ФГАОУ ВПО Уральский федеральный университет им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина Кафедра «Процессы и аппараты химической технологии» Пояснительная записка Расчет ректификационной установки для разделения бинарной смеси этиловый спирт-вода 2010 Аннотация Крашенинникова Е.В. Расчет ректификационной установки для разделения бинарной смеси этиловый спирт-вода. – Озёрск: ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», 2010. – 50 с., 14 ил.

• Чертеж Ректификационной Колонны С Ситчатыми Тарелками В Компасе
• Чертеж Ректификационной Колонны С Ситчатыми Тарелками
• Чертеж Ректификационной Колонны С Клапанными Тарелками
• Чертеж Ректификационной Колонны С Колпачковыми Тарелками

Колонна имела 3 тарелки. Колонн с ситчатыми. И ректификационных колонн. Блок-схема основных операций технической диагностики ректификационной колонны с ситчатыми тарелками. Тарельчатые колонны применяют в лабораторных и промышленных установках для специальных задач разделения.

Чертеж Ректификационной Колонны С Ситчатыми Тарелками В Компасе

Библиография – 10 назв. В данной курсовой работе проведен расчет ректификационной колонны непрерывного действия с ситчатыми тарелками для разделения смеси этиловый спирт-вода производительностью 5000 кг/час по исходной смеси.

Выполнен материальный и тепловой балансы, проведен гидравлический расчет, определены основные размеры аппарата и подобраны нормализованные конструктивные элементы. Подобраны испаритель и дефлегматор. Предложены способы повышения эффективности работы колонн с ситчатыми тарелками. Задание на курсовую работу Рассчитать ректификационную установку по следующим данным: 1. Тип аппарата: выбрать; 2. Разделяемая смесь: этиловый спирт – вода; 3. Производительность по сырью: 5 т/ч; 4.

Концентрация НКК в: Дистилляте – 75% (мол.); Сырье – 10%(мол.); Остатке – 1%(мол.); 5. Давление греющего пара: 3 ат; 6. Температура: Поступающего сырья – 10ºС; Воды, идущей на дефлегматор – 10ºС; 7. Давление в колонне: 1 ат.

В подразделе 1.5 отмечалось, что для протекания процесса ректификации необходимо создание контакта между паровой и жидкой фазами. В ректификационных колоннах применяются несколько сотен конструкций контактных устройств, различающихся по областям применения, конструкции и технико-экономическим показателям. Наряду с эффективными устройствами (клапанные тарелки и регулярная насадка) на старых установках эксплуатируются колонны, оборудованные морально устаревшими тарелками (желобчатые, провальные) 9. При выборе типа контактных устройств обычно руководствуются следующими основными показателями: - производительностью – пропускной способностью по пару и жидкости; - гидравлическим сопротивлением 10; - высоким КПД - для тарелок и низкой ВЭТТ (высота, эквивалентная теоретической тарелке) – для насадок; - низким гидравлическим сопротивлением (особенно в вакуумных колоннах) 29; - диапазоном рабочих нагрузок; - возможностью работы в средах, склонных к образованию смолистых или других отложений; - простотой конструкции, проявляющейся в трудоемкости изготовления, монтаже, ремонте, металлоемкости. Сбербанк россии главная. Итак, контактные устройства (КУ) бывают: 1) тарельчатые; 2) роторные; 3) насадочные (регулярные и нерегулярные).

Тарельчатые КУ в свою очередь подразделяются: a) по способу организации контактирующих фаз – противоточные, прямоточные, перекрестно-точные и перекрестно-прямоточные; b) по регулируемости свободного сечения для паровой фазы –тарелки с регулируемым (клапанные) и постоянным сечением 29. По типу применяемых контактных устройств наибольшее распространение получили тарельчатые, а также насадочные ректификационные колонны 10. Чтобы легче ориентироваться во всем многообразии тарельчатых КУ, приведем краткую их классификацию в табл. Классификация тарельчатых контактных устройств и их свойства Противоточные Прямоточные Перекрестно- точные Перекрестно- прямоточные решетчатые, дырчатые и др.

Чертеж Ректификационной Колонны С Ситчатыми Тарелками

Вихревые, центробежные и др. Ситчатые, колпачковые, S-образные, клапанные, клапанные с балластом, S-образные с клапаном, эжекционные и др. Струйные, струйные с отбойниками, перекрестно-прямоточные клапанные и др. Положительные стороны - высокая производительность по жидкости; - повышенная производительность 10; - (кроме ситчатых) большое время пребывания жидкости; - низкое гидравлическое сопротивление; - простота конструкции; -высокие эффективность, барботаж; - организация движения жидкости по тарелке 10; - малая металлоемкость 10 - наличие постоянного слоя на тарелке; - отсутствие провала жидкости 29.

Чертеж Ректификационной Колонны С Клапанными Тарелками

Отрицательные стороны - низкая эффективность; - повышенное гидравлическое сопротивление; - небольшой диапазон эффективной работы; - эффективность контакта ниже, чем у перекрестноточных 10; - узкий диапазон работы; - трудоемкость изготовления 10. металлоемки; - неравномерное распределение потоков по сечению колонны 10.

сложность изготовления, монтажа 29; - застревание части клапана в одном положении; - вылет клапанов из отверстий при повышенной паровой нагрузке 29. Следует отметить, что в табл.

4.2 приведены только общие характеристики КУ, но в каждом из случаев имеются свои разнообразия, усовершенствования, а следовательно, плюсы и минусы. В ранее построенных отечественных и зарубежных установках, в основном, применялись тарелки с круглыми колпачками (то есть с нерегулируемым сечением для паровой фазы; рис. 4.12 а, б, в). Затем появились тарелки с желобчатыми колпачками (рис. 4.12 г), но из-за низкой их производительности и эффективности, большой металлоемкости, неравномерного распределения на них жидкости, такие тарелки перестали со временем выпускать и использовать 9. Затем зарекомендовали себя тарелки с S-образными элементами (рис.

4.12 д); их уже можно было значительно легче изготовить, производить монтаж и демонтаж. Они же используются на некоторых установках и по сей день. Типы некоторых колпачков и клапанов: колпачки: а – круглый; б – шестигранный; в – прямоугольный; г – желобчатый; д – S-образный; клапаны: е – прямоугольный; ж – круглый с нижним ограничителем; з – круглый с верхним ограничителем; и – балластный; к – дисковый эжекционный перекрестно-точный; л – пластинчатый перекрестно-прямоточный; м – S-образ-ный колпачок с клапаном; 1 - диск тарелки; 2 - клапан; 3 - ограничитель; 4 - балласт. В последние годы широкое распространение, особенно для работы в условиях значительно меняющихся скоростей газа, получили клапанные и балластные тарелки. Принцип действия клапанных тарелок (рис.

4.12 е, ж, з) состоит в том, что свободно лежащий над отверстием в тарелке клапан автоматически регулирует величину зазора между клапаном и плоскостью тарелки в зависимости от газопаровой нагрузки и тем самым поддерживает постоянную скорость газа, и, следовательно, гидравлическое сопротивление тарелки в целом. Высота подъема клапана ограничивается высотой ограничителя (кронштейна, ножки). Балластные тарелки (рис. 4.12 и)отличаются по устройству от клапанных тем, что в них между легким клапаном и ограничителем установлен более тяжелый клапан – балласт. Клапан начинает приподниматься при небольших скоростях газа или пара. С дальнейшим увеличением скорости газа клапан упирается в балласт и затем поднимается вместе с ним.

В результате балластная тарелка, по сравнению с чисто клапанной, значительно раньше вступает в работу, имеет более широкий диапазон, более высокую (на 15–20%) эффективность разделения и пониженное (на 10–15%) гидравлическое сопротивление. Однако более прогрессивными и эффективными по сравнению с колпачковыми, являются комбинированные колпачково-клапанные тарелки (рис. 2.12 к, л, м).

Чертеж Ректификационной Колонны С Колпачковыми Тарелками

Так, S-образная тарелка с клапаном (рис. 2.12 м) работает следующим образом: при низких скоростях газ (пар) барботирует преимущественно через прорези S-образных элементов и при достижении некоторой скорости газа включается в работу клапан. Такая двухстадийная работа тарелки позволяет повысить производительность ректификационной колонны на 25–30% и сохранить высокую эффективность разделения в широком диапазоне рабочих нагрузок 10. Перекрестно-прямоточные тарелки отличаются от перекрестно-точных тем, что в них энергия газа (пара) используется для организации направленного движения жидкости по тарелке, в результате чего повышается производительность колонны 10. Среди клапанных тарелок нового поколения можно отметить дисковые эжекционные и пластинчатые эжекционные (рисунок 4.12 к, л), а также трапециевидные. Эжекционная клапанная тарелка представляет собой полотно с отверстиями и переливными устройствами. В отверстия полотна тарелок устанавлваются клапаны, представляющие собой вогнутый диск с просечными отверстиями для эжекции жидкости.

Они могут иметь распределительный выступ для равномерного стока жидкости в эжекционные каналы (или прогиб). Клапан имеет четыре ограничительные ножки и двенадцать эжекционных каналов. Их изготавливают штамповкой из нержавеющей стали 10. К тому же они экономически выгодны при модернизации колпачковых тарелок, так как при этом не требуется замена полотен. При работе газ или пар поступает под клапан, приподнимает его и барботирует через слой жидкости, протекающей по полотну тарелки (рис.

Часть жидкости из небарботируемой зоны стекает через направленные прорези и за счет эжекции диспергируется газовым потоком, выходящим из-под клапана. Принцип работы эжекционной тарелки Предлагаемая конструкция трапециевидного клапана (рис. 2.14 а) обеспечивает саморегулирование и перераспределение парового потока. Отогнутые под углом к плоскости клапана прорезные части бортов обеспечивают направленный под острым углом к тарелке ввод пара, что способствует уменьшению уноса за счет инерциальных сил и повышает эффект компенсации прямотока.

Трапециевидная тарелка: а – трапециевидный клапан; б – тарелка с трапециевидными клапанами Сравнительные характеристики высокоэффективных клапанных тарелок приведены в табл. Характеристики клапанных тарелок (по сравнению с колпачковыми) Параметры Эжекционные Трапециевидные Производительность выше в 2 раза выше чем в 2 раза Эффективность (КПД) 80–100% 60–80% Металлоемкость ниже на 30% Гидравлическое сопротивление 3–9 мм рт. (0,3–0,3 кПа) 2–5 мм рт. Интересной особенностью конструкции обладают клапаны с дугообразной перегородкой (рис. Конструкция клапана с дугообразной перегородкой: а – общий вид (стрелками показаны направления потоков газа при выходе из-под клапана); б, в – схемы взаимодействия потоков газа в контактной зоне; 1 – клапан; 2 – дугообразная перегородка Перегородка рассекает газовый поток на части и придает ему соответствующие направление и скорость движения. Благодаря такой перегородке можно создавать различные соотношения выходящих из под клапана потоков газа (П 1, П 2, П 3), изменяя соотношение площадей сечений для их выхода.

Направления потоков П 1 и П 3 перпендикулярны течению жидкости, а направление потока П 2 совпадает с направлением движения жидкости. Потоки с разными направлениями движения определяют схему взаимодействия фаз в контактной зоне и гидродинамическую обстановку на тарелке 31.

Струйно-направленные тарелки также нашли свое применение в нефтепереработке (рис. Они могут использоваться как в условиях низкого вакуума, так и при атмосферном или повышенном давлении. Их основанием служит перфорированный лист, в котором выштампованы и отогнуты под углом 20–40 о к ее полотну полукруглые лепестки.

На полотне тарелки поперек движения потока жидкости установлены вертикальные перегородки, у основания которых выполнены прямоугольные прорези. Перегородки разделяют тарелку на ряд секций и обеспечивают интенсивное взаимодействие потоков газа и жидкости в каждой такой секции и на тарелке в целом. Варьируя число, радиус и угол отгиба лепестков, можно регулировать производительность тарелки. Для уменьшения гидравлического сопротивления, упорядочения взаимодействия фаз при высоких газовых нагрузках и сохранения принципа секционирования в конструкции тарелки, представленной на рис. 4.16 в, используется эффект компенсации прямотока.

Данный эффект создавается при перекрестном взаимодействии струй газа и жидкости, выходящих из-под лепестков, расположенных взаимно перпендикулярно. 4.16 г также показан режим компенсированного прямотока. На полотне тарелки размещены группы из двух или более лепестков, оси которых, пересекаясь, образуют пучок прямых. Точки пересечения этих прямых располагаются в шахматном порядке, а их ряды – перпендикулярно направлению движения жидкости.