Основы проектирования химических производств

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОСНОВНОЙ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ

Задачей технолог ического 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 (//) и диаметр (/)). При этом диаметр реактора можно определить из соот­ношения

Где ^ — объемная производительность, м3/с; и» — скорость движения реакционной смеси, м/с; / — площадь сечения реактора, м2.

Длина рабочей зоны реактора

Где V — объем реактора, м3; т — среднее время пребывания реакцион­ной смеси в аппарате, с.

Объем реактора

Исходными данными для технологического расчета химической аппаратуры являются:

— предварительная ап паратурн о-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 дииломный 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 12.