Модернизация ректификационной колонны разделения пропан-пропиленовой фракции

Кабанова, Дарья Вячеславовна Научно-образовательный центр Н.М.Кижнера (НОЦ Н.М.Кижнера)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом проектирования является ректификационная колонна непрерывного действия для разделения пропан пропиленовой фракции, а также конденсатора-холодильника для конденсации пропилена. Целью работы является расчет ректификационной колонны и конденсатора-холодильника.
В ходе расчета колонны был составлен материальный баланс колонны, рассчитано оптимальное флегмовое число и оптимальное значение числа теоретических тарелок. Так же был выполнен конструктивно-механический расчет. Входе которого определили исполнительную марку стали ректификационной колонны, условия прочности и устойчивости, найдены значения толщины стенки цилиндрической обечайки, эллиптических днища и крышки. Произведен расчет штуцеров и фланцев.
В технологическом расчете теплообменника был составлен тепловой баланс. Рассчитаны

В современной промышленности все большее внимание уделяется необходимости использования чистых и особо чистых материалов. Вследствие чего, производство становится еще более сложным и дорогостоящим. Технологиям по разделению веществ, а также их очистке от примесей уделяется все большее внимание.
Самой распространенной технологией разделения в промышленности является ректификация – процесс разделения жидких неоднородных смесей на практически чистые компоненты, либо фракции, различающиеся по температуре кипения [1].
Огромные ректификационные колонны химических и нефтехимических заводов, в некотором смысле даже, являются символами современной промышленности. Высота ректификационных колонн часто достигает 30 метров и более, что сказывается на стоимости изготовления оборудования, эксплуатации, а стоимость ремонта колонн становится огромной [2].
Физические свойства перегонки, заключаются в двустороннем массообмене и теплообмене между поток жидкости и потоком пара с турбулизацией контактирующих фаз. Далее пары, которые отделились после массообмена, обогащаются низкокипящими компонентами, а жидкость – высококипящими компонентами. После определенного количества контактов между жидкостью и паром, получаются пары, в составе которых в основном низкокипящие компоненты. А жидкая фаза будет состоять из высококипящих компонентов. Как и любой диффузионный процесс разделение ректификацией происходит в противотоке пара и жидкости. Орошение жидкостью во время ректификации паров создается за счет конденсации части пара в верхней части колонны, а паровое орошение – за счет испарения части жидкости в нижней части колонны. Конструкция ректификационной колонны меняется в зависимости от способа контакта фаз и организации процесса [2].

По результатам расчета ректификационной колонны разделения
пропан пропиленовой фракции был произведен технологический и
конструктивно-механический расчет колонны.
В ходе расчета был составлен материальный баланс колонны,
рассчитано оптимальное флегмовое число R=7, 94. Найдено оптимальное
значение числа теоретических тарелок равное 65. Рассчитан диаметр
колонны равный 1,6 м.
В соответствии с рекомендациями [2, c. 214] в качестве
исполнительного типа тарелки принимаем ситчатую тарелку типа ТС-Р2 по
ОСТ 26-805-73. Рассчитана высота проектируемой колонны равная 35 м.
Для ректификационной колонны выбрали исполнительную марки
стали 09Г2С, соответствующую всем требованиям для проектируемого
аппарата. Из условия прочности и устойчивости определены значения
толщины стенки цилиндрической обечайки, эллиптических днища и
крышки равные 12 мм. Произведен расчет штуцеров и фланцев. Из
стандартизированных значений ГОСТ и ОСТ выбраны оптимально
подходящие рассчитанным параметрам исполнительные типы штуцера,
фланца и люк-лазов. Рекомендуемый диаметр люк-лаза – 500 мм. В
соответствии с ГОСТ 24755-81 произведен расчет укрепления отверстий. По
результатам расчета, выяснилась необходимость укрепление люк- лаза.
Способом укрепления отверстий является укрепление патрубком штуцера.
По ГОСТ 51273-99 произведен расчет колонны на ветровую и сейсмическую
нагрузку. Произведен расчет опорной обечайки, в соответствии с АТК
24.200.03-90 выбрана стандартизированная опора.
Так же был рассчитан конденсатор-холодильник для осуществления
теплообмена между смесью пропан- пропилена и охлаждаемой водой.
В технологическом расчете был составлен тепловой баланс
теплообменника. Рассчитаны коэффициенты теплоотдачи: для зоны
конденсации Ιсм = 1455 Вт/(м2 ∙ К), для зоны охлаждения ΙΙсм =
93,5 Вт/(м2 ∙ К), коэффициенты теплопередачи: для зоны конденсации
КΙдейст = 834,5 Вт/(м2 ∙ К), для зоны охлаждения КΙΙдейст = 89,3Вт/(м2 ∙
К). После чего была рассчитана требуемая поверхность теплообмена F=58,4
м2 . На основании поверхности был выбран нормализированный
конденсатор-холодильник со всеми его конструктивными параметрами.
Исходя из свойства сред, которые протекают в аппарате, и параметров
теплообмена было подобрано оптимальное исполнение по материалам
теплообменника – 09Г2С.
При гидравлическом расчете было получено значение давления в
магистрали с водой и в трубном пространстве теплообменника.
Исходя из выбора данных материалов и геометрических данных о
конденсаторе, был произведен расчет механической прочности, жесткости и
устойчивости, как в целом аппарата, так и отдельных элементов, узлов
фланцевого соединения с распределительной камерой, днищем и крышкой.
Было выяснено, что рассчитанная позже выбранная толщина стенок сосуда
s=8 мм, толщина штуцеров обеспечивает укрепление отверстий. В
результате расчета трубной решетки, кожуха, труб на прочность и
жесткость, была выбрана толщина трубной решетки 28 мм и гладкая
развальцовка.
В финансовом менеджменте произведен экономический расчет
выбранной технологии, ректификационной установки. В социальной
ответственности были рассмотрены всевозможные опасные и вредные
факторы. Были рассмотрены мероприятия по обеспечению минимального
воздействия производственных факторов на рабочего, а также на
окружающую среду.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету