Проектирование установки для производства метилового спирта ректификацией водного раствора под атмосферным давлением

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Министерство Образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский Государственный Технологический  институт (технический университет)

Кафедра процессов и аппаратов

                                                                                Факультет: IV

                                                                               Курс: III

 Группа № 494

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема:  Ректификация системы метиловый спирт - вода

Студент: Шамордина Надежда Валерьевна

Руководитель: Нестеров А. В.

Дата сдачи курсового проекта:

Оценка за курсовой проект:

                                  Санкт-Петербург 2002

Санкт-Петербургский технологический институт (технический университет)

Кафедра процессов и аппаратов химической технологии

Задание по курсовому проектированию № 11 (1-6)

Спроектировать установку для производства метилового спирта ректификацией водного раствора под атмосферным давлением.

Сделать подробный расчет ректификационной колонны с ситчатыми тарелками и. подогревателя исходной смеси. Дефлегматор, куб-испаритель и холодильник конечного продукта рассчитать приближенно, приняв коэффициенты теплопередачи соответственно:

kd= б30Вт/м2К, Kw= 920Bт/м2 0K, Κx= 780 Вт/м2К.

Выбрать стандартные аппараты, а также остальное вспомогательное оборудование - насосы, емкости, трубопроводы. Для выбора насосов предварительно рассчитать гид­равлическое сопротивление трубопроводов и теплообменника (по заданию преподавате­ля).                                                                     

Сделать чертеж общего вида подогревателя исходного раствора (формат А1) и технологическую схему установки (А2).

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Вариант

1

2

3

4

5

6

Производительность (кг/час):

по исходному раствору

по дистилляту

400

600

800

200

400

300

2. Концентрация (% масс.):

исходного раствора

дистиллята

кубового остатка

15,2

94,5

0,5

18,1

92,1 0,1

28,1

70,1

0,4

16,1

97,1 0,2

25,2

90,2

0,05

16,3

98,5

0,8

3. Температура исходного рас­твора, град. C

20

25

15

30

25

25

4. Максимальное избыточное давление греющего пара, МПа

0,6

0,5

0,4

0,6

0,5

0,6

5. Температура охлаждающей воды, град. С

10

15

15

12

15

18

Дата выдачи задания                                                     « 27 » февраля 2002 года

Срок выполнения курсового проекта:

• Сдача пояснительной записки на проверку    с 20 апреля по 20 мая

• Сдача графической части проекта и защита   с 10 мая   по 1 июня

 


Руководитель курсового проекта,

 Доцент, канд. техн. наук                                                           Нестеров Александр Владимирович.                                             

Студент группы_494___                                                         Шамордина Надежда Валерьевна


                                                            Приложения

Теплофизические свойства жидкого метанола в зависимости от температуры t, 0С.

1. Плотность ρ(t), кг/м3 и коэффициент объёмного расширения β (t), 1/K:

 


 ρ(t) = ρ0 ρ1 · tρ2 · t2                                                                      

где ρ0 =810; ρ1 = 0,826; ρ2 =0,00125.

 


2. Вязкость μ(t), мПас:

μ0 = 0,00740; μ1 = 1279.

3. Теплоёмкость c(t), кДж/(кг∙К):                        c(t)=C0 + C1t,

где C0 = 2,41; C­1 = 0,0026.

4. Теплопроводность λ(t), Вт/(м∙К):                    λ(t) = λ0λ1 ∙ t,

где λ0 = 0,209;  λ1 =0,000203.

5. Поверхностное натяжение жидкостей σ(t), Н/м:

                              σ(t) = σ0 – σ1 ∙ t,

где σ0 = 0,0209; σ1 =0,0000889.

6. Теплота испарения r(t), кДж/кг:                      r(t) = A ∙ (tкрt)0,38,

где A = 152,64; tкр = 239,6.

7. Давление насыщенных паров Pнас, Па; температура кипения tкип, 0C:


где a=23,48; b=3627; c=238,7

Теплофизические свойства паров метанола в зависимости от температуры t, 0C.

1. Молекулярная масса:                                       M=32 кг/кмоль.

2. Плотность ρ, кг/м3 и коэффициент объёмного расширения β, 1/K

 


где P – давление, Па, T – температура, K, P0 = 1,013 ∙ 105 Па, T0 = 273 K, ρ0 = 1,429 кг/м3.

 


3. Вязкость μ ∙ 106  Па ∙ с :                            

где μ0 = 8,53, C = 634, T – температура, K.

4. Теплоёмкость cp(t), кДж/(кг∙К):             cp(t) = С0 + С1t + C2 t2 + C3 t3,

где C0 = 1,0309, C1 = 24,60 ∙ 10-4, C2 = 0,7867 ∙ 10-7, C3 = -8,918 ∙ 10-10.

5. Теплопроводность λ(t), Вт/(м ∙ К):               λ(t) = λ0 + λ1 ∙ t + λ2 ∙ t2 + λ3 ∙ t3,

где λ0 = 0,00504 ∙10-3, λ1 = 3,03 ∙ 10-4, λ2 = - 9,83 ∙10-7,  λ3 = 16,7 ∙ 10-7.

Теплофизические свойства жидкой воды в зависимости от температуры t, 0С.

1. Плотность ρ(t), кг/м3 и коэффициент объёмного расширения β (t), 1/K:

 


 ρ(t) = ρ0 ρ1 · tρ2 · t2                                                                      

где ρ0 =1000; ρ1 = 0,062; ρ2 =0,00355.

 


2. Вязкость μ(t), мПас:

μ0 = 0,00105; μ1 = 2024.

3. Теплоёмкость c(t), кДж/(кг∙К):                        c(t)=C0 + C1t+ C2t2,

где C0 = 4,215; 1 = - 0,001376; С2 = 1,339∙10-5.

4. Теплопроводность λ(t), Вт/(м∙К):                    λ(t) = λ0 + λ1t– λ2t2,

где λ0 = 0,5545;  λ1 =0,000246; λ2 = - 1,184 ∙ 10-5.

5. Поверхностное натяжение жидкостей σ(t), Н/м:

                         σ(t) = σ0 – σ1t,

где σ0 = 0,0762; σ1 =0,0000173.

6. Теплота испарения r(t), кДж/кг:                      r(t) = A ∙ (tкрt)0,38,

где A = 265,3; tкр = 347,3.

7. Давление насыщенных паров Pнас, Па; температура кипения tкип, 0C:


где a=23,23; b=3845; c=228,4

Теплофизические свойства паров воды в зависимости от температуры t, 0C.

1. Молекулярная масса:                                       M=18 кг/кмоль.

2. Плотность ρ, кг/м3 и коэффициент объёмного расширения β, 1/K

 


где P – давление, Па, T – температура, K, P0 = 1,013 ∙ 105 Па, T0 = 273 K, ρ0 = 0,804 кг/м3.

 


3. Вязкость μ ∙ 106  Па ∙ с :                            

где μ0 = 8,11, C = 843, T – температура, K.

4. Теплоёмкость cp(t), кДж/(кг∙К):             cp(t) = С0 + С1t + C2 t2 + C3 t3,

где C0 = 1,861, C1 = 3,827 ∙ 10-4, C2 = 4,231 ∙ 10-7, C3 = - 2,0 ∙ 10-10.

5. Теплопроводность λ(t), Вт/(м ∙ К):               λ(t) = λ0 + λ1t + λ2t2 + λ3t3,

где λ0 = 17,2 ∙ 10-3, λ1 = 0,442 ∙ 10-4, λ2 = - 3,48 ∙10-7,  λ3 = 0.

                                                                                             Рис. 2.

Рис. 3

Содержание

      Задание на курсовой проект                                                                                                  … 2

      Приложение

      Формулы вычисления теплофизических свойств жидкой

                       воды и паров воды в зависимости от температуры                                         … 3

      Формулы вычисления теплофизических свойств жидкого

                    метанола и паров метанола в зависимости от температуры                         … 4

      Диаграммы y* - x и x,y – t для системы метиловый спирт – вода                                 … 5

      Введение                                                                                                                                   … 7

       Схема ректификационной установки                                                                                 … 8

       Описание технологической установки                                                                                … 9

      1. Материальный баланс ректификационной колонны                                                             … 10

      2. Определение скорости пара и диаметра колонны                                                        … 11

      3.  Гидравлический расчет тарелок                                                                                     … 13

      4. Определение числа тарелок и высоты колонны                                                           …17

     5. Тепловой расчёт установки                                                                                               … 22

      6. Расчёт подогревателя исходной смеси                                                                            … 24

          6.1 Расчёт подогревателя исходной смеси на ЭВМ                                                       … 27

      7. Приблизительный расчёт дефлегматора, куба-испарителя, холо

Похожие материалы

Информация о работе