ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ. И ОБОРУДОВАНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОСНОВНОЙ. И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ

8.1. Общие положения

Задачей технологического расчета является определение размеров аппарата, обеспечивающих заданную производительность, и количества всех аппаратов, составляющих схему производства.

Принципы расчетов оборудования периодического и непрерывно­го действия различны, хотя конечная их цель сводится к нахождению, преимущественно, объема аппарата или поверхности теплообмена.

Геометрические размеры, например, реактора - это высота (Н) и диаметр (//). При этом диаметр реактора можно определить из соотно­шений:

К/

71

где Vo - объемная производительность, м/с; w - скорость движения ре­акционной смеси, м/с;/- площадь сечения реактора, м2.

Длина рабочей зоны реактора

/

где Vp - объем реактора, м ; т - среднее время пребывания реакционной смеси в аппарате, с.

Объем реактора

Vp=tV0.

Исходными данными для технологического расчета химической аппаратуры являются:

• предварительная аппаратурно-технологическая схема, преду­сматривающая характер выбранных аппаратов и их взаимосвязь в мате­риальном потоке;

• объемы перерабатываемого сырья, полупродуктов и готового продукта на каждой технологической стадии производства (в сутки, в час, в секунду). Количества перерабатываемых продуктов, полученных в мате­риальном расчете, переводятся в соответствующие объемные величины;

• длительность каждой стадии технологического процесса. При определении оптимального технологического времени студент не дол­жен просто переносить в дипломный проект параметры, указанные в регламенте производства, с которыми он познакомился во время прохо­ждения преддипломной практики. Необходимо учесть возможность дли­тельности отдельных стадий за счет усовершенствования процесса: вве­дение более эффективно действующего инициатора или катализатора, изменение соотношения реагирующих компонентов, повышение эффек­тивности перемешивания, обогрева и т. д.;

• скорость протекания реакционной массы через аппарат в м/с или в других единицах для реакторов непрерывного действия. Эта вели­чина зависит от кинетики химической реакции, длительности аналогич­ной стадии периодического процесса, вязкости реакционной смеси и, наконец, заданной степени конверсии исходных продуктов;

• возможные соотношения длины (или высоты) аппаратов «иде­ального» вытеснения к их поперечному сечению. Для аппаратов «иде­ального» смешения и комбинированных типов необходимо заранее предполагать характер передачи реакционной смеси из одного аппарата (или секции) в другой.

После завершения технологического расчета каждого аппарата не­обходимо дать обоснованный выбор конструкционного материала для его изготовления. Виды конструкционных материалов рассмотрены в главе 9.