Ректификационная установка непрерывного действия для разделения смеси: ацетон - изопропиловый спирт - вода (стр. 6 из 6)

R = D для днищ с Н = 0.25DH = 0,4м. D = 1,6м.

= 0,9 – коэффициент прочности одностороннего стыкового шва.

Допускаемое напряжение на растяжение для материала днища определяется по формуле

где h= 1 - поправочный коэффициент, учитывающий условие эксплуатации аппарата (см. [4], стр.408);

- номинальное допускаемое напряжение (см. [4], стр.406, рис.14,2).

Для определения расчетного давления в днище необходимо учитывать, что на днище действует еще и гидростатическое давление, поэтому

где

- плотность жидкости

7,2м - максимальная высота столба жидкости,равная высоте колонны.

С учетом утонения, минусового допуска, коэффициента запаса прочности, а также вмонтированного штуцера принимаем S = 6мм.

Расчет и подбор обечайки

где

- плотность жидкости

7,2м - максимальная высота столба жидкости,равная высоте колонны.

= 0,9 – коэффициент прочности одностороннего стыкового шва.

Номинальное допускаемое напряжение для стали Х18Р10Т

=140 мПа

(см [4] стр406 рис 14.2)

где h= 1 - поправочный коэффициент, учитывающий условие эксплуатации аппарата(не пожаро - и взрывоопасная среда) (см. [4], стр.408);

Прибавка на коррозию: C = П. Тсл = 0,1 мм/год.15лет = 1,5 мм

где П – скорость коррозии

Тсл – срок службы обечайки.

С учетом утонения, минусового допуска, коэффициента запаса прочности S = 8мм

Расчет и подбор конденсатоотводников (для подогрев. исх. смеси)

Для отвода конденсата и предотвращения проскока пара в линию отвода конденсата теплообменные аппараты, обогреваемые насыщенным водяным паром, должны снабжаться конденсатоотводниками.

Определяем расчетное количество конденсата после теплопотребляющего аппарата

т/ч

где Gmax = Dгр = 0,35 кг/с - максимальный расчетный расход пара.

Оцениваем давление пара перед конденсатоотводником (конденсатоотводник устанавливается в непосредственной близости от теплопотребляющего аппарата)

p1 = 0,95p = 0,95×0,28 = 0,27 МПа

Давление p2 в трубопроводе после конденсатоотводника принимаем равным 50% от давления пара после теплопотребляющего аппарата

p2 = 0,5p1 = 0,5×0,27 = 0,01 МПа

Dp = p1 - p2 = 0,27 - 0,01 = 0,26 МПа - перепад давления на конденсатоотводнике.

Степень переохлаждения конденсата t1/tгп = 63/142,9 = 0,44 < 0,85

При данном значении коэффициента пропускная способность КО:

kVy =

т/ч

где

- плотность переохлажденного конденсата (см. [1] стр.537)

По [6], стр.14,15 выбираем термодинамический конденсатоотводник 45ч13нж в зависимости от условной пропускной способности, ближайшее большее значение которой, составит 6,3 т/ч, диаметр условного прохода Dy = 50 мм. .

Выбор опоры аппарата

Опоры аппарата рекомендуется применять при установке колонных аппаратов, у которых отношение высоты к диаметру H/D³ 5. При отношении H/D < 15 (Н = 9,6 м, D = 1,8 м, H/D = 9,6/1,8 = 5,3 <15) расчетная схема аппарата принимается в виде упруго защемленного стержня. Химические аппараты устанавливают на фундаменты чаще всего с помощью опор. Аппараты вертикального типа с соотношением H/Dі 5, оснащают так называемыми юбочными опорами - цилиндрическими или коническими.

Масса 1 тарелки mт = 118,3 кг (см. [7] стр.214)

Эллиптического днища = 138 кг (см. [4] стр.440)

Обечайки = 2RHS

ст = 2*3,14*0,8*7,2*0,008*7700 = 2230 кг

Крышки – 500кг

Считаем, что колонна заполнена водой:

mв = R2H

воды = 3,14*0,82*7,2*998 = 14448 кг

Примем массу штуцеров и люков 5000 кг.

М = 118,3*14+138+2230+500+14448+5000 = 23972,2 кг

Для колонны массой 30 т (с запасом) выбираем:

8 опор ОВ – II – Б – 4000 ОН 26 – 01 – 69 – 68 (см. [4] стр.673).

Список использованной литературы

1) Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, Л.: Химия, 1987.

2) Борисов Г.С., Брыков В.П., Дытнерский Ю.И. и др. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию, М.: Химия, 1991.

3) Колонные аппараты: Каталог, М.: Цинтихимнефтемаш, 1978.

4) Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры: Приложение к справочнику, М.: Машиностроение, 1970.

5) Захаров М.К., Солопенков К.Н., Варфоломеев Б.Г. Методические указания к курсовому проектированию ректификационных установок непрерывного действия, М.: Полинор-М, 1995.

6) Мясоединков В.М. / Под ред. Б.Г. Варфоломеева Подбор и расчет конденсатоотводчиков, М.: МИТХТ, 1989.

7) Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., Химия, 1991г.