Ректификационная колонна непрерывного действия

Перечень чертежей:

1. Сборочный чертеж крышки А3 с позициями, с габаритными размерами.
2. Чертеж патрубка А4 с обозначением шероховатости.
3. Крышка А4 с материалом изготовления.
4. Ратификационная колонна диаметром 600 мм в сборе А1 с таблицей типов и размеров штуцеров, с техническими требованиями и характеристиками:

Аппарат предназначен для разделения смеси метанол-вода концентрацией 15% масс.

Номинальная емкость - 2,2 м³

Производительность - 1,53 кг/с

Давление в колонне - атмосферное

Температура среды в кубе - 97,8 с

Среда в аппарате - токсичная, коррозионная

Тип колонны - насадочная

Высота насадки - 2,58 м.

При изготовлении, испытании и поставке должны выполняться следующие требования:

         а) ГОСТ 12.2.003-74 "Оборудование производственное. Общие требования";

         б) ОСТ 26.291-79 "Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования".

Материал деталей колонны, соприкасающихся с разделяемыми жидкостями - сталь Х18Н10Т ГОСТ 5632-72, остальных - сталь Ст.3 ГОСТ 380-71. Материал опоры - сталь 09Г2С ГОСТ 5520-79, материал прокладок – паронит - ПОН-1 ГОСТ 481-80.

Аппарат испытать на прочность и плотность гидравлически в горизонтальном положении давлением 0,2 МПа, в вертикальном положении - наливом.

Сварные соединения должны соответствовать требованиям ОСТ 26-01-82-77 "Сварка в химическом машиностроении".

Сварные швы:

№1 - ГОСТ 5264-80

№2 - ГОСТ 14806-80

№3 - ГОСТ 15878-79

№4 - ГОСТ 14776-79

№5 - ГОСТ 14806-80-Т5-Рн3.

Сварные швы в объеме 100% контролировать рентгенопросвечиванием.

Действительное расположение штуцеров, люков, штырей см. на схеме.

Не указанный вылет штуцеров 150 мм.

Приведены размеры для справок

Чертеж выполнен на основании ГОСТ 15122-79.

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 28 страницах, в которой ведется расчет ректификационной колонны непрерывного действия для разделения смеси метанол-вода.

Массообменный процесс разделения жидких гомогенных смесей летучих компонентов вследствие многократного последовательно повторяющихся процессов испарения и конденсации называется ректификацией.

         Приведены исходные данные для проектирования:

• Тип колонны – насадочная.
• Производительность по исходной смеси - 5500кг/час;

         Исходная смесь подогревается до температуры кипения при рабочем давлении в аппарате 0,1 МПа и подается в колонну.

         Описан перечень допустимых упрощений при расчете:

• Можно пренебречь удельными мольными теплотами смешения компонентов т.к. они незначительны;
• Считается, что состав пара дистиллята, который выходит из колонны, а также составы продукта и флегмы равны между собой поэтому можно пренебречь укрепляющим действием дефлегматора;
• Жидкая и паровая фазы обмениваются между собой веществами в эквимолекулярном соотношении в результате контактного тепломассообмена;
• Составы пара и жидкости в кубе колонны равны между собой.

Представлен материальный баланс колонны:

• Производительность колонны по дистилляту - 0,19 кг/с;
• Кубовой остаток – 1,34 кг/с;
• Температура кипения метанола и воды, низкокипящий/высококипящий компонент НК – 64,5°С/100°С
• Массовый поток пара в верхней/нижней части колонны – 0,62/0,47 кг/с.

         Дополнительно представлен расчет равновесных составов паровой жидкой фаз смеси метанол-вода, построены фазовые диаграммы.

         Определены геометрические размеры тарельчатых колонн, выполнен гидравлический и тепловой расчет. Данные расчетов занесены в таблицу:

         Выполнен расчет тепловой изоляции.

         Определена толщина слоя теплоизоляционного материала, который покрывает наружную поверхность теплообменника для обеспечения требований безопасности и охраны труда при обслуживании теплоиспользующих установок и снижения тепловых потерь. Рассчитана температура изоляционного слоя – 23 мм.

         В качестве материала изоляции выбираем совелит.

         Представлен конструктивно-механический расчет, определены и выбраны следующие конструктивные параметры и элементы колонны:

• Толщина обечайки – 8 мм. (Выбран материал сталь 12х18Н10Т, поскольку среда является токсичной и агрессивной);
• Толщина днища – 4,2 мм;
• Толщина крышки – 8 мм

         Днище и крышку подбирают стандартными по таблицам, в соответствии с                      ГОСТ 6533-68.

• Штуцер для ввода исходной смеси, диаметром – 50 мм;
• Штуцер для вывода паров дистиллята – 255 мм;
• Штуцер для ввода флегмы – 50 мм;
• Штуцер для отвода кубового остатка – 80 мм;
• Общая масса аппарата – 4357 кг;
• Штуцер для ввода паров кубовой смеси – 500 мм;
• Толщина ребра опоры – 10 мм.

В результате проделанной работы был произведен материальный и тепловой расчет ректификационной колонны непрерывного действия, рассчитана изоляция колонны, толщиной – 23 мм (в качестве изоляции выбран совелит), а также произведен гидравлический расчет колонны. Ректификационная колонна установлена на опору типа ОВ по МН 5131-63. Контроль процесса осуществляется: манометрами, термометрами сопротивления и расходомерами.

Спецификация – 3 листа и присутствует на чертеже

В программе: AutoCAD, Компас 3D v