В данной работе представлен проект линии по производству этилового спирта с разработкой конструкции теплообменного аппарата, в котором происходит конденсация паров этилового спирта.
В начале расчетно-пояснительной записки к проекту рассматриваются методы получения этилового спирта характеристика исходного сырья и направление использования готового продукта, включая физико-химические основы процесса.
В разделе «Технологические особенности процесса» приводится описание технологии и технологической схемы производства, обосновывается выбор конструкции основного аппарата и вспомогательных агрегатов.
Выполнены технологические расчеты конденсатора и охладительного аппарата. Выполнены механические и конструктивные расчеты оборудования.
Проект содержит разделы автоматизация, охрана труда и охрана окружающей среды, монтаж и ремонт оборудования, технико-экономическое обоснование проектного решения.
Содержание
Аннотация 6
1.Введение 7
2.Технологическая часть 8
2.1Методы получения этилового спирта 8
2.1.1 Получение этилового спирта сбраживанием пищевого сырья 8
2.1.2 Гидролиз древесины с последующим брожением 9
2.1.3 Получение этилового спирта из сульфитных щёлоков 10
2.1.4 Сернокислотный способ гидратации этилена 11
2.1.5 Прямая гидратация этилена 13
2.2 Направления использования 14
2.3 Источники сырья 15
3. Физико–химические основы процесса 17
3.1 Механизм процесса 17
3.2 Кинетика и термодинамика процесса 18
3.3 Влияние основных параметров на скорость процесса 19
3.3.1 Влияние давления 19
3.3.2 Влияние температуры 20
3.3.3 Влияние мольного соотношения воды и этилена 21
3.3.4 Концентрация исходных веществ (реагентов) 21
3.3.5 Катализаторы 21
4. Технологическая часть 24
4.1 Технологические особенности процесса 24
4.2 Технологическая схема синтеза производства этилового спирта 25
4.3 Материальный баланс производства этилового спирта прямой гидратацией этилена 27
4.4 Описание процесса теплообмена 28
5. Механическая часть 31
5.1 Преимущества и недостатки спиральных теплообменников 31
5.2 Устройство спирального теплообменника 32
5.3 Расчет спирального теплообменника 33
5.3.1 Тепловой расчет охладителя 34
5.3.2. Физические характеристики теплоносителей 34
5.3.3. Конструктивный расчет 40
5.3.4. Гидромеханический расчет охладителя 41
6. Расчет кожухотрубного конденсатора 42
6.1 Описание кожухотрубных теплообменников 42
6.2 Технологический расчет процессов 50
6.3 Гидравлический расчет 57
6.4 Конструктивный расчет 58
6.4.1 Расчет трубной решетки 58
6.5 Механический расчет 60
6.5.1 Расчет днищ и крышек 62
6.5.2 Выбор опоры 65
7. Ремонт и монтаж 66
7.1 Виды ремонтных работ 66
7.1.1 Текущий ремонт 66
7.1.2 Капитальный ремонт 66
7.2 Подготовка к ремонту 67
7.3 Разборка оборудования 68
7.4 Ремонт деталей 69
7.4.1 Ремонт корпуса 69
7.4.1 Ремонт трубного пучка 72
7.5 Сборка оборудования 74
7.6 Испытание оборудования после ремонта 74
8. Автоматизация производственных процессов 78
9. Охрана труда и окружающей среды 81
9.1 Общая характеристика безопасности производства этилового спирта 81
9.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов 82
9.3 Комплексная оценка тяжести труда 84
9.4 Токсикологическая характеристика вредных веществ на участке производства спирта 85
9.5 Микроклимат 86
9.6 Вентиляция 86
9.7 Шум и вибрации 88
9.8 Пожарная безопасность 89
9.9 Электробезопасность 90
9.10 Оценка степени воздействия выбросов вредных веществ на окружающую среду 91
9.11 Меры, обеспечивающие надежность охраны окружающей среды 93
10. Экономическая оценка проектных решений 96
10.1 Расчет стоимости производственных зданий и амортизационных отчислений 96
10.2 Расчет текущих производственных издержек 99
10.2.1 Расчет затрат на сырье и материалы 99
10.2.2 Расчет затрат на энергию 100
10.2.3 Расчет численности работников, затрат на оплату труда 101
10.2.4 Расчет на оплату труда и социальных отчислений 102
10.2.5 Эксплуатационные затраты 104
10.2.6 Расчет прибыли 105
Список используемой литературы 108
Для охлаждения 95%-го раствора этилового спирта необходимо запроектировать спиральный теплообменник, который будет работать при следующих условиях:
1) Количество раствора С2Н5ОН - Gp =8 т/ч (2.22 кг/с);
2) Начальная температура С2Н5ОН – t1=60 oC;
3) Конечная температура С2Н5ОН – t2=18 oC;
4) Температура охлаждающей воды на входе в аппарат t3=10 oC;
5) Температура охлаждающей воды на выходе из аппарата t3=45 oC.
Спиральные теплообменники - это аппараты, в которых каналы для теплоносителей сформированы двумя листами, свернутыми в спирали на специализированном станке (рис.5.1). Расстояние между ними закрепляется приваренными штифтами или бобышками. Навивку спиральных теплообменников изготовляют из рулонной стали ширина которой 0.,,.3…1.5м с поверхностями нагрева 2.2…100м2 при расстоянии между листами 7…13мм и толщине стенок 2 мм при давлении до 0.4 Мпа и 3 мм - до 0.7 Мпа. Плоскости нагрева составляют 0.6…150 м2. Иностранные фирмы изготавливают теплообменники из рулонного материала (никеля, алюминия, легированных и углеродистых сталей, титана и их сплавов) толщиной 2…9 мм, шириной 0.3…1.9 м, при расстоянии между листами 6…30 мм.
