7. Вибір допоміжного обладнання Допоміжним устаткуванням є колона концентрування КЛ2, яка використовуєтся для відгону води з реакційної суміші. Навантаження по парі - 21500 м3/год, середня швидкість пари по колоні - 2,5 м/с[11], приймаємо ширину щілини - 3 мм; довжину щілин - 150 мм; товщину листів - 3 мм, живий перетин тарілки - 20 %. [12] Визначаємо діаметр колони по формулі: [18] (39) де V - навантаження по парі, м3/год; - середня швидкість пари по колоні, м/с; Приймаємо діаметр рівний 1,8 м. Розглянемо випадок, коли тарілка складається з чотирьох секторів, що спираються на дві балки. На кожному з секторів площа щілин складе: [12] (40) де - частка живого перетину тарілки; а - ширина щілини, мм; b - товщина листів, мм; Кількість щілин вибраного розміру буде однакова у кожному секторі: (41) де а - ширина щілини, м; с - довжина щілини, м; Вважаємо, що система не утворює стійкої піни, тоді визначаємо швидкість пари у вільному перетині колони: 2,5 м/с - 20 % - 100 % Визначаємо відстань між тарілками: [12] (42) де hп - висота піни в точці захлинання, м; dэ - еквівалентний діаметр, м; dэ=2*а; - швидкість в живому перетині тарілки, м/с; Відстань між тарілками: [18] (43) де - для непінистих рідин приймається рівним 0,1 м; Згідно зі стандартами приймаємо висоту між тарілками рівну 250 мм [18]. Колона на діючому виробництві має 10 тарілок. Згідно вищевикладеному розрахунку розмір проектованої колони зменшиться на 50 %, тобто кількість тарілок зменшиться до 5 шт. Знаходимо повну висоту колони: (44) де Нсеп и Нкуб - висота сепараційної і кубової частини відповідно, м; 3.4.1 Розрахунок теплообмінних апаратур Розрахунок холодильника-конденсатора: Температура пари на вході в холодильник-конденсатор, 0С90 Температура конденсату на виході з холодильника-конденсатора, 0С 40 Температура охолодної води на вході в конденсатор, 0С20 Температура охолодної води на виході з конденсатора, 0С25 Витрата пари, м3/ч 20 Орієнтовно приймаємо коефіцієнт теплопередачі, Вт/м2*К [9]800 Середня різниця температур може бути розрахована ,(45) якщо , або ,(46) якщо . Середня різниця температур при протиточній схемі руху теплоносіїв: 90 0С40 0С 25 0С20 0С Більша різниця температур: Δtб = 90 - 25 = 65 0С; менша різниця температур: Δtм = 40 - 20 = 20 0С. Тому що , тоді Поверхня теплообміну холодильника-конденсатора розраховуємо по формулі [9]: ,(47) де Q - теплове навантаження апарата, Вт; К - коефіцієнт теплопередачі, Вт/м2*К; Δtср - середня різниця температур, 0С. З урахуванням втрат холоду в розмірі 5% витрата теплоти визначимо за формулою: (48) де G1 - витрата пари, кг/с; G1=V*ρ; ρ - щільність пари, ρ=965 кг/м3 [9]; с1 - питома теплоємність пари при tср,; с1 = 4399,5 Дж/(кг*К) [9] t1н и t1до - початкова й кінцева температури пари, 0С; Приймаємо кожухотрубчатий теплообмінник з наступними характеристиками [18]: - діаметр кожуха 400 мм; - труба 20х2 мм; - кількість труб у теплообміннику 166 шт; - довжина труб 4,0 м; - поверхня теплообміну 42 м2. Розрахунок кип'ятильника (випарника): Температура насиченої пари, 0С151,1 Температура кипіння суміші, 0С129,6 Питома теплота паротворення, Дж/(кг*К)2117*103 Витрата пари у випарник, т/ч7 Орієнтовно приймаємо коефіцієнт теплопередачі, Вт/м2*К 1071 Середня різниця температур дорівнює різниці між температурою насиченої пари при Р = 0,5 МПа (5 кгс/см2) і температурою кипіння кубового залишку: Δtср = 151,1 - 129,6 = 21,5 0С. Кількість тепла принесене пором визначаємо по формулі: (49) де G - витрата пари, кг/с r - питома теплота паротворення, Дж/кг; Поверхня теплообміну випарника визначаємо по формулі: (47) де Q - теплове навантаження апарата, Вт; К - коефіцієнт теплопередачі, Вт/м2*К; [9] Δtср - середня різниця температур, 0С. Приймаємо кожухотрубчатий теплообмінник з наступними характеристиками [18]: - діаметр кожуха 800 мм; - труба 20х2 мм; - кількість труб у теплообміннику 717 шт; - довжина труб 4 м; - поверхня теплообміну 180 м2. 3.5 Характеристика основного технологічного устаткування Таблиця 14 - Характеристика основного технологічного устаткування [11] № п/п Номер позиції відповідно технологічній схеміНайменування устаткування, тип, маркаКількість Основні технічні характеристики Примітка1234561.РТРеактор окислення циклогексанола (анолона)1Середовище: азотна і адипінова кислоти, вода Ррозр.= 0,1 МПа (1 кгс/см2) Трозр = 100 0С, ізолюється D= 1600 мм Н= 12100 мм V = 23,8 м3 Х18Н12Б2.Е1Ємність1Середовище: азотна кислота, вода Без тиску. Трозр = 35 0С D = 800 мм Н = 1120 мм V = 0,4 м3 Х18Н12Б3.ФПовітряний фільтр1Середовище: повітря. Тип = SК 525/4. Без тиску. Трозр =-40+45 0С Витрата повітря: 3000 м3/год D = 1400мм Н = 1200мм L =1000 мм 12Х18Н10Т4.КЛ1Колона віддувки1Середовище: вода, азотна, адипінова, глутаровая, бурштинова кислоти, повітря, нітрозний газ. Ррозр. = залишковий тиск. Трасч = 100 0С D = 2700 мм, Д=3200 мм Н =11560 мм, V = 62.5 м2 Насадка: кільця Палля 80 х 80х 1,2 мм V=5 м3 Кольца Палля 50х50х1 мм V=20 м3 Х18Н12Б Х18Н12Б 5.КЛ2Колона ректифікації1Середовище: вода, азотна, адипінова, глутаровая, бурштинова кислоти, нітрозний газ. Ррозр.= залишковий тиск. Трозр = 100 0С D = 1800 мм Н =3800 мм Гратчасті таріли-5. Х18Н12Б Х18Н12Б6.ХК1-2Конденсатор2Трубний простір: Ррозр.= 0,5 МПа (5 кгс/см2). Трозр = 100 0С, Трубки: 25х2х4000 кількість 1635 шт. Середовище: вода D = 1500мм L =5470мм F=480 м2 Х18Н12БМіжтрубний простір: Ррозр.=0,2 МПа (2 кгс/см2).,Трозр = 100 0С Середовище: вода, азотна і адипінова кислота. Х18Н12Б7.АТВипарник2Трубний простір: Ррозр.= 0,2 МПа (2 кгс/см2). Трозр = 200 0С. Середовище: азотна, адипінова, глутаровая, бурштинова кислота, вода D=800мм L =3000 мм F =50 м2 ВТ1-0Міжтрубний простір: Ррозр.= 0,6 МПа (6 кгс/см2),Трозр =200 0С. Середовище: пара ВТ1-08.ХК4Холодильник1Трубний простір: Ррозр.= 0,05 МПа (0,5 кгс/см2). Трозр = 100 0С. Середовище: вода D=114мм L=1585мм F=1,2 м2 12Х18Н10ТМіжтрубний простір: Ррозр. = 0,05 МПа (0,5 кгс/см2) Трасч=100 0С Середовище: азотна кислота, вода 12Х18Н10Т9.ХК3Конденсатор1Трубний простір: Ррозр.= 0,5 МПа (5 кгс/см2). Трозр =100 0С, Середовище: вода D=720мм L=2028мм F= 30 м2 Х18Н12БМіжтрубний простір: Ррозр. = залишковий тиск, Трозр = 100 0С. Середовище: вода, азотна кислота. Х18Н12Б10.С1Сепаратор1Середовище: азотна кислота, вода Ррозр.=0,2 МПа. Трасч = 100 0С D = 800мм Н = 1900мм V = 0.4 м3Х18Н12Б11.С2Сепаратор1Середовище: азотна кислота, вода Без тиску, Трозр = 100 0С D = 800 мм Н= 1600 мм V=0,75 м3Х18Н12Б12.ВВНВакуумнасос3Середовище: вода, нітрозний газ Трозр = 100 0С. Подача насоса 2450 м3/год, приведенный до нормальних умов 3164х730х1247 ммХ17Н13М2ТЕлектродвигун: N=80 кВт. Частота обертання п =740 об.мин-1. 13.Н1Відцентрований насос Тип: ZНNХ 3602Середовище: вода, азотна, адипінова глутаровая і бурштинова кислота. Трозр = 100 0С. Подача насоса : 600м3/год. Натиск насоса 33 м . Ізолюється. 2450х800х900ммХ18Н12ВЕлектродвигун: № = 100 кВт. Частота обертання п=1485 об.мин-114.Н2Відцентрований насос Тип CBSD100315CB051VWCGO2Середовище вода, азотна, глутаровая, бурштинова, адипінова кислоти Трозр = 100 0С Подача насоса 52м3/год. Напор насоса 35 м . Ізолюється 1450х600х660ммХ18Н12БЕлектродвигун: № = 13,5 кВт. Частота обертання n = 1450 об.мин-1
Автор
1/--страниц