Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина (стр. 9 из 11)
9.3.1.2 Расчет нормативного скоростного напора ветра
, (9.3.1.1.1)где q– нормативный скоростной напор ветра на высоте над поверхностью земли до 10 м для заданного района монтажа аппарата (принимают от 270 до 1000 Па);
- поправочный коэффициент на возрастание скоростных напоров для высоты более 10 м.Примем q= 450 Па. По графику [5] в зависимости от расстояния xiдо уровня земли определяем:
. 
9.3.2 Расчет ветрового момента
, (9.3.2.1)где n0 – число участков, расположенных выше расчетного сечения;
Pi– сосредоточенные горизонтальные силы, действующие на выделенные зоны, МН.
Ветровой момент, действующий в сечении на высоте опоры х0 = 4 м.
Ветровой момент, действующий на уровне земли х0 = 0.
9.3.3 Расчет максимального напряжения сжатия на опорной поверхности кольца
, (9.3.3.1)где МВ1 - ветровой момент, действующий на уровне земли х0 = 0;
WK– момент сопротивления площади опорного кольца, м3;
(9.3.3.2) 
N1 - вес колонны при проверке её водой на герметичность;
FK– площадь опорного кольца, м2;
(9.3.3.1) 
По уравнению (5.3.3.1) получаем
9.3.3.1 Расчет толщины опорного кольца, м
, (9.3.3.1.1)где b– расстояние от выступающей части кольца до наружного диаметра опорной обечайки, b= 0,148 м;
sДОП – допускаемое напряжение на изгиб для материала опоры (для ВСт3ст sДОП = 245 МПа);
Для выбранной опоры S2 = 0,03 м; Þ условие прочности соблюдается.
9.4 Проверка корпуса колонны на устойчивость
, (9.4.1) 
,где φС – коэффициент уменьшения допускаемых напряжений. Примем φС = 0,58;
s* - нормативное допускаемое напряжение при расчетной температуре. Для основного материала колонны – ВСт3сп s* = 130 МПа.
,где φи – коэффициент пропорциональности. Примем φи = 0,756.
s* - нормативное допускаемое напряжение при расчетной температуре. Для основного материала колонны – ВСт3сп4 s* = 130 МПа.
Значения РР = 0 и РДОП = 0.
По уравнению (5.3.3.1) проверяем корпус колонны на устойчивость
.Условие прочности соблюдается.
10. Описание конструкции аппарата и эскиз
Одним из наиболее распространенных методов разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух и большего числа компонентов, является перегонка (дистилляция и ректификация).
В широком смысле перегонка представляет собой процесс, включающий частичное испарение разделяемой смеси и последующую конденсацию образующихся паров, осуществляемые однократно и многократно. В результате конденсации получают жидкость, состав которой отличается от состава исходной смеси.
Существует два принципиально отличных вида перегонки:
1) простая перегонка (дистилляция) и
2) ректификация.
Простая перегонка представляет собой процесс однократного частичного испарения жидкой смеси и конденсации образующихся паров. Применима только для разделения смесей, летучести компонентов которой существенно различны, т.е. относительная летучесть компонентов значительна. Обычно ее используют лишь для предварительного грубого разделения жидких смесей, а также для очистки сложных смесей от нежелательных примесей, смол и т.д.
Значительно более полное разделение жидких смесей на компоненты достигается путем ректификации.
Ректификация – массообменный процесс, который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки, тарелки), т.е. путем многократного контакта между неравновесными жидкой и паровой фазами, движущимися относительно друг друга.
При взаимодействии фаз между ними происходит массо- и теплообмен
обусловленные стремлением системы к состоянию равновесия. В результате каждого контакта из жидкости испаряется преимущественно низкокипящий компонент (НК), которым обогащаются пары, а из паров конденсируется преимущественно высококипящий компонент (ВК), переходящий в жидкость. Такой двусторонний обмен компонентами, повторяемый многократно, позволяет получить в конечном счете пары, представляющие собой почти чистый НК. Эти пары после конденсации в отдельном аппарате дают дистиллят (ректификат) и флегму – жидкость, возвращаемую для орошения колонны и взаимодействия с поднимающимися парами. Пары получают путем частичного испарения снизу колонны остатка, являющегося почти чистым ВК.
Процессы ректификации осуществляются периодически или непрерывно при различных давлениях: при атмосферном давлении, под вакуумом (для разделения смесей высококипящих веществ), а также под давлением больше атмосферного (для разделения смесей, являющихся газообразными при нормальных температурах).
Ректификация известна с начала 19 века как один из важнейших технологических процессов главным спиртовой и нефтяной промышленности. В настоящее время ректификации все шире применяют в различных областях химической технологии, где выделение компонентов в чистом виде имеет весьма важное значение.
Принципиальная схема ректификационной установки представлена (в Приложении Г)
Исходную смксь из промежуточной емкости 1 центробежным насосом 2 подают в теплообменник 3, где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение смеси в ректификационную колонну 5 на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси ХF.
Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике 4. Для полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью состава Хр, получаемой в дефлегматоре 6 путем конденсации пара.Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения дистиллята, который охлаждается в теплообменнике 7 и направляется в промежуточную емкость 8.
Из кубовой части колонны насосом 9 выводится кубовая жидкость, которая охлаждается в теплообменнике 10 и направляется в емкость 11. Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят и кубовый остаток.
11. Вредности и опасности на производстве
Основными опасностями установки ЭЛОУ + АВТ-6, возникающими при несоблюдении оптимальных условий эксплуатации и нарушении безопасных условий труда, являются:
- опасность пожаров и взрывов при разуплотнении фланцевых соединений, разгерметизации аппаратов, трубопроводов, насосов, работающих на газе, бензине, головке стабилизации, горячих нефтепродуктах;
- опасность отравления при нарушении герметичности аппаратов, трубопроводов, насосов, перекачивающих нефтепродукты;
- опасность удушья при работе с инертным газом (азотом);
- опасность поражения электрическим током при обслуживании электрооборудования, электрических устройств;
- опасность при работе на высоте;
- опасность термических ожогов;
- опасность при обслуживании машинного оборудования при отсутствии защитных ограждений вращающихся частей;
- опасность химических ожогов при неприменении технологическим персоналом защитных средств (очки, спецодежда);
- опасность взрывов и пожаров при несоблюдении противопожарного режима (наличие открытого огня).
Для предупреждения взрыва необходимо исключить:
- образование взрывоопасной смеси;
- возникновение источника инициирования взрыва.
Предотвращение образования взрывоопасной смеси обеспечивается:
- контролем состава воздушной среды;
- соблюдением норм технологического режима;
- контролем за состоянием рабочей и аварийной вентиляции
- своевременным удалением разливов ЛВЖ;
- применением средств предупредительной сигнализации;
Предотвращение возникновения источника инициирования взрыва обеспечивается: