Дипломная работа: Модернизация основного оборудования блока регенерации растворителя на установке депарафинизации
В дипломном проекте были разработаны два аппарата: ректификационная колонна и теплообменник с U-образными трубками.
2.1. Устройство и принцип работы колонны
Тарельчатый колонный аппарат (см. чертеж БРР 01.00.000.СБ) состоит из вертикального корпуса, эллиптического днища, крышки и жестко скрепленной с корпусом опорной обечайкицилиндрической формы , в свою очередь состоит из пяти царг. Обводненный растворитель подается на 7-ю тарелку кетоновой колонны К-8. В низ колонны подается острый пар. С верха колонны К-8 пары растворителя со следами воды конденсируются и охлаждаются в конденсаторе – холодильнике Т-17(Т-20). Затем охлажденный конденсат направляется в емкость Е-6 для дальнейшего использования. Вода из нижней части колонны К-8, содержащая следы растворителя, дренируется автоматически в ПЛК.
2.2.Устройство и принцип работы теплообменника
Теплообменник типа U (см. чертеж БРР 02.00.000.CБ) состоит из кожуха и трубного пучка. Трубная решетка соединена фланцевым соединением с кожухом и распределительной камерой. Камера закрыта эллиптической крышкой. При нагревании трубки удлиняются за счет U-образного исполнения.
Теплообменник нагрева исходной смесиработает следующим образом : пар через штуцер проступает в трубное пространствотеплообменника, по мере продвижения по трубам пар нагревает исходный раствор который подается в межтрубное пространство. Нагретый исходный раствор выходит из теплообменника и направляется в колонну.
2.3. Выбор конструкционных материалов
В качестве конструкционных материалов для изготовления аппаратов выбираем листовой прокат, а для изготовления патрубков – трубный прокат.
Основным критерием при выборе конструкционного материала для химической аппаратуры является его химическая и коррозионная стойкость в рабочей среде. Наряду с этим к конструкционным материалам одновременно предъявляются требования высокой механической прочности, жаростойкости, сохранение пластичных свойств при высоких и низких температурах. Необходимо также учитывать физические свойства материалов (теплопроводность, линейное температурное расширение), а также некоторые другие соображения технико-экономического порядка, такие как дефицитность, стоимостьматериала. Также должна обеспечиваться хорошая свариваемость материалов.
Среда в колонне – обводненный растворитель (ацетон), температура рабочей среды 100˚С, давление - 0,02 МПа. В теплообменнике – в трубном пространстве пар, в межтрубном обводненный растворитель, которые малоагрессивны.
Выбираем материал для изготовления аппаратов в целом [4], – сталь ВСт 3сппо ГОСТ 380-88. Эта сталь хорошо свариваемая, обладает хорошей коррозионной стойкостью в данной среде. Способ сварки для днищ с обечайкой- стыковкой с двухсторонним сплошным проваром, выполненными автоматической сваркой. Материал проволоки Св-08 по ГОСТ 2246-70, марка флюса АН-348 по ГОСТ 9087- 69 .
Для сварки патрубков, фланцев к корпусу аппарата выбираем способ сварки , вручную электродуговой сваркой. Тип марки электродов Э 42 по ГОСТ 0467-70. Крепежные детали для фланцевых соединений по ГОСТ 7798-70, гайки по ГОСТ 5915-70. Материал сталь 35.
3. Технологический расчет проектируемого оборудования
3.1 Технологический расчет ректификационной колонны
3.1.1 Целью расчета является составление материального и теплового балансов, определение диаметра и высоты колонны
3.1.2.Исходные данные
Исходная смесь – ацетон-вода
Производительность по исходной смеси – 1 кг/с
Содержание низкокипящего компонента :
- в исходной смеси ХF = 40% ;
- в дистиллятеХD = 98% ;
- в кубовом остатке ХW = 0,005%
Схема материальных потоков показана на рис. 3.1.
3.1.3.Материальный баланс ректификационной колонны
Расчет ведем согласно [6]
GF = GD + GW (3.1)
XF GF = XD GD + XW GW
Схема материальных потоков показана. ( Рисунок 3.1.)
Откуда находим :