Біз бұл курстық жобада ректификациялық қондырғыны есептелінген

1. 
   Қондырғының материалдық балансы және флегманың жұмысшы санын анықтау.
   

Колоннаның өнімділігін дистилят Р және кубтық қалдық w бойынша колоннаның материалдық балансы теңдеумен анықталады:

 Р=Ғ-W=33-26,2=6,8 кг/с

Колоннаның жұмыс сызығын тұрғызу үшін колоннаның нығайту және жетілдіру бөліктерінің жұмыс сызығының теңдеуі қажет. Нығайту бөлігі үшін:

R шешу әдісі минимальды туындыға сәйкес келетін осындай флегма санының табылуымен қорытындыланады. Туынды N(R+1)7 мұндағы N теоретикалық табақшалар немесе концентрация өзгерісінің сатылар саны, ал R+1 бу мөлшері. Минимальды флегма саны R_min мына формуламен анықталады:

Фазалар құрамын массалық үлестен мольдік үлеске мынадай қатынаста есептейміз:

Бұдан табатынымыз:

Жұмыс флегма саны есебінің нәтижелері 1.1 кестеде келтірілген.

	0,8	1,2	1,4	1,6	1,8	2
R	1,51	2,42	2,82	3,23	3,63	4,04
N	15	16	17	19	14	15
N(R+1)	39,2	54,7	64,9	80,3	64,8	75,6

N(R+1)-дің минимальді көбейтіндісі R=0,8 флегма санына сай келеді. Осы кезде флегма артықшылық коэффициенті мынаған тең:

2. 
   Колонна үшін бу мен сұйық бойынша массалық шығындардың анықталуы.
   

Колоннаның жоғарғы және төменгі бөліктерінің сұйық бойынша орташа массалық шығыны мына қатынас бойынша анықталады:

Мұндағы _ және _ - дистиллят пен бастапқы қоспаның мольдік массасы;

Мж, Мт- қондырғыдағы жоғарғы және төменгі бөліктеріндегі орташа мольдік массалар.

Орындарына қойып, мынаны аламыз:



кг/с

Бұл жерде М’ж, М’т - қондырғыдағы жоғарғы және төменгі бөліктеріндегі будың орташа мольдік массалары:

3. 
   Қондырғының диаметрін және будың жылдамдығын есептеу.
   

Табақшалы қондырғының жылдамдығы мына өрнек арқылы есептеледі:

μ_х - сұйықтың динамикалық тұтқырлығы.

L/G қатынасы түрліше болғандықтан тұншығу жылдамдығын әрбір бөлік үшін жеке-жеке анықтаймыз. Сонымен қатар колоннаның жоғарғы және төменгі бөліктерінен фазаларының физикалық қасиетінің түрліше болу салдарынан.

тығыздығы:

Қарастырылып жатқан мысалда метил спиртті судың тығыздығы жақын (7), сондықтан р_Хж=р_хн=р_х=796 кг/м³ деп алуымызға болады. Сұйық қоспаның μ_х тұтқырлығын (8) теңдік бойынша табамыз:

Сонда колоннаның жоғарғы және төменгі бөліктерінде сұйықтың тұтқырлығы тең болады:



d=1,6м деп қабылдаймыз. Осыдан колоннада будың нақты жұмысшы

4. 
   Қондырғының биіктігін өлшеу.
   

Табақша биіктігін масса өтудің модифицирленген теңдігі (1) бойынша есептейді:

Тасымалдау бірлігінің жалпы санын мына тендік бойынша шешеді:

мұндағы, S у және у_Р ординаталарымен және абцисса осімен қиған шектелген аудан (5-сурет);

1.3 кестеде 1/(у*-у)=f(у) функциясынын графикалық бейнелеуі үшін қажет мәліметтер келтірілген.

Сурет 1.5 Тасымалдау бірлігінің жалпы санының бу фазасындағы колоннаның жоғарғы (нығайту) бөлігі үшін бу құрамының өзгеруі у_F тең у_р-ға дейінгі интервалда.

y			y
0,030	0,040	25	0,650	0,060	10,8
0,065	0,050	1,3	0,730	0,075	9,73
0,145	0,075	1,93	0,780	0,065	12
0,290	0,085	3,41	0,850	0,055	15,4
0,440	0,060	7,33	0,920	0,045	20,4
0,585	0,035	16,7	0,985	0,015	65,6

1.5 сурет бойынша колоннаның жоғарғы n_оуж және төменгі n_оут бөліктеріндегі тасымалдау бірлігінің жалпы санын табамыз:

теңдігімен анықтаймыз:

Бу және сұйық бойынша жүктердің қатынасы G/L кмоль/кмоль тең

болады:
колоннаның жоғарғы бөлігі үшін: G/L+(R+1)/R
колоннаның төменгі бөлігіне: G/L=(R+1)/(R+f)

Мұнда

анықтаймыз:

Бу фазасында тасымалдау бірлігінің биіктігі:

h_x және h_y есептеу үшін бу тұтқырлығы және сұйық Д_х және бу Д_у фазаларындағы диффузия коэффициенттерін анықтау қажет. Колоннаның жоғарғы бөлігі үшін бу тұтқырдығы

Орнына қойып табамыз:

20°С-та сұйықтағы диффузия коэффициетін (23) теңдік арқылы шешуімізге болады:

Сонда диффузия коэффициенті сұйыктарда 20°С-та колоннаның жоғарғы бөлігі үшін мынаған тең:

Бұдан

Сонда колоннаның жоғарғы абсолюттік бөлігі үшін:

ал төменгі бөлігі үшін

Z - бір секциядағы табақша биіктігі, м; n секция саны, шт.; Һ_Р сұйықты бөлушілерді орналастыру табақша секциялары арасындағы аралық биіктігі, м; Z_Ж және Z_т колонна мен табақша арасындағы аралық және табақша үстіндегі сепарациялық кеңістікке сәйкес биіктік, м.

Z_Ж жәнe Z_Т мәндерін 1.3 кесте арқылы сипаттамамен сәйкестендіріп тандайды:
Кесте 1.3 Z_Ж жәнe Z_Т мәндері

Колоннаның диаметрі	,мм
400-1000	600	1500
1200-2200	1000	2000
2400 және жоғары	1400	2500

Колоннаның жалпы биіктігі:

5. 
   Табақшаның гидравликалық кедергісін есептеу.
   

Табақшаның гидравликалық кедергісі мына теңдік бойынша табады:

Колонаның жоғарғы және төменгі бөліктеріндегі газ үшін Рейнольдс ұқсастық саны тең:

Ламинарлы режим үшін кедергі коэффициенті торлы табақшалар түрінде құрғақ табақша үшін мына теңдікпен табады:

Колоннаның жоғарғы және төменгі бөліктері үшін:

6. 
   Қондырғының жылуалмасу есебі.
   

Жылудың шығыны суда салқындатылатын дефлегматор – конденсатордағы жылу шығынын мына теңдеумен анықталады:

мұнда

Кубтық буландырудағы жылытатын будың жылу шығынын мына теңдікпен анықтайды:

Дистилляттың сулы салқындатқышындағы берілетін суытатын судың жылу шығыны:

0,68+0,0089 = 0,69

а) дефлегматорда

б) дистиляттың сулы тоңазытқышында

1,54+7,919+6,385 = 15,84 _

Бұл курстық жұмыста ректификация қондырғысымен таныстым. Негізгі аппаратты есептеу бөлімінде материалдық балансты, гидравликалық кедергіні, колоннаның биіктігін, диаметрін және будың жылдамдығын есептеп шығардым. Қосымша аппаратта жылуалмасу есебін есептедік.

Ректификация тәсілі сұйық қоспаны құрастырушыларға толық ажырату үшін айдаудың күрделі тәсілі болып табылады.

Ректификаңиялық қондырғының принциптік тәсімі. Бастапқы қоспаны қосалқы ыдыстан ортадан тепкіш насос арқылы жылуалмастырғышқа береді. Ол жерде қоспа қайнау температурасына дейін қыздырылады. Қыздырылған қоспа х_н құрамына тең болатын ректификациялық қоспаның қоректенуші табақша бөліміне түседі. Колонна бойымен төмен қарай тамшылап жатқан сұйық кубтық сұйықтың қайнауы нәтижесінде қайнатқышта пайда болып, жоғары көтеріліп жатқан бумен әрекеттеседі. Бұдан бастапқы құрамы шамамен кубтық қалдық (Х_w) құрамына тең. Сүйықпен масса алмасу нәтижесінде бу жеңіл ұшатын компонентке байиды. Толық байыту үшін колоннаның жоғаргы бөлігін колоннадан шығатын бу конденсациясы жолымен, дефлегматорда алынатын Х_р құрамындағы сұйықтың берілген флегма санына сәйкес байытады.

Конденсаттың бір бөлігі жылу алмастырғышта суытылатын және аралық ыдыста бағытталатын дистиллят бөлудің дайын өнім түрінде дефлегматордан шығарылады.

Колоннаның кубтық бөлімінен насос арқылы кубтық өнім шығарылады. Ол қиын ұшатын компоненттермен байытылып, жылу алмастырғышта суытылатын және ыдысқа жіберілетін қиын компонентпен байытылған.

1. Павлов К.Ф., Романов П.Г., Носков А.А, Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов. Л. Химия, 1976. 552с

2. ГОСТ 11987-81 Аппараты выпарные трубчатые.

3. Спровочник химика. М. – Л. Химия, Т. ІІІ, 1962. 1006с. Т.V, 1966. 974с

4. Мищенко К.П, Полторацкий Г.М. Термодинамика и строение водных и неводных ростворов электрмагнитов. Изд.2-е. Л. Химия, 1976. 816с.

5. Воробьева Г.Я. коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. Изд. 2-е. М.: Химия, 1975. 816с.

6. Касаткин А.Г. основные процессы и аппараты химической технологии. Изд.9-е. М, Химия, 1973. 750с.

7. Викторов М.М. методы вычисления физико-химических величии и прикладные расчеты. Л. Химия, 1977. 360с.

8. Чернышов А.К, поплавский К.Л, Заичко Н.Д. Сборник номограмм для химико-технологических расчетов. Л.: Химия, 1974. 200 с.

9. Тананайко Ю. М., Воронцов Е.Г. методы расчета и исследования пленочных процессов. Киев: Техника, 1975.312с.

10. Теплотехнический справочник. Т.2.М.: Энергия, 1972.896с.

11. ГОСТ 26716-73. Барометрические конденстаоры.

12. Вакуумные насосоы. Каталог-справочник. М.:ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1970. 63с.

13. Калач Т.А., Радун Д.В. Выпарные станции. М.: Мангиз, 1963. 400с.

14. Чернобыльский И.И. Выпарные установки. Киев: Изд. Киевского университета, 1960. 262 с.

15. Лебедев П.Д., Щукин А.А. теплоиспользуещие установки промышленных предприятий. М.:Энергия, 1970. 408 с.

16. Таубман Е.И. Расчет и моделирование выпарных установок. М.: Химия, 1970. 216с.

17. Олевский В.М., Ручинский В.Р. Рооторно – пленочные тепло и массобменные аппараты. М.: Химия, 1977, 206с.

18. Удыма П.Г. аппарты с погружными горелками. М.: машиностроение, 1965. 192с.

19. Попов Н.П. выпарные аппараты в производстве минералных удобрений. М.: Химия , 1974. 126с

20. Таубман Е.И. выпаривание. М.: химия, 1982. 327 с.

21. Ақбердиев Ә.С. Химиялық технология негізгі процестері және аппараттары. 1,2 т. Алматы. 1993

Негізгі аппаратта көрсетілген табақшалы ректификациялық колоннаның өлшемдері есептелген.

• 
  жобалауға берілген тапсырма қағазы;
  
• 
  мазмұны;
  
• 
  аннотация;
  
• 
  нормативтік сілтеме
  
• 
  анықтамалар, белгілеу және қысқарту;
  
• 
  кіріспе;
  
• 
  әдебиетке шолу;
  
• 
  негізгі аппаратты есептеу;
  
• 
  қорытынды;
  
• 
  пайдаланылған әдебиеттер.
  

1. 
   Технологиялық схема
   
2. 
   Негізгі аппараттың табақшалы ректификациялық колоннаның сызбасы
   
3. 
   Жеке тапсырма – дефлегматордың схемасы
   

Негізгі аппаратта көрсетілген насадкалы ректификациялық колоннаның өлшемдері есептелген.

Жұмыстың түсіндірме жазбасы келесі бөлімдерден тұрады:

• 
  жобалауға берілген тапсырма қағазы;
  
• 
  мазмұны;
  
• 
  аннотация;
  
• 
  нормативтік сілтеме
  
• 
  анықтамалар, белгілеу және қысқарту;
  
• 
  кіріспе;
  
• 
  әдебиетке шолу;
  
• 
  негізгі аппаратты есептеу;
  
• 
  қорытынды;
  
• 
  пайдаланылған әдебиеттер.
  

4. 
   Технологиялық схема
   
5. 
   Негізгі аппараттың насадкалы ректификациялық колоннаның сызбасы
   
6. 
   Жеке тапсырма – дефлегматордың схемасы
   

ОҚМУ 050702 014

Ректификациялық

колонна

ИП-09-5К2 тобы