Чертёж ректификационной насадочной колонны

Перечень чертежей:

1. Чертёж общего вида ректификационной колонны диаметром 600 мм на формате А1 с проставленными размерами, спецификацией, схемой расположения штуцеров, цапф, штырей и технической характеристикой:

• Аппарат предназначен для разделения смеси этиловый спирт-вода концентрацией 26%;
• Емкость номинальная - 6 м³;
• Производительность - 3400 кг/ч;
• Давление в колонне - 0,48 МПа;
• Температура в кубе - 100 °С;
• Среда в аппарате – коррозионная;
• Тип колонны – насадочная;
• Число секций – 6.

Технические требования:

• При изготовлении, испытании и поставке аппарата должны выполняться требования:
• ГОСТ 12.2.003-74 "Оборудование производственное. Общие требования безопасности";
• ОСТ 26-291- 79 "Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования".
• Аппарат испытать на прочность и плотность гидравлически:
• в горизонтальном положении - давление 0,6 МПа;
• в вертикальном положении - наливам.
• Сварные соединения должны соответствовать требованиям ОН 26-01-71-68 "Сварка в химическом машиностроении." Сварку в Ст 3 сп. произвести электродом марки АНО-5-4,5-2 по ГОСТ9467-75;
• Сварные швы в объеме 100 % контролировать рентгенопросвечиванием;
• Прокладки из паронита ПОН-1 ГОСТ481-71;
• Действительное расположение штуцеров, цапф, штырей смотреть на схеме;
• Не указанный вылет штуцеров - 150 мм.

 Дополнительные материалы: расчётно-пояснительная записка прилагается на 24 страницах. В пояснительной записке рассмотрен процесс работы ректификационных колонн со ступенчатым и непрерывным контактом фаз:

Представлена технологическая схема установки и её описание:

Ректификационная установка состоит из: колонна, подогреватель, кипятильник, дефлегматор, холодильник, емкость, насос, конденсатоотводчик, вентили запорный и регулирующий.

          В ректификационной колонне осуществляется непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят и кубовый остаток.

Выполнен технологический расчёт со следующими исходными данными:

• Насадка из керамических колец Рашига размером 35х35х4 мм;
• Удель­ная поверхность насадки – 140м²/м³, свободный объем - 0,78 м³/м³;
• Насыпная плотность - 530 кг/м³;
• Эквивалентный диаметр – 0,22 м;
• Колонна работает в гидродинамическом режиме подвисания;
• Конструкционный материал - сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72, устойчивая при температурах до 600 С.

Рассчитан материальный баланс колонны и рабочее флегмовое число:

Построена диаграмма равновесия между паром и жидкостью при постоянном давлении.

Выполнен расчет скорости пара и диаметра колонны:

Произведён расчёт высоты насадки, где все значения найдены и для верхней и для нижней частей колонны:

• Отношение нагрузок по пару и жидкости – 1,45/0,83;
• Вязкость паров – 0,13 мПа*с/0,56 мПа*с;
• Коэффициент диффузии в жидкости – 1,08*10^-9/1,02*10^-9 м²/с;
• Температурный коэффициент – 0,021/0,023;
• Коэффициент диффузии в паровой фазе – 3,70*10^-6 м²/с/3,90*10^-6 м²/с;
• Высота единицы переноса в жидкой фазе – 0,225 м/0,197 м, в паровой фазе – 6,70 м/ 3,08 м;
• Высота насадки в верхней – 12,40 м, в нижней части колонны – 5,72 м;
• Общая высота насадки в колонне – 18 м, единиц переноса – 6,95 м/3,22 м, ректификационной колонны – 21,6 м.

Выполнен расчёт гидравлического сопротивления насадки – 41781 Па из найденных значений следующих показателей:

• Критерий Рейнольдса для газа;
• Коэффициент сопротивления сухой насадки;
• Плотность орошения в верхней и нижней частях колонны;
• Гидравлическое сопротивление насадки.

Механический расчёт:

Рассмотрен расчет фланцевых соединений:

• Нагрузка, действующая от внутреннего избыточного давления – 1209 Н;
• Усилие, возникающее от разности температур фланца и болта в период эксплуатации – 0,166 МН;
• Расчетная сила сжатия прокладки – 9793 Н;
• Усилие для болтов – 11,819 МН;
• Допускаемое напряжение для материала фланцев – 1,05, для болтов – 1,04.

При проверке прочности болтов и прокладок, условие прочности выполняется.

Рассчитана толщина стенки обечайки – 1,95*10^-3м, при температуре – 100 °С, допускаемом напряжении для стали 12Х18Н10Т – 152 Па и коэффициенте прочности сварных швов – 1.

Найдена толщина стенки эллиптических днищ - 1,95*10^-3м, где высота стандартного эллиптического днища – 0,15 м.

Произведён расчет опор:

• Сила тяжести полностью заполненной средой ёмкости – 0,0664 МН, обечайки – 0,018 МН, пустой ёмкости – 0,0184 МН, эллиптического днища – 0,205*10^-3 МН.
• Выбраны цилиндрические опоры - 2-600-63-32-900 ОСТ 26-467-78.

Расчет и подбор вспомогательного оборудования:

            Выполнен расчет кожухотрубчатого испарителя 

• Тепловая нагрузка аппарата – 1504100 Вт;
• Расход пара для подогрева исходной смеси – 0,65 кг/с;
• Средняя разность температур – 71,46 °С;
• Площадь поверхности передающей тепло – 26,3 м²;

          Выбран пластинчатый теплообменник с поверхностью теплообмена - 31,5 м², диаметром кожуха - 600 мм, длинной труб - 3 м и с запасом 19,7% .             

Произведён расчёт ёмкости для исходной смеси и продуктов разделения, где ёмкость для исходной смеси – 9,5 м³, для сбора дистиллята – 6,63 м³, кубовой жидкости – 3 м³.

Рассмотрен расчёт и выбор насоса:

При напоре – 46,5 м и достаточно высоким КПД., компактности и удобства комбинирования с электродвигателями, выбран одноступенчатыё центробежный насос марки Х20/53 с мощностью – 0,336 кВт, мощностью на валу двигателя – 0,56 кВт и электродвигателем АО2 -52-2.

При проверке установлено, что расположение насоса на высоте 4 м над уровнем жидкости в ёмкости вполне возможно.

Рассмотрен расчёт конденсатоотводчика, исходя из которого, подобран термодинамический конденсатоотводчик марки РКП, с пропускной способностью 9,05 т/ч и из конструктивных особенностей устанавливаем два конденсатоотводчика.

Спецификация –  присутствует на чертеже

В программе: Компас 3D v