РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОЛОННЫ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ТОВАРНОГО ПЕРХЛОРЭТИЛЕНА - Студенческий научный форум

VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОЛОННЫ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ТОВАРНОГО ПЕРХЛОРЭТИЛЕНА

 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Химическая промышленность – одна из ведущих отраслей тяжёлой индустрии – является научно-технической и материальной базой, которая играет исключительно важную роль в развитии производственных сил, укреплении оборонной мощи государства и обеспечении жизненных потребностей общества [10].Сырьем для химической промышленности служат продукты горно-рудной, нефтяной, газовой, коксохимической, лесной и целлюлозно-бумажной отраслей промышленности, черной и цветной металлургии. Среди отраслей промышленности, где особенно прогрессирует химизация, следует в первую очередь указать машиностроение, которое является основой технического перевооружения. Особенно широко используются в машиностроении пластмассы и синтетические смолы, синтетический каучук и резины, химические волокна и изделия из них, краски и лаки[11].

В 20-30 годы прошлого века началось использование хлорсодержащих растворителей одним из которых является перхлорэтилен (ПХЭ), который используется на предприятиях чистки одежды всего мира как основной растворитель. Емкость российского рынка перхлорэтилена последние годы стабильна и оценивается на уровне 4,5-5,0 тыс. тонн/год. Основных видов применения у перхлорэтилена два: сырье для озонобезопасных фреонов (в России их называют хладоны) и растворитель. В качестве последнего перхлорэтилен используется в химической чистке одежды и для обезжиривания металлов. Кроме того, в последнее время перхлорэтилен используется в процессах регенерации катализаторов на нефтехимических заводах.В России перхлорэтилен не производится с 2009 года[13].

1.Технологическая часть

1.1 Теоретические основы процесса

Ректификация- массообменный процесс разделения однородной смеси летучих компонентов, осуществляемой путем противоточного многократного взаимодействия паров, образующихся при перегонке с жидкостью, образующийся при конденсации этих паров.

Разделение жидкости смеси основано на различной летучести веществ. При ректификации исходная смесь делится на 2 части: дистиллят- смесь, обогащенную низкокипящим компонентом(НК),и кубовый остаток- смесь, обогащенную высококипящим компонентом (ВК).

[1.с.657]

Движущая сила процесса ректификации определяется разностью рабочей и равновесной концентрации. Процесс не может протекать бесконечно и наступает состояние фазового равновесия, наступающего, когда скорость перехода компонента из одной фазы в другую становятся равными.

Фазовое равновесие характеризуется равновесной концентрацией. По величине рабочей и равновесной концентрации всегда можно судить, в каком направлении протекает массобмен. Сместить фазовое равновесие можно изменением таких параметров, как температура, концентрация и давление.

При ректификации основными рабочими параметрами являются рабочее давление и температура, поэтому законами Рауля и Дальтона установлена зависимость между давлением и содержанием компонентов в жидкой смеси.

Закон Рауля: парциальное давление пара каждого компонента зависит от температуры и содержания данного компонента и прямо пропорционально молярной доле данного компонента в смеси.

Закон Дальтона: полное давление газовой или паровой смеси равно сумме парциальных давлений компонентов.

Ректификацией может быть достигнута любая заданная степень разделения жидких смесей. Ректификация является сложным процессом дистилляции. Процесс ректификации может протекать при атмосферном давлении, а также при давлениях выше и ниже атмосферного. Под вакуумом ректификацию проводят, когда разделению подлежат высококипящие жидкие смеси.

В зависимости от температуры кипения разделяемых жидкостей ректификацию проводят под различным давлением. При температурах кипения от 30 до 150С обычно применяют ректификацию под атмосферным давлением. Ректификацию в вакууме применяют при разделении высококипящих жидкостей для снижения температур их кипения. Ректификацию под давлением проводят при разделении жидкостей с низкой температурой кипения, в частности при разделении сжиженных газов.

[2.с.246]

Давление в кубе всегда больше давления наверху колонны на величину ее гидравлического сопротивления. Это имеет особенно большое значение для процесса ректификации, проводимого в вакууме, так как в случае большого гидравлического сопротивления колонны разрежение в кубе может оказаться недостаточным даже при очень глубоком вакууме наверху колонны. Поэтому гидравлическое сопротивление колонн, работающих при разрежении, должно быть, возможно, меньше.

Процесс ректификации осуществляется в ректификационной установке, основным аппаратом которой является ректификационная колонна, в которой пары перегоняемой жидкости поднимаются снизу, а навстречу парам стекает жидкость, подаваемая в виде флегмы в верхнюю часть аппарата, но основная часть жидкости отводится в качестве дистиллята. Стекающая жидкость обогащается высококипящим компонентом, а поднимающиеся пары обогащаются низкокипящим компонентом, в результате чего выходящие из аппарата пары представляют собой почти чистый низкокипящий компонент. Эти пары поступают вконденсатор (дефлегматор), где и конденсируются. В настоящее время перегонка и ректификация широко распространены в химической технологии и применяются для получения разнообразных продуктов в чистом виде, а также для разделения газовых смесей после их сжижения (разделение воздуха на кислород и азот, разделение углеводородных газов и др.)

Ректификацию осуществляют на установках непрерывного и периодического действия. Установка непрерывного действия применяется для крупнотоннажного производства, ее можно полностью автоматизировать, и имеется возможность использования тепла кубовой жидкости для подогрева исходной смеси и тем самым снизить энергозатраты. Установка периодического действия работает при переменном флегмовом числе и переменном составе дистиллята. Такую схему трудно автоматизировать, и применяют ее для мелкотоннажных производств[11].

Преимущества непрерывной ректификации по сравнению с периодической:

1) Условия работы установки не изменяются в ходе процесса, что позволяет установить точный режим, упрощает обслуживание и облегчает автоматизацию процесса.

2) Отсутствуют простои между операциями, что приводит к повышению производительности установки.

3) Расход тепла меньше, причем возможно использование тепла остатка на подогрев исходной смеси в теплообменнике.

Благодаря перечисленным преимуществам в производствах крупного масштаба применяют главным образом непрерывную ректификацию, периодические процессы ректификации находят применение лишь в небольших, неравномерноработающих производствах.

1 – ректификационная колонна (а – укрепляющая часть,б – исчерпывающая часть); 2 – кипятильник;3 – дефлегматор; 4 – делитель флегмы; 5 – подогреватель исходной смеси; 6 – холодильник дистиллята (или холодильник–конденсатор); 7 – холодильник остатка (или нижнего продукта); 8,9 – сборники; 10 –насосы.

Рисунок 1- Схема непрерывно действующей ректификационной установки.

1 – куб; 2 – колонна; 3 – дефлегматор; 4 – делитель потоков; 5 – холодильник; 6 – сборники.

Рисунок 2 - Схема установки для проведения периодической ректификации.

Экстрактивная ректификация предназначена для разделения смесей компонентов с близкими температурами кипения и очень низкой относительной летучестью (£ < 1,05). В этом случае в исходную смесь вводится третий компонент, предназначенный для резкого увеличения летучести основных компонентов. Вводимый компонент должен быть менее летуч, чем оба исходных компонента разделяемой смеси, и должен хорошо растворять низколетучий компонент разделяемой смеси.

1 – колонна для экстрактивной ректификации; 2 – колонна для разделения продукта В и экстрагирующего компонента С; 3 – насосы; 4 – кипятильники; 5 – конденсаторы

Рисунок 3- Схема установки для экстрактивной ректификации бинарной смеси[14].

Азеотропная ректификация смеси. А и В, находящейся в термодинамическом равновесии, осуществляется аналогичным способом. К азеотропной смеси, то есть жидкой смеси, находящейся в термодинамическом равновесии с газовой фазой одинакового с ней состава; добавляют третий компонент С, образующий с одним из разделяемых компонентов новую (более летучую, чем исходная) азеотропную смесь. Эта азеотропная смесь выделяется в качестве дистиллята, а другой практически чистый компонент удаляется в виде кубового остатка[13].

1 – колонна; 2 – конденсатор; 3 – отстойник; 4 – кипятильник

Рисунок 4 - Схема установки для азеотропной ректификации [14].

Одно из преимуществ экстрактивной ректификации по сравнению с азеотропной состоит в возможности создания высокой концентрации растворителя в колонне (75—90%), что повышает селективность и эффективность разделения. При азеотропной же ректификации содержание растворителя в системе определяется составом азеотропов и часто недостаточно велико, что снижает эффективность разделения. Кроме того, растворители, применяемые при экстрактивной ректификации, характеризуются более высокой селективностью, чем азеотропобразующие компоненты.

Для выделения продукта определенной темой курсовой работы лучше и проще использовать просто ректификацию, а не экстрактивную и не азеотропную[13].

1.2. Сравнительная характеристика аппаратов

Для ректификации применяют аппараты колонного типа - насадочные и барботажные ректификационные колонны.

В насадочных ректификационных колоннах для развития поверхности контакта фаз используют насадку – твердые тела, разнообразные по форме и размерам. Они изготовляются из различных материалов (металлов, керамики, пластических масс и др.). Насадочные ректификационные колонны обычно применяют с кольцевой насадкой. Чаще используют керамические кольца Рашига и седлообразные насадки, в неагрессивных средах используют деревянную хордовую насадку (рисунок 6). Насадка из колец Рашига (рисунок5а) имеет наиболее широкое применение. Тонкостенные кольца Рашига имеют высоту, равную диаметру, которая изменяется в пределах 15 – 150 мм. Кольца малых размеров засыпают в колонну навалом. Большие кольца (от 50 х 50 мм и выше) укладывают правильными рядами, сдвинутыми друг относительно друга. Такой способ заполнения аппарата насадкой называется загрузкой в укладку, а загружаемую таким способом насадку – регулярной.

В насадочных колоннах в укрепляющей части колонны количество жидкости меньше количества поднимающихся паров на количество отводимого дистиллята, в исчерпывающей части колонны количество вводимой жидкости больше, чем в укрепляющей на количество вводимой смеси.

Неравномерное распределение жидкости по сечению колонны может привести к недостаточно четкому разделению компонентов, особенно при большом диаметре колонны. Низкое гидравлическое сопротивление насадочных колонн существенно лишь при ректификации в вакууме.

В насадочных колоннах поверхность контакта фаз является смоченная поверхность насадки, поэтому насадка должна иметь, возможно, большую поверхность в единице объема. Вместе с тем, для эффективной работы она должна удовлетворять следующим требованиям:

1) хорошо смачиваться орошающей жидкостью; 2) оказывать малое гидравлическое сопротивление паровому патоку; 3) создавать возможность для высоких нагрузок аппарата по жидкости и пару; 4) иметь малую плотность; 5) равномерно распределять орошающую жидкость; 6) быть стойкой к агрессивным средам; 7) обладать высокой механической прочностью; 8) иметь невысокую стоимость.

Эскиз насадок

а б в г

а) насадка из колец Рашига; б) седла Берля; в) хордовая насадка; г) шары;

Рисунок 5-Виды насадок

В насадочных колоннах (рисунок 6) насадка укладывается на опорные решетки 2, имеющие отверстия или щели для прохождения газа или стока жидкости, которая с помощью распределителя (разбрызгивателя) 4 равномерно орошает насадочные тела и стекает вниз. По всей высоте слоя насадки равномерное распределение жидкости по сечению колонны не достигается, поскольку из-за разного гидравлического сопротивления насадки и влияния пристеночных эффектов, она имеет тенденцию растекаться от центральной части колонны к ее стенкам. Поэтому для улучшения смачивания насадки в колоннах большого диаметра насадку иногда укладывают слоями (секциями) высотой 2 – 3 м и под каждой секцией, кроме нижней, устанавливают перераспределитель жидкости 3.

Насадочные колонны– наиболее распространенный тип ректификационной колонны. Преимуществом их является простота устройства, особенно важная при работе с агрессивными средами, так как в этом случае требуется защита от коррозии только корпуса колонны и поддерживающих насадку решеток, насадка же может быть выполнена из химически стойкого материала (керамика, фарфор). Другое преимущество насадочных колонн более низкое, чем в барботажных ректификационных колоннах, гидравлическое сопротивление.

Однако насадочные колонны мало пригодны при работе с загрязненными жидкостями, а в случае малых количеств орошающей жидкости не дают удовлетворительных результатов, так как при низкой плотности орошения не достигается полнаясмачиваемость насадки. Кроме того, в насадочных колоннах затруднен отвод тепла, выделяющегося при поглощении газа. Диаметр промышленных насадочных колонн обычно не превышает 0,8–1 м.

Эскиз колонны

1-насадка; 2-опорная решетка; 3-перераспределитель жидкости;4- разбрызгиватель; 5-гидрозатвор.

Рисунок 6-Схема насадочной колонны

В барботажных ректификационных колоннах поверхность соприкосновения фаз развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырьков и струек. Такое движение газа осуществляется в тарельчатых колоннах с колпачковыми, ситчатыми, клапанными или провальными тарелками и называется барботажем.Преимуществами барботажных ректификационных колонн являются хороший контакт между фазами и возможность работы при любом, в том числе при низком, расходе жидкости. В барботажных колоннах может быть осуществлен отвод тепла. Барботажные колонны по сравнению с насадочными более пригодны для работы с загрязненными средами.

Основные недостатки барботажных ректификационных колонн сложность конструкции и высокое гидравлическое сопротивление, связанное при пропускании больших количеств газа с значительными затратами энергии на перемещение газа через аппарат.

Особенностью тарельчатых колонн является ступенчатый характер проводимого в них процесса (в отличие от непрерывного процесса в насадочных колонах) газ и жидкость последовательно соприкасаются на отдельных ступенях (тарелках) аппарата.

Колонны с колпачковыми тарелками (рисунок 7). В колпачковых тарелках газ барботирует через жидкость, выходя из прорезей колпачков, расположенных на каждой тарелке. В прорезях газ дробится на мелкие струйки, которые по выходе из прорези почти сразу поднимаются вверх и, проходя через слой жидкости на тарелке, сливаются друг с другом.

Чтобы газ не попадал в переливные трубы и не препятствовал таким образом нормальному перетоку жидкости с тарелки на тарелку, нижние концы переливных труб опущены под уровень жидкости. Благодаря этому создается гидрозатвор, предотвращающий прохождение газа через переливные трубы.Эскиз колонны с колпачковыми тарелками

а) две соседние тарелки; б) капсульный колпачок; в) формы капсульных колпачков;

1- тарелки; 2- газовые (паровые) патрубки; 3- круглые колпачки; 4- переточные перегородки (или трубы) с порогами; 5- гидравлические затворы; 6- корпус колонны

Рисунок 7- Колонна с колпачковыми тарелками

Колонны с провальными тарелками(рисунок 8). Они отличаются простотой устройства, так как в провальных тарелках отсутствуют переливные трубы, вследствие этого газ и жидкость проходят через одни и те же отверстия. Существует несколько видов тарелок: дырчатые провальные, решетчатые, трубчато–решетчатые тарелки.

Дырчатые провальные тарелки по устройству аналогичны ситчатым тарелкам. На тарелке такой конструкции одновременно происходит барботаж газа и пара через слой жидкости и частичное «проваливание» жидкости.

Решётчатые тарелки имеют отверстия в виде фрезерованных щелей шириной 2-3 мм.

Трубчато-решётчатые тарелки являются разновидностью решётчатых тарелок. Решётку образует труба, изогнутая в плоскую спираль. Не занятую трубами площадь тарелки перекрывают перфорированными листами.

Эскиз провальной тарелки

1-колонна; 2-тарелки.

Рисунок 8-Колонна с провальными тарелками

Колонны с ситчатыми тарелками (рисунок 9).

Эскиз колонны с ситчатыми тарелками

1-тарелки; 2- переливные устройства; 3- гидрозатворы; 4-корпус колонны.

Рисунок 9- Колонна с ситчатыми тарелками.

Ситчатые колонны отличаются простотой устройства и высокой эффективностью. Основной их недостаток заключается в том, что они удовлетворительно работают лишь в ограниченном диапазоне нагрузок. Другой недостаток ситчатых колонн состоит в том, что отверстия в тарелках легко забиваются. Они имеют отверстия диаметром 2-8 мм.

Колонны с клапанными тарелками. Эти тарелки предназначены для работы с сильно меняющимися газовыми нагрузками. Это достигается тем, что отверстия в тарелке прикрыты клапанами, степень открытия которых зависит от нагрузки по газу[11].

Таблица 1. Классификация тарелок

[2, с 247]

1.3 Устройство основного аппарата

В качестве основного аппарата применяют тарельчатую ректификационную колонну с колпачковыми тарелками.

Принцип
действия тарельчатых колонок состоит в барботаже пара через
жидкость на каждой тарелке, на которой поддерживают определенный уровень жидкости. Флегма перетекает с верхней тарелки на нижнюю по переливным трубкам, расположенным внутри
или снаружи колонки. Недостаток тарельчатых колонн - относительно высокое гидравлическое сопротивление - в условиях ректификации не имеет такого существенного значения, как в процессах абсорбции, где величина р связана со значительными затратами энергии на перемещение газа через аппарат. При ректификации повышение гидравлического сопротивления приводит лишь к некоторому увеличению давления и соответственно к повышению температуры кипения жидкости в кипятильнике колонны. Однако тот же недостаток (значительное гидравлическое сопротивление) сохраняет свое значение для процессов ректификации под вакуумом. Ещё существенным недостатком барботажных ректификационных колонн является сложность конструкции.

Тарельчатые колонны с колпачковыми тарелками менее чувствительны к загрязнениям, чем ситчатые, и отличаются более высоким интервалом устойчивой работы колонны.Эти колонны наиболее распространены в ректификационных установках. На рисунке 6 схематически изображена колонна небольшого диаметра, состоящая из тарелок 1, на каждой из которых имеется один колпачок 2 круглого сечения и патрубок 3 для прохода пара. Края колпачка погружены в жидкость. Благодаря этому на тарелке создается гидравлический затвор, и пар, выходящий из колпачка, должен проходить через слой жидкости, находящийся на тарелке. Колпачки имеют отверстия или зубчатые прорези для раздробления пара на мелкие пузырьки, т.е. для увеличения поверхности его соприкосновения с жидкостью.

Приток и отвод жидкости, а также высоту жидкости на тарелке регулируют при помощи переливных трубок 4, которые расположены на диаметрально противоположных концах тарелки; поэтому жидкость течет на соседних тарелках во взаимно противоположных направлениях.

1 – тарелка; 2 – колпачок; 3 – паровой патрубок; 4 – переливная трубка.

Рисунок 10- Схема устройства тарельчатой (колпачковой) колонны:

Схема работы колпачковойтарелки изображена на рисунке 7 Выходящие через прорези колпачки пузырьки пара сливаются в струйки, которые проходят через слой жидкости, находящейся на тарелке, и над жидкостью образуется слой пены и брызг, – основная область массообмена и теплообмена между паром и жидкостью на тарелке.

При движении струйки пара обычно сливаются друг с другом; при этом некоторая часть сечения прорезей обнажается, и образуются каналы, по которым газ проходит из-под колпачка сквозь жидкость. Поэтому поверхность взаимодействия газа с жидкостью непосредственно в зоне барботажа невелика. Основная зона фазового контакта находится в области пены и брызг над жидкостью, которые образуются вследствие распыления пара в жидкости и уноса брызг при трении пара о жидкость.

Рисунок 11- Схема работы колпачковой тарелки[11].

Наиболее оптимальнее применять для выделения перхлорэтилена тарельчатые колонны с колпачковыми тарелками.

1.4 Технологическая обвязка аппаратов

Исходная смесь из расходной емкости Е1 центробежным насосом подается в подогреватель АТ, где нагревается до температуры кипения и поступает на питающую тарелку ректификационной колонны КЛ. Стекая по тарелкам жидкость, попадает в куб, из которого поступает в кипятильник ИП. Из кипятильника пары жидкости поступают в нижнюю часть колонны и двигаются навстречу исходной смеси, барботируя через нее и обогащаясь низкокипящим компонентом. Выходя из колонны пары, попадают в дефлегматор ХК3 и конденсируются. Дистиллят поступает в разделитель Е4, где разделяется на два потока: одна часть в качестве флегмы возвращается в колонну и стекает по тарелкам вниз, обогащаясь при этом высококипящим компонентом, а другая часть поступает в холодильник ХК1, охлаждается и попадает в приемную емкость Е3. По мере работы часть жидкости из куба отводится в холодильник ХК2 и поступает в приемную емкость Е4 в качестве кубового остатка.

Е1, Е2, Е3, Е4 - емкости; АТ – подогреватель; ИП – кипятильник; КЛ – ректификационная колонна; ХК1, ХК2 – холодильники; ХК3 – дефлегматор.

Рисунок 1 Технологическая обвязка аппарата1.5 Техника безопасности при обслуживании аппарата

1.5.1 Ректификационные колонны перед пуском должны быть осмотрены, проверена исправность и готовность к работе всех связанных с ними аппаратов и трубопроводов, исправность контрольно-измерительных приборов, регуляторов температуры и давления в колонне, измерителей уровня жидкости в нижней части колонны приемниках ректификата, ректификационных емкостях и емкостях остатка.

1.5.2 Пуск ректификационной установки в работу должен производиться строго в установленной последовательности, которая должна быть указана в технологической инструкции.

1.5.3 При работе ректификационной колонны необходимо непрерывно контролировать параметры процесса и исправность аппарата.

1.5.4 Для улавливания жидкости, которая может быть выброшена вместе с парами и газами через предохранительный клапан наружу на линии за предохранительном клапаном следует иметь сепаратор. Уровень жидкости в сепараторе не должен превышать установленного предела.

1.5.5 В зимнее время на открытых установках не реже одного раза в смену необходимо проверять состояние колонны, продуктопроводов, водяных линий, дренажных отростков на паропроводах и аппарата, спускных линий и т.п.

В этот период следует обеспечить непрерывное движение жидкости в коммуникациях для предотвращения их разрыва. Спускные и дренажные линии, а также наиболее опасные участки для подачи воды, щелочи, других замерзающих жидкостей должны быть утеплены.

1.5.6 Необходимо следить за тем, чтобы поврежденные участки теплоизоляции ректификационных колонн и их опор своевременно исправлялись. Теплоизоляция должна быть чистой, исправленной и выполнена так, чтобы при утечках не могли образовываться скрытые потоки жидкости по корпусу.

1.5.7 Чистку внутренней поверхности колонны следует вести осторожно неискрящими инструментами.

1.5.8 Отложения, снимаемые со стенок при очистке необходимо складывать в металлическую посуду и удалять из помещения или с установки.

1.5.9 При обнаружении утечки в ректификационных колоннах необходимо подать водяной пар или азот к местам пропуска для предотвращения возможного воспламенения или образования смесей взрывоопасных концентраций.

При возникновении аварии или пожара после снижения внутреннего давления в аппарате необходимо подать внутрь его водяной пар или азот.

1.5.10 В цехах или на открытых установках необходимо проверять наличие первичных средств пожаротушения и исправность имеющихся стационарных или полустационарных систем пожаротушения.

1.5.11 Колонные аппараты большой высоты (40м и более) должны быть обеспечены стационарными системами водяного или воздушно-пенного охлаждения и тушения, состояние и наличие которых должно систематически проверяться.

[4,с.25]

Работать с перхлорэтиленом рекомендуется только в хорошо проветриваемых помещениях или на открытом воздухе. К оборудованию предъявляются повышенные требования к герметичности и вентиляции цехов. При работе с этим растворителем важно не вдыхать его пары. Тщательно вымыть руки после окончания работы. На рабочих местах необходимы средства оказания первой помощи и противогазы[12].

1.6 Физико-химические свойства веществ

Перхлорэтилен

Перхлорэтилен ( тетрахлорэтилен, тетрахлорэтен, этилентетрахлорид) -ненасыщенный углеводород ряда СnН2n

Cl2-C=C-Cl2

Молекулярная масса, кг/кмоль

165,8334

Температура плавления, 0С

минус 22

Температура кипения, 0С

121

Плотность при 20 0С, кг/м3

1625

Теплоёмкость, Дж/кг∙К

858

Перхлорэтилен - бесцветная прозрачная жидкость с резким запахом, без примесей эмульгированных и суспендированных частиц. Это вещество является хлорорганическим растворителем. Широкое применение находит в химчистке и обезжиривании металлов. Впервые перхлорэтилен был получен Майклом Фарадеем при термическом разложении гексахлорэтана. Продукт относится к III классу опасности.

Перхлорэтилен стабилизированный - универсальный хлорный растворитель, является эффективным средством для сухой химической чистки одежды. Так же может применяется для обезжиривания металлов в машиностроении, при обработке фотополимерных печатных плат, в производстве хладонов, игл к одноразовым шприцам, в текстильной, деревообрабатывающей промышленности, в производстве фреонов и активных красителей. По практичности и моющим качествам с ним не может конкурировать никакой другой современный растворитель.

Перхлорэтилен не горит, он невзрывоопасен и не самовоспламеняется. Оказывает токсическое действие на центральную нервную систему и печень, слабый наркотик. Он растворим в большинстве органических растворителей. С некоторыми растворителями перхлорэтилен образует азеотропные смеси. Он устойчив к гидролизу и намного меньше способствует коррозии, чем другие хлорсодержащие растворители.

Химические свойства.

  1. Хлорирование. Перхлорэтилен хлорируется в жидкой фазе при 50-80 0С в присутствии небольших (0,1%) количеств хлорного железа до гексахлорэтана:

CCl2=CCl2 + Cl2→CCl3-CCl2

  1. Взаимодействие с хлором и фтористым водородом. В присутствии катализатора (пятихлористой сурьмы) при взаимодействии перхлорэтилена с хлором и фтористым водородом получают фреон-113:

CCl2= CCl2+ 3НF+ Cl2→ CClF2- CClF2+ 3 HCl

  1. Гидролиз. При нагревании, лучше в присутствии серной кислоты, перхлорэтиленгидролизуется до трихлоуксусной кислоты:

CCl2= CCl2+ H2O→ CCl3-COOH+ HCl

  1. Восстановление. Перхлорэтилен может быть частично или полностью восстановлен в газовой фазе в присутствии таких катализаторов, как никель, палладий, платина и др.:

C2Cl4+2 H2→4 HCl+ 2C

  1. Окисление. Перхлорэтилен подвергается окислению кислородом воздуха с образованием трихлорацетилхлорида и фосгена:

CCl2= CCl2 - O2Cl3C-COCl+ 0,5O2 + 2COCl2

Основными областями применения перхлорэтилена являются текстильная промышленность и обезжиривание металлов, сухая чистка одежды. Его применяют также как полупродукт для производства фтороуглеродов, в частности фреона-113.

[5, с 184]

Четыреххлористый углерод(ССl4)

Четыреххлористый углерод (тетрахлорметан, перхлорметан, фреон-10,

хладон-10)- насыщенный углеводород ряда СnН2n +2.

Молекулярная масса, кг/кмоль

152,82

Температура плавления, 0С

минус 22,96

Температура кипения, 0С

76,75

Плотность при 20 0С, кг/м3

1595

Теплоёмкость, Дж/кг∙К

879,9

Четыреххлористый углерод- бесцветная, легколеггучая жидкость с характерным запахом,негорюч, взрыво- и пожаробезопасен. Ядовит при вдыхании паров, попадании внутрь через желудочно-кишечный тракт или всасывании через кожные покровы и слизистые оболочки. ПДК паров в воздухе рабочей зоны 20 мг/м3. при соприкосновении с открытым пламенем или раскаленными предметами разлагается с выделением фосгена.

Четыреххлористый углерод ядовит. Ядовитое действие он оказывает при вдыхании паров, при попадании внутрь организма через желудочно-кишечный тракт или при всасывании через кожные покровы и слизистые оболочки.

Химические свойства.

  1. Галогенирование. При действии на четыреххлористый углерод бромистого алюминия при 100 0С образуется тетрабромметан:

3CCl4 +4AlBr3 →3CBr4 +4AlCl3

Действие фтористого водорода в присутствии пятихлористой сурьмы при 250-300 0С и давлении 0,5-0,7 МПа приводит к образованию дифтордихлорметана:

CCl4 +2HF→ CF2 Cl2+2HCl

  1. Гидролиз. При нагревании с водой до 250 0Счетыреххлористый углерод гидролизуется:

CCl4+ 2H2O→CO2 + 4 HCl

В случае недостатка воды образуется фосген:

CCl4+ H2O→COCl2+2HCl

Восстановление. В присутствии цинка четыреххлористый углерод восстанавливается до хлороформа:

CCl4 +H2 → CHCl3∙|∙HCl

В более жестких условиях продуктом восстановления является метан

  1. Окисление. В присутствии железа при температурах выше 300 0Счетыреххлористый углерод окисляется с образованием фосгена и свободного хлора:

2 CCl4+O2 →2 COCl2+ 2 Cl2

  1. Сульфирование. Четыреххлористый углерод реагирует с серой при 200-250 0С с образованием сероуглерода и монохлористой серы:

CCl4+ 6S→ CS2+ 2S2Cl2

  1. Алкилирование. В присутствии хлористого алюминия четыреххлористый углерод алкилирует ароматические соединения.

CCl4 +3 С6Н6→ (С6Н3)3CCl + 3 HCl

  1. Пиролиз. При нагревании выше 600 0С образуется перхлорэтилен или гексахлорэтан либо их смесь с выделением свободного хлора:

CCl4↔ С2С l6 + Cl2

2CCl4↔ С2С l4 + 2Cl2

  1. Действие алюминия. Четыреххлористый углерод реагирует с амальгамированным алюминием с образованием гексахлорэтана:

6 CCl4∙|∙ 2Al→ 3 С2Сl6 +2Al Сl3

Наиболее важной областью применения четыреххлористого углерода является его использование в производстве фреонов-12 и 11 (более 90%). Он употребляется также для извлечения железа и других металлов из пирита, в качестве фумиганта для протравки зерен и для других целей.

[5, с 31]

2. Расчетная часть

Исходные данные:

Производительность ректификационной колонны выделения перхлорэтилена, т/ч

22

Содержание низкокипящего компонента всырье, % масс.

40

Содержание низкокипящего компонента в дистилляте, % масс.

85

Содержание низкокипящего компонента в кубовом остатке, % масс.

3

Низкокипящий компонент- четыреххлористый углерод

 

Высококипящий компонент- перхлорэтилен

 

2.1 Материальный баланс

2.1.1 Производительность по исходной смеси F, кг/сопределили согласно [3,с.351] по формуле

F=F∙10003600

(2.1)

F=22∙10003600=6,11кгс

 

2.1.2 Массовый расход дистиллята Р, кг/с и кубового остатка W, кг/с определили согласно[3,с.351] уравнению материального баланса по формуле

F=P+W;

F∙xF=P∙xP+W∙xW

(2.2)

где F,P,W – массовые расходы питания, дистиллята и кубового остатка;

xF,xW,xP- массовые доли низкокипящего компонента в питании, дистилляте и кубовом остатке.

6,11= Р+W;  Р=6,11–W; 

6,11∙0,4=Р∙0,85+W*0,03 2,444=(6,11–W) ∙0,85+W∙0,03;

Р=6,11–WP=6,11- WP=3,33;

2,444-5,194= -0,85∙W+ W∙0,03 - 2,75=-0,82WW=2,23.

2.1.3Концентрацию питания, дистиллята и кубового остаткав мольных долях определили согласно [3, с.351] по формуле

XF=,

(2.3)

где Х- cсодержание легколетучего компонента в исходной смеси;

М- молекулярная масса легколетучего компонента, г/моль;

М- молекулярная масса высококипящего компонента, г/моль.

ХF=40152,8240152,82+100-60165,83=0,42

 

XP= ,

(2.4)

ХР=85152,8285152,82+100-85165,83=0,86

 

XW= ,

(2.5)

ХW=3152,823152,82+100-3165,83=0,032

 

2.1.4 Относительный мольный расход питания Fnопределили согласно

[3, с.352] по формуле

Fn=,

(2.6)

Fn=(0,85-0,03)0,4-0,03=2,2

 

Таблица 2- Равновесие между жидкостью и паром[8.с.300]

х

у

t

 

0,0

0,0

120,8

760

10,0

46,2

108,5

760

20,0

67,0

100,8

760

30,0

80,0

93,0

760

40,0

86,1

89,3

760

50,0

88,1

86,0

760

60,0

91,8

83,5

760

70,0

93,0

81,5

760

80,0

95,8

79,9

760

90,0

98,0

77,5

760

100,0

100,0

76,9

760

2.1.5 Минимальное флегмовое число Rminопределили согласно[2.с.251] по формуле

Rmin= Xp-YF*YF*-XF

(2.7)

гдеRMIN– минимальное флегмовое число;

Xp- cсодержание легколетучего компонента в дистилляте;

XF- cсодержание легколетучего компонента в исходной смеси;

YF*- равновесная концентрация паровой фазы в исходной смеси.

Rmin= 0,86-0,8590,859-0,42=0,0023

2.1.6 Рабочее флегмовое числоRРАБ определили согласно [2.с.251] по формуле

RРАБ=1,3Rmin+ 0,3

(2.8)

где RРАБ-рабочее флегмовое число.

RРАБ=1,3∙0,0023+0,3=0,303

В верхней части колонны число действительных тарелок 1∙1,7≈2, в нижней 3∙1,7≈5. Всего тарелок 7.

2.2 Конструктивный расчет

2.2.1 Средние концентрации низкокипящего компонентаХср ,иХср ,,определили в жидкости согласно [3.с.352] по формуле

а) в верхней части колонны

Хср ,= XF+XP2

(2.9)

   

Хср ,= 0,42+0,862=0,64

 

б) в нижней части колонны

Хср ,,= XF+XW2

(2.10)

Хср ,,=0,42+0,0322=0,242

 

Хcp= Xcp,+Xcp,,2

(2.11)

Хcp=0,64+0,2422=0,441

 

2.2.2 Средние концентрации парауср,и уср,,определили согласно[3.с.352]уравнению рабочих линий по формуле

а) в верхней части колонны

уср,= RR+1∙xcp,+xpR+1

(2.12)

уср,= 0,3030,303+1∙0,64+0,860,303+1=0,809

б) в нижней части колнны

 

уср,,= R+fR+1∙xcp,,-f-1R+1∙xw

(2.13)

уср,,= 0,303+2,20,303+1∙0,242-2,2-10,303+1∙0,032=0,435

 

Средние температуры пара определяем по диаграмме t-x,y(рис.13 Приложение А):

а) при уср,= 0,809

tcp,=91°C

б) при уср,,=0,435

tcp,,=88°C

2.2.3 Средние мольные массыMcp,,Mcp,,,кг/кмоль и ρcp,, ρcp,,, кг/м3плотности пара определили согласно[3.с.353] по формуле

  1. в верхней части колонны

Mcp,=ycp,∙MHK+1-ycp,∙MBK

(2.14)

Mcp,=0,809∙152,82+1-0,809∙165,83=155,3кгкмоль

 

ρcp,=Mcp,∙T022,4∙Tcp,

(2.15)

ρcp,=155,3∙27322,4∙364=5,2кгм3

 

б) в нижней части колонны

 

Mcp,,=ycp,∙MHK+1-ycp,,∙MBK

(2.16)

Mcp,,=0,435∙152,82+1-0,435∙165,83=160,17кгкмоль

 

ρcp,,=Mcp,,∙T022,4∙Tcp,,

ρcp,,=160,17∙27322,4∙3615,41кгм3

(2.17)

2.2.4 Среднюю плотность пара в колонне ρп,кг/м3определили согласно[3.с.353] по формуле

ρп=ρср,+ρср,,2

(2.18)

ρп=5,2+5,412=5,305кгм3

 

Плотность жидких четыреххлористого углерода и перхлорэтилена близки. Температура в верху колонны при ХР=0,86 равняется 78°C, а в кубе-испарителе при ХW=0,032 равняется 116°C (рис.14 Приложение А).

Плотность жидкого четыреххлористого углерода при температуре 78°C ρнк=1595кгм3, а жидкого перхлорэтилена при 116°C ρвк=1625кгм3.

2.2.5 Среднюю плотность жидкости в колонне ρж,кг/м3определили согласно[3.с.353] по формуле

ρж=Хср∙ρнк+(1-Хср)∙ρвк

где ρж- средняя плотность жидкости в колонне, кг/м;

ρнк- средняя плотность легколетучего компонента, кг/м3;

ρвк- средняя плотность высококипящего компонента, кг/м3.

(2.18)

ρж=0,441∙1595+1-0,441∙1625=1611,77кгм3

 

Определяем скорость пара в колонне по уравнению (2.19). По данным справочника «Машины и аппараты химических производств» принимаем расстояние между тарелками h=500мм. Для колпачковых тарелок по графику (рис.8.1) находим С=0,5.

2.2.6 Скорость пара в колонне ω, м/сопределили согласно [3.с.353] по формуле

ω=С∙ρжρп

где С - коэффициент, зависящий от конструкции тарелок;

ρж- средняя плотность жидкости в колонне, кг/м3;

ρп- средняя плотность пара в колонне, кг/м3.

(2.19)

ω=0,5∙1611,775,305=8,715мс

 

2.2.7 Объемный расходV,м3/с проходящего через колонну пара при средней температуре в колонне tcp,°С определили согласно [3.с.353] по формуле

tcp=78+1162=97°С

 

V=P∙(R+1)∙22,4∙TcpMp∙273

где Mp- мольная масса дистиллята, равная

(2.20)

Mp=Мнк∙Хр+Мвк1-Хр

Mp=152,82∙0,86+165,831-0,86=154,64кгкмоль

(2.21)

V=2,24∙(0,303+1)∙22,4∙370154,64∙273=0,57м3с

 

2.2.8 Диаметр колонны D,м определили согласно[3.с.353] по формуле

D=V0,785∙ω

(2.22)

D=0,570,785∙8,715=0,28м

 

2.2.9 Число тарелокn, шт. определили согласно [3.с.356] по формуле

n=nTη

(2.23)

n=50,5=10шт.

 

По данным справочника «Машины и аппараты химических производств» определили значение коэффициента полезного действия тарелки по графику (рис.8.1) η=0,5

2.2.10 Высоту тарельчатой ректификационной колонны Н,м, определили согласно [3.с.357] по формуле

Н=Нв+h∙nT-1+HH

(2.24)

Н=1,5+0,5∙10-1+1=7м

 

где НвиНн – высота верха и низа колонны, принимаются соответственно 1,5 и 1м;

h- расстояние между тарелками. В зависимости от диаметра колонны принимаются равными 0,3-0,6 м.

По каталогу-справочнику «Колонные аппараты» выбираем колонный аппарат с колпачковыми тарелками диаметром D=2800 м.

Диаметр D, мм

2800

Свободное сечение колонны, м2

6,16

Длина линии барботажа, м

72,8

Периметр сливаLc, м

2,096

Сечение перелива, м2

0,686

Свободное сечение тарелки, м2

0,769

Относительная площадь для прохода паровFc, %

12,5

Масса, кг

949,7

2.3 Тепловой баланс колонны.

Он составлен для того, чтобы подсчитать расход греющего пара на процесс ректификации. Тепловой баланс рассчитываем согласно [7.c.88] по следующим формулам.

2.3.1 Приход тепла с исходной смесьюQ2,Вт определили согласно [7.c.88] по формуле

Q2=Gf∙cf∙tf

(2.25)

где Gf- количество исходной смеси,кгс

cf- молярная теплоемкость исходной смеси, Дж/(кг∙К)

tf- температура кипения исходной смеси,°C

Q2= 6,11∙951,87∙89=517617,39Вт

 

2.3.2 Приход тепла с греющим паромQ1,Вт определили согласно [7.c.88] по формуле

Q1=D∙r

где r- энтальпия греющего пара, Дж

D- расход греющего пара в кубе колонны, кг/с

(2.26)

Q1=0,21∙2638832=554154,72Вт

 

2.3.3 Расход тепла с паром низкокипящего компонентаQ4,Вт определили согласно [7.c.88] по формуле

Q4=Cп∙iп

где Cп- пара, выходящего из колонны

iп- энтальпия пара, выходящего из колонны, Дж/кг

(2.27)

Q4=2,91872∙241859,026=705918,7764Вт

 

2.3.4 Расход тепла с кубовым остаткомQ5, Вт определили согласно [7.c.88] по формуле

Q5=Gw∙cw∙tw

где Gw- количествокубового остатка, кгс

cw- молярная теплоемкость кубового остатка, Дж/(кг∙К)

tw- температура кипения кубового остатка, °C

(2.28)

Q5=3,32∙958,19∙116=369018,1328Вт

 

2.3.5 Потери в окружающую средуQп, Вт определили согласно [7.c.88] по формуле

Qп=(0, 02÷0,03)∙Q1

(2.29)

Qп= 0,03∙554154,72=16624,6416 Вт

 

2.3.6 Уравнение теплового баланса определили согласно [7.c.88] по формуле

Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Qп

(2.30)

Откуда приход тепла с флегмой равен

Q3=Q4+Q5+Qп-Q1-Q2

(2.31)

Q3=705918,7764+369018,1328+16624,6416-554154,72-517617,39=19789,4408Вт

Таблица 3.- Сводная таблица теплового баланса

Приход

Расход

Тепловые потоки

кВт

%

Тепловые потоки

кВт

%

Теплота, приходящая с греющим паром Q1

517,61

47,42

Расход теплоты с парами низкокипящего компонента, Q4

369,01

33,81

Теплота, приходящая с исходной смесью,Q2

554,15

50,77

Расход теплоты с кубовым остатком, Q5

705,91

64,67

Теплота, приходящая, с флегмой,Q3

19,78

1,81

Потери теплоты в окружающую средуQп

16,62

1,52

Итого

1091,56

100

Итого

1091,56

100

2.4 Расчет и выбор вспомогательного оборудования

Расчет и выбор центробежного насоса для всасывания исходной смеси

2.4.1 Диаметр трубопровода d, м определили согласно [3.c.90] по формуле

d=V(0,785∙ω)

(2.32)

где V- объемный расход равен 0,0078 м3/с;

ω- скорость на всасывающей и нагнетательной линиях, которая равна 1,5 м3/с.

d=0,0065(0,785∙1,5)=0,07м

 

2.4.2 Расчет течения воды определили согласно [3.с.90] по формуле

Re=ω∙d∙pµ

где ρ- средняя плотность, кг/м3 определяемая по формуле

(2.33)

ρ=хвк∙ρвк+хнк∙ρнк

ρ =0,42∙1595 + 0,58∙1625=942,5 кг/м3

(2.34)

где хвки хнк – концентрации высококипящего компонента – перхлорэтилена и низкокипящего компонента – четыреххлористого углерода определили согласно [3.с.90]по формуле (2.2).

2.4.3 Концентрацию высококипящего компонента – перхлорэтиленаXвкпринимаем равной Хвк=0,6 и найдем в мольных долях его концентрацию

Xвк= =0,58

 

Тогда концентрация, низкокипящего компонента-четыреххлористого углерода Xнк будет равна Хнк=1-0,6

Xнк= =0,42

 

где рвк- плотность высококипящего компонента- перхлорэтилена равна 1625 кг/м3;

pнк- плотность низкокипящего компонента – четыреххлористого углерода равна 1595 кг/м3

2.4.4 Динамическую вязкость µ, Па∙с определили согласно [3.с.90]по формуле

µ=µ1∙ хвк +µ2∙хнк

(2.35)

где µ1и µ2 –динамические вязкости высококипящего компонента и низкокипящего компонента, Па∙с.

Динамические вязкости высококипящего компонента и низкокипящего компонента, определили согласно [3.с.516]по таблице IХ, µ1=0,88 МПа∙с и µ2=0,969 МПа∙с.

µ=0,42∙0,969+0,58∙0,88=0,917 МПа∙с

Re=1,5∙0,07∙942,50,917∙10-3=107920

 

Следовательно, режим турбулентный.

2.4.5 Сумму коэффициентов местных сопротивлений для всасывающей линииζвс определили согласно [3.с.90] по формуле

ζвс=ζ1+2ζ2+3ζ3

(2.36)

где ζ1= 0,5-вход в трубу (с острыми краями);

ζ2=0,5-прямоточный вентиль (для d=100 мм и Re>3∙105);

ζ3=АВ=1,0∙0,11=0,11 отвод под углом 90˚(табл. ХIII).

ζвс=0,5+2∙0,5+3∙0,11=1,83

 

2.4.6Давление на всасывающей поверхности с учетом коэффициентов местных сопротивлений ∆рвс, Па определили согласно [1.с.90] по формуле

∆рвс=(ℷlвсd+ ∑ζвс)pw22

(2.37)

гдеlвс-длина трубопровода на линии всасывания, м, lвс=15м; среднее значение абсолютной шероховатости стенок труб е=0,2 мм; относительная шероховатость dэе =0,35; значение коэффициента трения определяем согласно [3.с.22]по графику 1.5 и ℷ=0,025.

∆рвс=0,025∙150,07+1,83942,5∙1,522=7620Па

 

2.4.7Потери напора на всасывающей линии , м определили согласно [1.с.90] по формуле

Нп.вс=∆рвср∙g

(2.38)

Нп.вс=7620942,5∙9,81=0,82 м

 

2.4.8 Сумму коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательной поверхности определили согласно [1.с.90] по формуле

∑ζн=ζ1+2ζ2+5ζ3+2ζ4+ζ5

(2.39)

где ζ1=1-выход из трубы;ζ2=А2В2=1,0∙ 0,11=0,11-отвод под углом 90˚;ζ3=А3В3=1,13 ∙0,11=0,12-отвод под углом 110˚; ζ4=4,1-нормальный вентиль( при d=100 мм);ζ5=0,5 –прямоточный вентиль( При Re>3∙105 ).

∑ζн=1+2 ∙0,14+5∙ 0,12 +2∙ 4,1 +0,5=10,52

 

2.4.9 Давление на нагнетательной поверхности с учётом коэффициентов местных сопротивлений , Па определили согласно [1.с.90] по формуле

∆рн=(ℷ∙lнd+∑Eн)∙pw22

(2.40)

где lн- длина трубопровода на линии нагнетания , м, равная lн= 35 м

∆рн=0,025∙350,07+10,52∙942,5∙1,522=24408 Па

 

2.4.10Потери напора на нагнетательной линииНн,м определили согласно [3.с.91] по формуле

Нн=∆рн(ρ∙g)

(2.41)

Нн=24408(942,5∙9,81)=2,64 м

 

2.4.11 Общие потери напора Нп,м определили согласно [3.с.91] по формуле

Нп=Нвс+Нн

(2.42)

Нп=0,82+2,64=3,46 м

 

Выбор насоса

2.4.12Полный напор, развиваемый насосом Н, м определили согласно [3.c.91] по формуле

H=p2-p1ρ∙g+Hг+Hп

(2.43)

где p2-p1- разность давлений, котору принимаем 0,1∙106 Па;

Нг- геометрическая высота подъема воды, м, которую принимаем равной 20 м.

H=0,1∙106942,5∙9,81+20+1,73=32,55м

(2.44)

2.4.10 Полезную мощность N, кВт определили согласно [3.c.91] по формуле

N=V∙ρ∙g∙H

(2.45)

N=0,57∙942,5∙9,81∙32,55=171544Вт=171,54кВт

 

2.4.11 Мощность, потребляемую двигателем насосаNдв, кВт определили согласно [3.c.91] по формуле

Nдв=Nη

(2.46)

где η- средняя производительность , которую принимаем равной 0,6.

Nдв=171,540,6=285,9кВт

 

По таблице 2.5 [3.c.92] установили по заданной производительности N=171,54кВт и напору H=32,55 м марку насоса Х45/54, для которого при оптимальных условиях работы производительность Q=1,25∙10-2 м3/с, напор Н=32,6 м, к.п.д. насоса η н= 0,6. Насос снабжен двигателем АО2-62-2, номинальной мощностью Nн= 17 кВт (η д=0,88, частота вращения вала n=48,3 об/с).

2.4.12 Предельную номинальную высоту всасывания Нвс, м определили согласно [3.c.92] по формуле

Нкав=0,3∙Q∙n223

(2.47)

Нкав=0,3∙1,25∙10-2∙48,323=0,214м

 

Расчет и выбор емкости

2.4.13 Вместимость сборника V, м3 определили согласно [9.c.31] по формуле

V=mτ∙τ(ρ∙φзап)

(2.48)

где mτ- производительность перхлоэтилена, равная 2200 кг/ч;τ- время заполнения сборника, ч и равное 0,25 ч-1; степень заполнения сборника φзап=0,8.

V=22000∙0,25(942,5∙0,8)=7,3м3

 

По таблице 1 устанавливаем, что полученным данным соответствует емкостной стальной цилиндрический аппарат, имеющий следующие характеристики

Тип

ГЭЭ

Исполнение 1

горизонтальный с двумя эллиптическими днищами

Диаметр внутренний, мм

1600

Длина цилиндрической части, мм

3450

Вместимость номинальная, м3

8,00

Площадь поверхности внутренняя, м2

27,9

Расчёт штуцеров

2.4.14 Диаметры штуцеров для ввода сырья, для выхода паров дистиллята, для флегмы, для ввода кубового остатка, м определили согласно [3.с.97] по формуле

 

(2.49)

где V- объём, м3 определили согласно по формуле

V=mρ

(2.50)

гдеm – расход сырья, кг/c.

Тогда формула (2.49) приобретает следующий вид

 

(2.51)

2.4.15 Диаметр штуцера для входа исходного сырьяdF, м определили согласно [3.с.97] по формуле

dF=6,11942,50,785∙1,5=0,074 м

 

2.4.16 Диаметр штуцера дляфлегмы dФ, м определили согласно [3.с.97] по формуле

dФ=0,67872942,50,785∙1,5=0,025 м

 

2.4.17Диаметр штуцера для выхода дистиллята dР, м определили согласно [3.с.97] по формуле

dР=2,241599,20,785∙1,5=0,034 м

 

2.4.18 Диаметр штуцера для выхода кубового остаткаdw, мопределили согласно [3.с.97] по формуле

dW=3,321624,10,785∙1,5=0,042 м

 

Список литературных источников

  1. Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.3. «Процессы и аппараты химической технологии», 1962г.

  2. Иоффе И.Л. «Проектирование процессов и аппаратов химической технологии», 1991г.

  3. К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А.Носков «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии», 1987г.

  4. Клименко В.Л., Табурчак П.А., Иванова С.Н., Глухарев Л.С., Виценко А.Б., Сахарова И.Т. «Организация и планирование химического производства», Ленинград, «Химия», 1989г.

  5. Ошин Л.А. «Промышленные хлорорганические продукты. Справочник», 1981г.

  6. В.Б.Коган, В.М.Фридман, В.В.Кафаров «Равновесие между жидкостью и паром», 1996г.

  7. Кувшинский М.Н., Соболев А.П. «Курсовое проектирование по предмету «Процессы и аппараты химической промышленности», 1980г.

  8. В.Б. Коган, В.М. Фридман, В.В. Кафаров « Равновесие между жидкостью и паром», 1996г.

  9. С.П. Гутник, В.Е. Сосонко, В.Д. Гутман « Расчеты по технологии органического синтеза» , 1988г.

  10. http://reftrend.ru/1059441.html

  11. http://www.pr-j.ru/proizvodstvo-i-texnologii/raschet-rektifikacionnoj-kolonny.html

  12. http://himmir.ru/solvent/perhlor.htm

  13. http://otherreferats.allbest.ru/manufacture/00109944_0.html

  14. http://www.bestreferat.ru/referat-184971.html

Просмотров работы: 2105