Энергосбережение процесса разделения двухкомпонентной смеси на химическом предприятии
Дипломная работа. Тема: Энергосбережение процесса разделения двухкомпонентной смеси на химическом предприятии.
Дипломная работа включает в себя 76 страниц, 2 больших раздела, 19 рисунков, 6 таблиц, 40 источников литературы.
Дополнительные материалы: 4 чертежа (Компас + PDF)
Объектом в данной работе выступает химическое предприятие.
Предмет работы – энергосбережение процесса разделения двухкомпонентной смеси.
Целью работы является энергосбережение процесса разделения двухкомпонентной смеси на химическом предприятии.
В соответствии с целью, в работе нужно решить следующие задачи:
1. Выполнить расчёт ректификационной колонны для разделения бинарной смеси бензол-уксусная кислота.
2. Выполнить тепловой и гидравлический расчёты колонны.
3. Выполнить оптимизацию технологической схемы.
4. Определить экономию греющего пара.
5. Выбрать вспомогательное оборудование.
Практическая значимость работы состоит в том, что результаты данного исследования можно в дальнейшем использовать при изучении вопросов, связанных с работой химических предприятий.
1 ОСНОВЫ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ.. 6
1.1 Пути повышения эффективности процесса ректификации. 6
1.2 Органический цикл Ренкина. 13
1.3 Энерготехнологическая система разделения углеводородов. 23
2.1 Построение зависимости давления насыщенных паров от температуры.. 35
2.1.1 Построение зависимости давления насыщенных паров от температуры.. 35
2.1.2 Построение х-у диаграммы, кривых изобар пара и жидкости. 37
2.1.3 Построение энтальпийной диаграммы.. 3943
2.2 Расчёт однократного испарения. 43
2.2.2 Расчёт равновесной температуры.. 44
2.2.3 Проверка значения мольной доли отгона. 45
2.3 Расчёт материального баланса ректификационной колонны.. 46
2.3.1 Определение молекулярной массы сырья, дистиллята и остатка. 47
2.3.2 Расчёт материального баланса РК по дистилляту D.. 47
2.3.3 Расчёт материального баланса РК по остатку W... 48
2.3.4 Покомпонентный расчёт материального баланса РК.. 49
2.3.5 Проверка материального баланса. 50
2.4 Расчёт теплового баланса ректификационной колонны.. 50
2.5 Расчёт числа теоретических тарелок на x-y и комбинированной диаграмме. 53
2.5.1 Расчёт числа теоретических тарелок на x-y диаграмме. 53
2.5.2 Расчёт числа теоретических тарелок по комбинированной диаграмме. 54
2.5.3 Построение профиля температур и профиля концентраций по высоте колонны.. 55
2.6 Расчёт профиля жидкостных и паровых нагрузок. 58
2.6.1 Расчёт флегмового и парового числа колонны и мольных расходов равновесных потоков. 58
1.6.2 Расчёт массовых расходов равновесных потоков 60
2.7 Расчёт фактического числа тарелок. 64
2.8 Расчёт диаметра ректификационной колонны.. 65
2.9 Расчёт высоты колонны.. 67
2.10 Расчёт коденсатора-холодильника. 68
2.10.1 Расчёт поверхности конденсатора – холодильника. 68
1. Львов СВ. Некоторые вопросы ректификации бинарных и многокомпонентных смесей. М.: Изд. АН РФ, 2020. - 163с.
2. Тимофеев B.C., Серафимов Л.А. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М: Изд. Химия, 2012. - 431с.
3. Петлюк Ф.Б., Серафимов Л.А. Многокомпонентная ректификация: теория и расчет. М.: Химия, 2013. - 303с.
4. Петлюк Ф.Б., Исаев Б.А. Расчетное исследование различных схем установок газофракционирования. Нефтепереработка и нефтехимия, 19782018, №1, с.22.
5. Береговых В.В., Корабельников В.В., Серафимов Л.А. Выбор оптимальной технологической схемы ректификации тройных зеотропных смесей. Хим.-фарм. журн.,2014, №3, с. 350-355.
6. Береговых В.В., Корабельников В.В., Серафимов Л.А. Стратегия синтеза и анализа технологических схем ректификации. Хим.-фарм. журн., 2015, №3, с.202 - 207.
7. Андервуд А. Фракционная перегонка многокомпонентных смесей // Хим. англ. прогр.,2018, т.44, №8, с. 598 -613.
8. Исаев Б.А. «Разработка методов синтеза и исследование оптимальных технологических схем ректификации многокомпонентных смесей», дисс. На соискание степени к.т.н., МИТХТ, М.,2018. – 278 с.
9. Теддер Д.В., Радд Д.Ф., Параметрические исследования в промышленной дистилляции, часть I. Сравнение конструкций, AIChE J., т. 24, 2018. – 303 с.
10. Фридлер Ф., Тарьян К., Хуан Ю.В., Фань Л.Т. Теоретико-графовый подход к синтезу процессов: аксиомы и теоремы // Хим. англ. науч. 47, №8, с. 2013. – 256 с.
11. Беллман Р. Динамическое программирование. - M.: Изд-во иностр. лит., 2020. - 400с.
12. Кафаров В.В., Мешалкин В.П., Перов В.Л. Математические основы автоматизированного проектирования химических производств. - М.: Химия, 2019. - 320с.
13. Ратор Р.Н.С., ВанВормер К.А., Пауэрс Г.И. Системы синтеза дистилляции с энергетической интеграцией. // Айше Ж.- 2014, т.20, №5, с.940-950.
14. Ратор Р.Н.С., ВанВормер К.А., Пауэрс Г.И. Стратегии синтеза многокомпонентных систем разделения с энергетической интеграцией. // Айше Ж. - 2014, т.20, №3, с.491-502
15. Косунов А.О. Синтез систем ректификации многокомпонентных смесей: Автореф. дисс. канд. техн. наук. // М.: МХТИ. – 2016. - 17с.
16. Кафаров В.В., Петлюк Ф.Б., Гройсман С.А., Телков Ю.К., Белов М.В. Синтез оптимальных схем ректификации многокомпонентных смесей методом динамического программирования. // ТОХТ. - 2015, т.9, №2, с.262-269.
17. Кафаров В.В., Бояринов А.И., Новиков А.И., Косунов А.О. Стратегия синтеза сложных схем ректификации многокомпонентных смесей. Автоматизация химических производств. // НИИТЭХИМ. - 2015, вып.6, с.36-41.
18. Кафаров В.В., Бояринов А.И., Ветохин В.Н., Новиков А.И., Щипин Ю.К., Гартман Т.Н. Системный анализ процессов разделения. // Доклады I Всесоюзной конференции по математическому моделированию сложных химико-технологических систем. - Ереван, 2017, с.99-105.
19. Косунов А.О., Кафаров В.В., Бояринов А.И., Новиков А.И. Синтез сложных схемразделения многокомпонентных смесей. // Труды МХТИ. - 2015, вып.88, с.33-41.
20. Гройсман С.А. Анализ и синтез технологических схем разделения смесей углеводородов в промышленности основного органического синтеза: Автореф. дис. канд. техн. наук. // М: МИТХТ. – 2017. - 24с.
21. Вестберг А.В., Стефанопулос Г., Исследования в области синтеза процессов - Стратегия ветвей и границ с методами списка для синтеза схем разделения, Chem. англ. наук, 30, 963, 2015. – 243 с.
22. Умеда Т., Хираи А., Интикава А. - Chem. англ. наук, 2012, т.27, с. 795 - 804.
23. Кинг С. Дж., Ганц Д. В., Барнер Ф. Дж. Синтез систематических эволюционных процессов. // Инд. и англ. Описание процесса и Развивать -2012, т.л 1, №2, с.271-283.
24. Стефанопулус Г., Вестерберг А.В. Исследования синтеза процессов. // Хим. инж. науч. 2016, т. 31, №3, с. 195-204.
25. Сидер Ю.Д., Вестерберг А.В. Комбинированная эвристическая и эволюционная стратегии синтеза простых последовательностей разделения. // Айше Ж. - 2017, т.23, №6, с.951-954.
26. Махалек В., Мотард Р., Бауман Э. Эволюционный поиск оптимальной технологической схемы. //Сотр. и хим. англ. - 2018, т.л, №2, с.149-160.
27. Кинг С.Дж., Ганц Д.В., Барнер Ф.Дж., Индиана и инженер. Process Des and Develop, 2012, т.л.1, №2, с.271-283.
28. Майков В.П., Вилков Г.Г., Гальцов А.В. Термоэкономическое оптимальное проектирование многоколонных ректификационных установок. // Хим. и технол. топлив и масел. - 2011, №6, с.19-26.
29. Майков В.П. Системно-структурное исследование оптимальных тепло и массообменных аппаратов, и установок: Автореф. дисс. доктора техн. наук. // М.: МИХМ. – 2012. - 32с.
30. Майков В.П. Докт. дисс, М., МИХМ, 2012. – 314 с.
31. Хим, рынок. Отв. 2014. Т:226, № 13. Р. 3, 26, 74.
31. Сахарьян С.//Хим. Техн. 2019. Т. 31, №5. С. 229-231.
32. Холмс, М.Х. и ван Винкл, М., 2020, Уравнение Уилсона, используемое для прогнозирования состава паров, Ind. Eng. хим., 62(1), 2231.
33. Орье Р. В. и Праусниц Дж. М., 2015, Многокомпонентные равновесия с уравнением Вильсона, Ind. Eng. Chem., 57.
34. Уилсон Дж.М., Новое выражение для избыточной свободной энергии смешения, J. Amer. хим. Соц., 2016. – 127 с.
35. Ренон Х. и Праусниц Дж. М. Локальный состав в термодинамических избыточных функциях для жидких смесей. 2018. – 268 с.
36. Харрис Р.Е., Химия. англ. прог. 2016. – 224 с.
37. Абрамс Д.С. и Праусниц Дж.М. Статистическая термодинамика смесей: новое выражение для избыточной свободной энергии Гиббса частично или полностью смешивающихся систем, AIChE J.2015., С. 116-128.
38. Андерсон Т.Ф. и Праусниц Дж.М. Применение уравнения UNIQUAC для расчета многокомпонентных фазовых равновесий. 1. VaporLiquid Equilibria, Ind. Eng. хим. проц. Дес. Дев., 2018, С. 552-561.
39. Скьолд-Йоргенсен С., Кольбе Б., Грёлинг Дж. и Расмуссен П. Парожидкостные равновесия, вклад группы UNIFAC. Пересмотр и расширение, Ind. Eng. хим. проц. Дес. Дев., 2019. С. 714-722.
40. Фреденслунд А., Джонс, Р.Л., и Праусниц Дж.М., Оценка группового вклада коэффициентов активности в неидеальных жидких смесях, AIChE J., 2018, С. 1086-1099.
