Instalație de Rectificare

CUPRINS

Tema de proiect.2

Capiolul 1 Justificarea temei&4

Capiolul 2 Proprietati fizice ale componentilor amestecului.5

2.1 Proprietati ale componentilor puri. Dependenta de temperatura5

2.2 Proprietati ale fazelor de vapori. Dependenta de temperatura&9

Capiolul 3 Dimensionarea tehnologica a schimbatorului de caldura.11

3.1 Bilantul de materiale&.&11

3.2 Bilantul termic&.13

3.3 Predimensionarea schimbatorului de caldura&.15

3.4 Calculul coeficientilor partiali de transfer termic&.17

3.5 Calculul coeficientului total de transfer termic.20

3.6 Verificarea ariei schimbatorului de caldura20

3.7 Calculul racordurilor schimbatorului de caldura21

3.8 Calculul hidrodinamic al schimbatorului de caldura23

3.9 Calculul greutatii schimbatorului de caldura, alegerea suportilor&24

Capiolul 4 Dimensionarea tehnologica a coloanei de rectificare.27

Bibliografie&

JUSTIFICAREA TEMEI, A SOLUTIILOR SI A METODELOR DE CALCUL ALESE

În prezentul proiect s-a dimensionat un schimbator de caldura (P.I.F ) si o coloana de rectificare cu umplutura pentru amestecul benzene-acid acetic.

Schimbatorul de caldura dimensionat este un schimbator cu fascicul de tevi. Cu ajutorul acestuia se realizeaza schimbul de caldura între amestecul de hidrocarburi care circula prin tevi si agentul termic care circula în contracurent (apa).

Pentru dimensionarea schimbatorului de caldura au fost efectuate o serie de calcule pornind de la ecuatii pe baza proprietatile fizice si chimice ale componentilor, bilanturi de materiale si termice, calcule de transfer termic, calcul hidrodinamic precum si verificarea mecanica.

Alegerea proprietatilor fizico-chimice s-a facut pentru fiecare dintre componentii amestecului, atât pentru fazele lichide cât si pentu fazele de vapori la diferite temperaturi. Relatiile de legatura între diferitele proprietati se gasesc în literatura de specialitate si au servit la numeroase calcule.

Bilantul de materiale scris pe întreaga instalatie a permis determinarea debitelor de distilat si reziduu din instalatie. Cu aceste debite s-a putut aplica apoi bilantul termic în urma caruia s-a aflat fluxul de caldura schimbat de sistem cu exteriorul si debitul de apa necesar.

Pentru calculul coeficientilor partiali de transfer termic s-au utilizat formule specifice, corespunzatoare conditiilor în care are loc transferul de caldura, adica relatiile criteriale alese au fost în functie de curgerea lichidului. În calcule, constantele fizice ale fluidelor au fost calculate la temperatura medie între temperaturile fluidului la intrare respectiv iesire din schimbator.

Calculul hidrodinamic a presupus determinarea caderii de presiune pe întreg schimbatorul. Acest lucru s-a realizat separat pentru spatiul din tevi si dintre tevi.

Verificarea la proba hidraulica a fost facuta pentru a determina efortul unitar efectiv în corpul schimbatorului, în timpul încercarii la presiunea de proba.

Valorile rezultatelor obtinute au fost utilizate ulterior pentru realizarea desenului întocmit pe format A3.

Pentru separarea cât mai avansata a amestecului s-a ales o coloana de rectificare, construita astfel încât sa realizeze un contact cât mai bun între cele doua faze: vaporii si refluxul (lichidul).

S-a optat pentru o coloana cu umplutura

Dimensionarea tehnologica a coloanei a presupus calculul diametrului coloanei si a inaltimii stratului de umplutura . Aceste marimi depind atât de conditiile de operare impuse (debite de alimentare, de distilat, reziduu, compozitii ale fiecarei faze), determinate cu ecuatiile debilant de materiale, cât si de intensitatea transferului de masa.

2. PROPRIETATI FIZICE ALE COMPONENTILOR AMESTECULUI

Amestecul supus rectificarii este BENZEN  ACID ACETIC .

În relatiile urmatoare se vafolosi cifra1 pentru componentul mai usor volatil (benzen) iar cifra 2 pentru componentul mai greu volatil (acid acetic).

Proprietatile componentilor, necesare calculelor ulterioare sunt prezentate în continuare.

2.1 Proprietati fizice pentru componentii puri. Dependenta de temperatura.

- Temperaturi de fierbere: - tf benzen = 80.1°C (usor volatil);

- tf acid acetic = 118.1°C (greu volatil);

- Constante Antoine: - benzen: A = 6.90565; B = 1211.033; C= 220.79;

- acid acetic: A = 7.18807; B = 1416.7; C = 211;

- Constante van Laar: A12 = 0,4173; A21 = 0,1587;

- Alte proprietati: