Конструирование и прочностной расчёт ректификационной колонны

Московский Государственный Машиностроительный Университет

Кафедра «Проектирование технологических машин и комплексов в химической промышленности»

Курсовой проект

по теме

«Конструирование и прочностной расчёт ректификационной колонны»

Студентка: Шарова А.И.

.

Группа: М-43

Преподаватель: Пахомов А.А.

Проект защищен __________________ 2014г. на оценку ____________

Зачетная книжка №

Москва 2014
Содержание.

Исходные данные

Внутренний диаметр аппарата – D, м. – 2,0

Диаметр аппарата с теплоизоляцей – D, м. – 2,2

Рабочее внутреннее давление Р, МПа – 0,01

Материал аппарата 08Х22Н6Т

Температура стенки корпуса аппарата,180 ⁰С

Плотность рабочей среды

ρж, кг/м³ – 1100

ρп, кг/м³ – 0,8

Тип аппарата – насадочный, насадка – кольца Палля.

Высота слоя насадки, Hн, м. – 20.

Расход пара по колонне V, м³/с – 1,75

Расход жидкости а)исходной смеси Lf, кг/час – 10000

б)кубового остатка Lw, кг/час – 5000

в)флегмы на орошение Lp, кг/час – 7000

Конструирование и расчёт колонны.

Диаметр колонны D = 2000 мм, согласно ГОСТ 9617-81 (1).

Нап = Нкуб+Нн+Ншл+Нопор=1,5D+Hн+2,4= 1,5*2,0+20+2,0+1,5=26,5 м.

Принимаем Нап. = 27 м.

Расчёт толщины стенки обечайки

Внутренний диаметр кожуха D=2,0м.

Рабочее избыточное давление Р=0,01 МПа.

Температура Т – 180 ⁰С

Допускаемое напряжение для 08Х22Н6Т, σдоп =306 МПа

Прибавка на коррозию С = 2,5мм. из расчета срока службы аппарата - 25 лет. при скорости общей коррозии 0.1 мм/год.

Коэффициент прочности сварных швов - ψр=0,9

Расчетная толщина стенки обечайки

Sp.тр. =  =  = 3,64 мм.

Sпр.тр. + С = 3,64+2,5 = 6,14 мм.

Принимаем проектную толщину стенки 12 мм.

Расчет толщины стенки днища

Расчетное давление Р=0,01 МПа

Температура Т – 180 ⁰С

Допускаемое напряжение для08Х22Н6Т, σдоп = 306 МПа

Прибавка на коррозию С = 2,5мм. из расчета срока службы аппарата - 25 лет. при скорости общей коррозии 0.1 мм/год.

Коэффициент прочности сварных швов - ψр=0,9

Расчетная толщина стенки обечайки

Sp.тр. =  =  = 3,64 мм.

Sпp.тр. + С = 3,64+2,5 = 6,14 мм.

Принимаем проектную толщину стенки 12 мм.

Согласно диаметру колоны выбираем эллиптическое днище:

2000-12-40-08Х22Н6Т ГОСТ 6533-68.

Dв = 2000 мм, hэ = 500 мм, hотб = 40 мм.V = 1,1681 м3,F = 4,59 м2.

hэ– высота эллипса, мм;

hотб–высота цилиндрической отбортовки, мм;

V – объём днища, м3.

F – площадь днища, м2.

Расчет диаметров штуцеров

Штуцер для входа исходной смеси.

 – объемный расход смеси кг/с

   массовый расход смеси

плотность исходной смеси ρ=1800кг/м3

 =  =  = 0,00252 м³/с

объемный расход исходной смеси, м³/с ;

 – скорость потока, так как смесь поступает в колонну под напором, принимаем скорость равной 1 м/с;

Принимаем диаметр штуцера .

Штуцер 89х4

внутренний диаметр штуцера d = 81 мм

Исполнительная длина штуцера L1=270

Толщина стенки штуцера S = 4

Материал – 08Х22Н6Т

Штуцер для выхода пара в дефлегматор.

где:  = 1.75 - объемный расход пара, м³/с

 – скорость потока пара, принимаем равной 10 м/с;

Принимаем диаметр штуцера .

Штуцер 530х142

внутренний диаметр штуцера d = 502 мм

Исполнительная длина штуцера L1=270

Толщина стенки штуцера S = 12

Материал – 08Х22Н6Т

Штуцер для входа флегмы в колонну, на орошение.

 массовый расход смеси

плотность флегмы ρ=1100кг/м3

 =  =  = 0,00177 м³/с

объемный расход флегмы, м³/с ;

 – скорость потока, так как флегма поступает в колонну под напором, принимаем скорость равной 1 м/с;

Принимаем диаметр штуцера .

Штуцер 89х4

внутренний диаметр штуцера d = 81 мм

Исполнительная длина штуцера L1=270

Толщина стенки штуцера S = 4

Материал – 08Х22Н6Т

Штуцер для выхода кубового остатка