Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

плотность жидкости (738 кг/м3);

ρп – плотность паров.


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5 (7.2.2.2)

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


Рассчитываем по формуле (7.2.2.1) допустимую скорость паров


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


Отсюда по формуле (7.2.1) находим


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


Принимаем ближайший стандартный диаметр колонны по ГОСТ 16453-70 DСТ = 2,6 м.

7.2.3 Выбор тарелки:

По каталогу для колонны диаметром 2600мм выбираем ситчатую однопоточную тарелку ТС-Р со следующими конструктивными размерами:

- свободное сечение колонны, м2 5,3

- рабочее сечение тарелки, м2 4,787

- диаметр отверстия, мм 8

- шаг между отверстиями, мм

- относительное свободное сечение тарелки,% 16,7

- сечение перелива, м2 0,258

- высота переливной перегородки, мм 30

- относительная площадь перелива,% 4,88

- масса, кг 200

Сетчатые тарелки представляют собой перфорированные полотна с отверстиями диаметром 2-8мм, снабженные переточными устройствами. Эти тарелки более просты по устройству, но обладают более узким диапазоном устойчивой работы. При малых нагрузках по пару жидкость протекает через отверстия, а при больших – уносится потоком газа на вышележащие тарелки. Кроме того, нормальная работа ситчатых тарелок возможна только при условии сохранения чистоты отверстий. Поэтому применение таких тарелок допустимо лишь при разделении жидких смесей, не содержащих взвешенных твердых частиц и не образующих осадки в ходе процесса.

Определение высоты колонны

Примем расстояние между тарелками 0,6м.


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5 (7.1.1)


7.3.1 Определение расстояния от верхнего днища до первой ректификационной тарелки h1, м


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


7.3.2 Определение высот укрепляющей и исчерпывающей частей колонны h2 и h4, м


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


где а – расстояние между тарелками (0,6 м)


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


7.3.3 Определение расстояния между укрепляющей и исчерпывающей частями колонны h3

h3 берут из расчета расстояния между тремя тарелками


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


7.3.4 Определение расстояния между нижней тарелкой и жидкостью h5

h5 принимают равной 2 м.

7.3.5 Определение высоты жидкости h6, м

Высоту h6 определяют, исходя из запаса остатка на 600 с. Объём фр. 140 – 1800С внизу колонны составляет:


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


Площадь поперечного сечения колонны, м2:


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


7.3.6 Высоту опоры h7 принимают, исходя из практических данных, равной 4 м.

Общая высота колонны К-5 по формуле (3.1.1) составляет:


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


8. Гидравлический расчет


Гидравлическое сопротивление тарелок колонны DРК определяют по формуле:

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5, (8.1)


где DРВ и DРН – гидравлическое сопротивление одной тарелки соответственно верхней и нижней частей колонны, Па.

Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки складывается из трех слагаемых:


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5, (8.2)


где DРС – сопротивление сухой тарелки;

DРГ-Ж – сопротивление газо – жидкостного слоя на тарелках;

DРs - сопротивление обусловленное силами поверхностного натяжения;


8.1 Расчет сопротивления сухой тарелки:


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5, (8.1.1)


где x - коэффициент сопротивления (для ситчатой тарелки x = 1,1-2,0)

w - скорость пара в рабочем сечении тарелки;

FC - cвободное сечение тарелки (16,7%);

ρy – средняя плотность паров;

8.1.1 Расчет средней плотности паров, кг/м3


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5 (8.1.1.1)


8.1.1.1 Расчет плотности паров в верхней части колонны


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

8.1.1.2 Расчет плотности паров в нижней части колонны


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


8.1.2 Расчет скорости пара в рабочем сечении тарелки


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5, (8.1.2.1)


где D – диаметр колонны, м;

uд – допустимая скорость паров;

ST – рабочее сечение тарелки;


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


По уравнению (8.1.1) находим сопротивление сухой тарелки


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


8.2 Расчет сопротивления газо-жидкостного слоя


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5 (8.2.1)


где h0 – высота светлого слоя жидкости на тарелке;

8.2.1 Расчет высоты светлого слоя жидкости на тарелке,м


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5, (8.2.1.1)


где, Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5- удельный расход жидкости на 1м ширины переливной перегородки, м2/с;

b-ширина переливной перегородки, м;

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5-высота переливной перегородки, м;

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5,Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5-поверхностное натяжение жидкости и воды при средней температуре в колонне, Н/м;

L - средние массовые расходы жидкости для верхней и нижней частей колонны;


m=0,05 – 4,6 hпер;


wT - скорость пара в рабочем сечении тарелки;

sx, sв – поверхностное натяжение жидкости и воды соответственно при средней температуре в колонне;

μх – вязкость в МПа с;

8.2.1.1 Расчет средних массовых расходов для верхних и нижних частей колонны:


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5 (8.2.1.1.1)

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5, (8.2.1.1.2)


где МР и МF – мольные массы дистиллята и исходной смеси;

МВ и МН – средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны.

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5 (8.2.1.1.3)

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5 (8.2.1.1.4)

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5 (8.2.1.1.5)


XCP.B. и XCP.H. – средний мольный состав жидкости соответственно в верхней и нижней части колонны:


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


8.2.1.2 Определение поверхностного натяжения, вязкости и коэффициента m жидкости

По номограмме [] для нефтепродукта с плотностью 0,756 кг/м3 (средняя плотность в колонне) при температуре 1530С (средняя температура в колонне) поверхностное натяжение составляет s ≈ 20,0 10-3 Н/м.

По номограмме [] для нефтепродукта с плотностью 0,756 кг/м3 (средняя плотность в колонне) при температуре 1530С (средняя температура в колонне) вязкость составляет s ≈ 0,250 мПа с.


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


По уравнению (8.2.1.1) находим высоту светлого слоя жидкости на тарелке в верхней и нижней частях колонны


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


По уравнению (8.2.1) находим сопротивление газо-жидкостного слоя в верхней и нижней частях колонны


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


8.3 Расчет гидравлического сопротивления, обусловленного силами поверхностного натяжения, Па


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5 (8.3.1)


где s - поверхностное натяжение жидкости и воды при средней температуре в колонне, Н/м;

DЭ – диаметр отверстий тарелки;


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

8.4 По уравнению (8.2) находим полное гидравлическое сопротивление одной тарелки верхней и нижней частей колонны


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


8.5 По уравнению (8.1) полное гидравлическое сопротивление ректификационной колонны составляет


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


9. Прочностной расчет


9.1 Расчет толщины стенки корпуса колонны, работающего под внутренним давлением, м


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5, (9.1.1)


где РР – расчетное давление, МПа;

D – внутрениий диаметр колонны, м;

sдоп – допускаемое напряжение, МПа;

φ – коэффициент прочности продольного сварного шва;

С – прибавка к расчетной толщине обечайки для компенсации коррозии, м;

С1 – дополнительная прибавка;

В качестве конструкционного материала выбираем двухслойную сталь, т.к. двухслойные стали находят все большее применение и позволяют экономить дорогостоящие высоколегированные стали. Они представляют собой листы, состоящие из двух гомогенно соединенных слоёв: основного из недефицитной стали и плакирующего (защитного) из высоколегированной стали.

По ГОСТу 10885-64 для основного слоя – сталь ВМСт3сп, плакирующего – сталь 08Х13. Расчет ведем по основному слою:


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


На основании рекомендаций с учетом технологии изготовления цилиндрических вальцованных обечаек и с учетом на ветровую нагрузку принимаем по таблице «Толщина листовой двухслойной стали» [5] толщину основного слоя 8 мм, плакирующего – 2 мм.

9.2 Определяем вес колонны при заполнении её водой

9.2.1 Расчет веса обечайки, кг


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5,


где SОБ – площадь поверхности обечайки;

mст – вес 1 м2 двухслойной стали толщиной 10мм. mст=83,3кг.


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


9.2.2 Расчет веса крышки и днища, кг

По ГОСТу 6533-78 выбираем днище эллиптическое отбортованное стальное 2600-10.


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


где mдн-вес днища, кг. По ГОСТ 6533-78 вес днища 2600-10 mдн=611кг.

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


9.2.3 Расчет веса тарелок, кг


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5,

где mтар– масса одной тарелки, кг;

N – число тарелок в колонне;


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


9.2.4 Расчет веса люков-лазов и штуцеров, кг


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5,


где mл- масса люка, кг. mл=57кг;

Nл- число люков-лазов и штуцеров.


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


9.2.5 Расчет веса пустой колонны


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


9.2.6 Расчет веса колонны при проверке водой на герметичность

Вес воды в колонне составляет


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5,


где Vкол - объем колонны, м3;

p воды- плотность воды, кг/м 3.


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


По ГОСТ 26-467-78 выбираем стандартную опору с размерами: D = 2600 мм; D1 = 2920мм; D2 = 2450 мм; DБ = 2780 мм; Н=2200мм;d2 = 48 мм; S1 = 12 мм; S2 = 30мм; dБ = М20; z = 16 шт.; S3 = 30 мм.

9.3 Расчет колонны на ветровую нагрузку

Так как


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5,


то принимаем расчетную схему в виде консольного стержня с жесткой заделкой.

Колонный аппарат по высоте условно разбиваем на n = 4 участка высотой по hi = 10 м (h4 = 3,53 м).

9.3.1 Расчет сосредоточенных горизонтальных сил от распределенной ветровой нагрузки на участках 1-4, МН


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5, (9.3.1.1)


где βi – коэффициент увеличения скоростного напора;

qi – нормативный скоростной напор ветра на i – м участке, МПа;

DH – наружный диаметр аппарата, м;

hi – высота участков колонны, м.


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5


9.3.1.1 Расчет коэффициента увеличения скоростного напора;


Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной
    <div class=

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: