124156 (689872)

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

Текст из файла

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧЕРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

“БЕЛОРУСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”

КАФЕДРА ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

По дисциплине: «Оборудование лесохимических производств»

Расчт и проектирование канифолеварочной колонны

Разработала: Сергеева Е.В.

Проверил: ст.препод.

Проневич А.Н.

МИНСК 2004г.

Реферат

СКИПИДАР, КАНИФОЛЬ, ТЕРПЕНТИН, ФЛОРЕНТИНА, КАНИФОЛЕВАРОЧНАЯ КОЛОННА, ДЕФЛЕГМАТОР, ХОЛОДИЛЬНИК-КОНДЕНСАТОР, ПРОИЗВОДСТВО.

В курсовом проекте рассмотрен химизм процесса, технологическая схема уваривания канифоли. Произведён расчет канифолеварочной колонны. Курсовой проект разбит на части, в которых приведена информация по разделам анализа процесса.

Содержание

Введение

1.Обоснование выбора установки

2. Описание технологической схемы

3. Расчет канифолеварочной колонны и вспомогательного оборудования

3.1 Расчет канифолеварочной колонны

3.2 Расчет вспомогательного оборудования

3.2.1 Расчет флорентины

3.2.2 Расчет дефлегматора

3.2.3 Расчет холодильника-конденсатора

Заключение

Список использованных источников

Введение

Одной из важнейших отраслей промышленности является химическая промышленность. Этой отрасли народного хозяйства принадлежит ведущее положение в ускорении научно-технического прогресса, повышении эффективности общественного производства. Продукты химической промышленности используются практически во всех отраслях народного хозяйства: в машиностроении, строительстве, сельском хозяйстве – и в быту. Кроме того, продукты химической отрасли оказываются незаменимыми и открывают огромные возможности для развития таких перспективных направлений науки и техники, как радиотехника, электроника, космическая промышленность.

Ускорение развития химической промышленности в нашей стране требует научного решения многочисленных и разнообразных проблем, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией химических заводов. Особое внимание должно быть уделено разработке новых высокоинтенсивных автоматизированных химических аппаратов и машин.

В настоящее время лесохимия превратилась в важную отрасль народного хозяйства.

Она имеет огромные возможности как потребитель широчайшего ассортимента сырья. В качестве исходного сырья для получения химических продуктов могут быть использованы живица и баррас, пневый осмол, древесная зелень и прочие виды природных ресурсов.

Перед лесохимией в условиях рыночной экономики возникают новые задачи: повышение рентабельности предприятий химической отрасли; снижение себестоимости продукции; разработка и создание новейших технологий, позволяющих получать целевой продукт наилучшего качества; создание безотходных производств.

Канифольно-терпентинные предприятия по объему в ценностном отношении занимают ведущую роль в лесохимической промышленности.

В лесохимическом производстве особое место занимает уваривание канифоли. Сущность процесса уваривания канифоли сводится к отгонке от нее скипидара. Отгонка скипидара от канифоли должна быть полной, так как остатки скипидара резко снижают температуру размягчения канифоли и придают ей липкие свойства. Процесс уваривания канифоли проводят в противоточных аппаратах – канифолеварочных колоннах.

Технологический процесс переработки живицы на канифоль, и скипидар складывается из следующих операций:

1) складирование

2) первичная обработка сырья,

3) плавка живицы,

4) осветление живицы,

5) отстаивание живицы от сора и воды,

6) отгонка скипидара и уваривание канифоли,

7) розлив канифоли.

Целью данного курсового проекта является расчёт и проектирование канифолеварочной колонны.

1. Обоснование выбора установки

В данном курсовом проекте рассмотрена канифолеварочная колонна непрерывного действия. Непрерывный процесс характеризуется непрерывной подачей сырья в колонну и непрерывной выгрузкой продуктов разделения. При этом все стадии процесса (уваривание канифоли, подогрев сырья и др.) разделены пространственно и проводятся одновременно в разных аппаратах. Многотанажные производства в основном используют непрерывную ректификацию т.к. она, как и все непрерывные процессы, имеет ряд существенных преимуществ над периодической.

1.Компактность установки;

2.Возможность использования оборудования большой мощности;

3.Однородность по качеству продукции;

4.Легче осуществляется автоматизация процесса;

5.Труд обслуживающего персонала легче, безопаснее, производительнее (т.к. отсутствуют простои оборудования между операциями);

6.Уменьшенный расход тепла, причем возможно использование тепла остатка на подогрев исходной смеси в теплообменнике.

Считается, что непрерывные процессы – это наиболее высокая ступень развития технологии.

Однако наряду с существенными преимуществами непрерывные процессы имеют ряд недостатков по сравнению с периодическими. Основными недостатками являются повышенная стоимость основных производственных фондов и необходимость использования более квалифицированных специалистов.

Таким образом, в производствах крупного масштаба более целесообразно применять непрерывный канифолеварочный куб, а в небольших неравномерно работающих производствах периодический.

Применение колпачковых тарелок и ситчатых так же обусловлено спецификой производства. Для ситчатых тарелок допустимые нагрузки по жидкости и пару относительно невелики и регулирование режима их работы затруднительно. Давление и скорость пара, проходящего в отверстия сетки, должны быть достаточными для преодоления давления слоя жидкости на тарелке и должны препятствовать её стеканию через отверстия.

Ситчатые тарелки необходимо устанавливать строго горизонтально для обеспечения прохождения паров через все отверстия тарелки и во избежание проскакивания жидкости через них.

При выборе схемы установки исходят, прежде всего, из экономической эффективности предлагаемых мероприятий. При этом так же учитываются технологические особенности того или иного производства. Таким образом, всё делается для того что бы с наименьшими затратами добиться максимальной эффективности. Так при подборе оборудования главными показателями при выборе той или иной установки или того или иного вспомогательного оборудования являются:

а) стоимость;

б) простота монтажа;

в) простота эксплуатации;

г) факторы, связанные с особенностью производства.

При определении направлений тепловых потоков стараются, как можно полно использовать тепло. Это очень актуально при отгонке скипидара, так как при этом процессе большой расход пара, а следовательно большие экономические затраты на его получение.

Аппарат представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, состоящий из отдельных царг, скрепленных между собой герметично с помощью фланцевых соединений, крышки, тарельчатой части. В колонне имеется 9 ситчатых и 6 колпачковых тарелок. На ситчатых тарелках расположены спиральные теплообменники. Чтобы не было переброса, наибольшее количество паров образуется на верхних тарелках, расстояние между тарелками 0.4м. Уровень жидкости поддерживается за счет переливных стаканов, расположенных по центру. Нижняя часть переливных патрубков погружается в гидрозатворы, в дне которых имеются отверстия, что необходимо для слива из них жидкости. Особенно это важно для нижних тарелок, так как там находится уже практически уваренная канифоль, и она может закристаллизоваться и станет невозможным пуск колонны после остановки. Для предупреждения проскока паров воды готовая канифоль выгружается через гидравлический затвор. В куб подаётся острый пар. Также в кубе имеются штуцера для подвода терпентина, отвода паров скипидара и острого пара, и канифоли.

В данном проекте выбраны ситчатые и колпачковые тарелки. Ситчатые тарелки имеют большое число отверстий диаметром 5 мм, через которые проходит газ в слой жидкости на тарелке. Уровень жидкости поддерживается переливным устройством. При слишком малой скорости газа его давление не может удержать слой жидкости, соответствующий высоте перелива, и жидкость может просачиваться через отверстия тарелки на нижерасположенную тарелку, что приводит к существенному снижению движущей силы процесса. Поэтому газ должен двигаться с определенной скоростью и иметь давление, достаточное, для того чтобы преодолеть давление слоя жидкости на тарелке предотвратить стекание жидкости через отверстия тарелки. Таким образом, ситчатые тарелки обладают более узким диапазоном работы.

К достоинствам ситчатых тарелок относятся простота их устройства, легкость монтажа и ремонта, сравнительно низкое гидравлическое сопротивление, высокая эффективность.

Чередование тарелок сделано так, чтобы терпентин подогревался по всей высоте колонны. Чтобы создать одинаковую скорость паров в любом сечении колонны, ее верхняя часть расширена с увеличением диаметра.

Принципиальная схема канифолеварочной колонны представлена на первом листе графической части проекта.

2. Описание технологической схемы

Терпентин из емкости 1 поступает в подогреватель 2,где он подогревается до t=137 ⁰С. Затем подогретый терпентин направляется в канифолеварочную колонну 3. Сущность процесса уваривания канифоли сводится к отгонке от нее скипидара. Отгонка скипидара от канифоли должна быть полной, так как остатки скипидара резко снижают температуру размягчения канифоли, придают ей липкие свойства. Начальная температура кипения скипидара (α-пинена) 156⁰С. Остатки скипидара будут отгоняться при температуре 250-300 ⁰С.

Но так как терпеновые углеводороды, содержащиеся в скипидаре, и смоляные кислоты, входящие в состав канифоли, при повышенных температурах склонны к изомеризации, что приводит к снижению их качества, а при температурах свыше 230-250 ⁰С канифоль разлагается, то ведение отгонки скипидара при высоких температурах недопустимо. Для снижения температуры отгонки скипидара от канифоли этот процесс можно вести следующим образом:

1. при пониженном давлении в системе;

2. в токе инертного газа (N₂, СО₂ и др.);

3. с водяным паром.

Но на наших заводах отгонку скипидара ведут только в токе острого водяного пара. Острый пар используют, так как он обеспечивает хорошее перемешивание, тепло- и массообмен, возникает меньшая возможность пригорания из-за смоления. Несмотря на простоту этого способа и его экономичность, он имеет существенный недостаток, так как приводит к образованию дополнительного количества сточных вод.

Пары скипидара и воды после канифолеварочной колонны поступают в дефлегматор 5, где отделяется тяжелая фракция скипидара. Этот конденсат поступает на дополнительное охлаждение в холодильник 7, далее направляется во флорентину и в сборник скипидара второго сорта. Этот скипидар добавляют в живицемялки. Товарный скипидар поступает во флорентину 10. Так как скипидар может содержать эмульгированную воду, то его направляют на соляноватный фильтр 11. С нижней части колонны 3 отводится канифоль и направляется в емкость 4.

Товарная канифоль является аморфным стеклообразным продуктом. Это термодинамически неустойчивый продукт и может переходить в кристаллическое состояние при выделении скрытой теплоты кристаллизации.

Технологическая схема.

1,4,9,12- емкости; 2-подогреватель; 3-канифолеварочная колонна; 5-холодильник-дефлегматор; 6,7-холодильники; 8,10-флорентина; 11-фильтр;

Рис.2.1.

3. Расчет канифолеварочной колонны и вспомогательного оборудования

3.1 Расчет канифолеварочной колонны

Отгонку скипидара от терпентина и уваривание канифоли проводят в канифолеварочных колоннах непрерывным методом. Канифолеварочная колонна снабжена колпачковыми, ситчатыми тарелками. Расстояние между тарелками 400 мм. На ситчатых тарелках расположены змеевики, в которые подается глухой пар для поддержания необходимой температуры по высоте колонны. В нижнюю часть колонны подается острый пар в перегретом состоянии p= 0.8 − 1.2 МПа. При установившемся режиме на каждой тарелке колонны образуется слой терпентина высотой 200 − 300 мм, который покрывает полностью теплообменные трубы. Перетекая через переточные трубы, живица движется вниз, острый пар поднимается вверх, нагревая слой жидкости до температуры кипения азеотропа скипидар – вода и увлекая его за собой в паровой фазе.

Большая часть скипидара испаряется в верхних тарелках, поэтому верхняя часть колонны имеет большее сечение, чем основная колонна.

Разгонку скипидара ведут в токе водяного пара, что позволяет значительно уменьшить температуру отгонки.

В терпентине, который подается на колонну, содержится 880 кг скипидара (или L=880/136= 6.47 кмоль/ч) и 1320 кг канифоли (L=1320/302=4.37 кмоль/ч). В нижнем продукте содержится 4.37 кмоль канифоли и 2.8 кг (0.02 кмоль) скипидара.

Строим равновесную линию процесса десорбции при 137⁰С для верха колонны, при 156⁰С —для средней части и при 173— для нижней части. Рабочая линия имеет вид прямой Y_к−Y_н =(L∕ G)∙(X_н− X_к), тангенс угла наклона которой равен L∕ G = 4.37∕ 15.5=0.28.

При остаточном содержании скипидара в канифоли 0.2% мас.,координаты первой точки рабочей линии будут следующими.

Содержание летучих в жидкой фазе:

( 3.2.)

Поскольку в остром паре, подаваемом в нижнюю часть колонны, нет летучих, содержание летучих в паровой фазе для этой точки:

Y_н=0. (3.3.)

Координаты вторых точек рабочей линии определяем из следующих величин. При переработке терпентина 40%− ным содержанием скипидара содержание летучих в жидкой фазе составит:

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы