектируем два насоса, их общая стоимость составит 4000 ф.с.

Затраты на электроэнергию:

З_эл.эн = N_н∙365∙24∙0,026,

N_н — мощность электродвигателя насоса,

З_эл.эн = 15 ∙ 365 ∙ 24 ∙ 0,026 = 3558,75 ф.с.

3.8 Расчет стоимости аппарата Т–8

Стоимость кипятильника зависит от его поверхности теплопередачи, найденной ранее.

С_кип = С₁₉₈₇∙F_удор∙F_инст ;

С₁₉₈₇ = (6 + 0,075∙F_кип)∙1000

С₁₉₈₇ = (6 + 0,075 · 52) · 1000 = 9900 ф.с.

F_удор = 2,5;

F_инст = 3,45.

С_т/о = 9900 · 2,5 · 3,45 = 85387,50 ф.с.

Определяем затраты на пар:

З_пар = Q_кип∙365∙24∙0,004, ф.с.,

где 0,004 ф.с. — стоимость 1 кВт пара.

З_пар = 2218,33 ∙ 365 ∙ 24 ∙ 0,004 = 77730,28 ф.с.

3.9 Расчет стоимости аппарата Н–9

Тип насоса определяем по номограмме (рисунок 7, п.3.2), по значениям производительности и напора.

Напор насоса составляет 31 м, производительность — 45 м³/ч, тогда по номограмме стоимость насоса составляет 2000 ф.с. Поскольку мы проектируем два насоса, их общая стоимость составит 4000 ф.с.

Затраты на электроэнергию:

З_эл.эн = N_н∙365∙24∙0,026,

N_н — мощность электродвигателя насоса,

Характеристики

Список файлов курсовой работы