Выбор конструкционного материала аппарата

При конструировании химической аппаратуры следует применять стойкие металлические и неметаллические конструкционные материалы в заданных агрессивных средах. Важно учитывать все виды возможного коррозийного разрушения материалов в агрессивной среде при ее заданных рабочих параметрах. При выполнении прочностных расчетов в первую очередь сталкиваются с необходимостью оценки общей поверхностной коррозии выбираемого конструкционного материала, характеризующегося проницаемостью П_М мм/год.

В расчетах аппаратуры на прочность потеря по толщине материала на коррозию учитывается соответствующей прибавкой С, определяемой амортизационным сроком службы аппарата и проницаемость по формуле:

С = П_М · t _а, где П_М ≤ 0,1 мм/ год, t _а – амортизационный срок, примем t_а=20 лет.

С =20·0,1=2 мм

Материал деталей колонны, соприкасающихся с метиловым спиртом и водой – сталь марки Х17Н13М2Т ГОСТ 3632-72 [1, с. 534] (корпус аппарата, днища, люки, отбойник сетчатый, камера уровнемера, приспособление для выверки).

Материал прочих сборочных единиц – сталь 3 ГОСТ 380-71. Материал прокладок – паронит ПОН-1 ГОСТ 481-80.

Задание

Рассчитать ректификационную установку непрерывного действия для разделения смеси «бензол – уксусная кислота».

1. Производительность по исходной смеси:

2. Температура исходной смеси: (подаётся при кипении);

3. Содержание легколетучего компонента:

- в исходной смеси

- в дистилляте

- в кубовой жидкости

4. Тип колонны – тарельчатая (с клапанными тарелками);

5. Конденсация паров в дефлегматоре – полная;

6. Хладагент в теплообменниках – вода.

7. Давление в колонне –

8. Обогрев теплообменников производится паром под давлением.

9. Дистиллат и кубовый остаток охлаждаются до 30

 

Расчёт ректификационной колонны

Материальный баланс

	БЕНЗОЛ	УКСУСНАЯ К-ТА
Температура кипения
Молярная масса

Легкокипящий («нк») компонент смеси - бензол,

тяжелокипящий («тк») компонент – уксусная кислота.

Доли нк-компонента в исходной смеси («F»), дистилляте («D») и кубовом остатке («W»):

кг/кг

Индексами «» обозначается мольные/массовые доли компонента в жидкой фазе, индексами «» - мольные/массовые доли компонента в паровой фазе.

Расчёт мольных долей нк-компонента:

Расчёт молярных масс смеси в разных частях колонны:

Материальный баланс процесса массообмена:

где: – массовые потоки исходной смеси (питания), дистиллята и кубового остатка соответственно.

Преобразуем уравнения материального баланса:

По условию: , тогда:

Мольные потоки питания, дистиллята и куба: