Dimensionarea unei instalații de separare prin rectificare din schema tehnologică de fabricație a acetonei

Cuprins proiect Cum descarc?

1. Introducere 1
1.1. Generalitati -  Obtinerea Acetonei 2
2. TEMA DE PROIECT 1
3. Dimensionarea coloanei de rectificare 1
3.1. Bilantul de materiale 2
3.2. Echilibru Lichid-Vapori 2
3.3. Determinarea numarului minim de talere 2
3.4. Stabilirea refluxului minim 2
3.5. Determinarea reflexului optim 2
3.6. Determinarea grafica a numarului de talere teoretice (METODA McCABE THIELE) 2
3.7. Determinarea temperaturii din distilat, reziduu si alimentare 2
4. Calculul hidrodinamic 1
a) Debitele molare ale celor doua faze 2
b) Debitele volumetrice ale celor doua faze 2
c) Calculul vitezei vaporilor in coloana 2
d) Diametrul coloanei 2
e) Dimensiunile geometrice ale talerului 2
5. Concluzii 1
6. Bibliografie 2

Extras din proiect Cum descarc?

1. Introducere
1.1. Generalitati -  Obtinerea Acetonei
Acetona este adesea produsa ca produs secundar la fabricarea fenolului. Hidroperoxidul de cumen generat in acest proces este scindat pentru a forma fenol si acetona. Dehidrogenarea catalitica izopropanolului poate fi aleasa ca metoda de sinteza alternativa, atunci cand trebuie obtinuta acetona de inalta puritate, cum ar fi in aplicatii biomedicale. Turton et.al. mentioneaza ca o singura trecere de conversie 85-92% in ceea ce priveste izopropanolul, cu conditii din reactor de 2 bari si 350?C, este, in general de ajuns. Un flux de sare topita va fi utilizata o sursa de caldura pentru reactia endoterma:
(CH3)2CHOH -  (CH3)2CO + H2 (1)
Acetona produsa in reactorul de tip Plate Flow Reactor(PFR), trece intr-un separator de faza si apoi intr-un sistem de separare, in care hidrogenul este eliminat din amestecul de reactie, care include o stripare si doua coloane de distilare. Cele doua coloane de rectificare au la baza un principiu de functionare diferit si anume: una cu amestec ternar si cealalta cu amestec binar cu compozitia rezultata din blazul coloanei cu amestec ternar.
Alte doua reactii principale ce stau la baza procesului:
2CH3-CHOH-CH3 -  (CH3)2CH-O-CH(CH3)2 + H2O (2)
CH3-CHOH-CH3 -  CH2=CH-CH3 + H2O (3)
Pentru amplasarea celor doua coloane de rectificare, se utilizeaza softul SIMULIS, prin care se studiaza comportarea amestecului ternar IPA-Acetona-Apa, care formeaza amestec azeotrop, indicand o comportare puternic neideala a sistemului ternar.
Realizarea simularii se va face avand la baza diagrama "ceapa". Aceasta diagrama este construita pe principiul luarii celei mai bune decizii locale. Fiecare utilaj este adaugat doar daca poate fi justificat pe baza informatiilor de care se dispune la un moment dat. [4],[5]
2. TEMA DE PROIECT 
Sa se dimensioneze o instalatie continua de separare prin rectificare din schema tehnologica de fabricatie a acetonei. Separarea amestecului ternar acetona -  alcool isopropilic -  apa produs in proces se realizeaza conform schemei de mai jos.
Date de proiectare:
debitul de alimentare a coloanei ternare: 90 kmoli/h
- compozitia debitului de alimentare a coloanei ternare (fractii molare):
- xFA = 0,4381; xFB = 0,0519; xFC = 0,5100
- gradele de separare ale componentilor:
- - coloana ternara: s1A = 0,9951; s1B = 0,9948; s1C = 1;
- - coloana binara: s2A = 1; s2B = 0,9921; s2C = 0,9497
- presiuni de operare ale coloanei ternare si binare:
- p1F = 1,3 bar; p1D = 1,2 bar; p1W = 1,4 bar
- p2F = 1,4 bar; p2D = 1,2 bar; p2W = 1,4 bar
- starea termica a alimentarii: - coloana binara: q = 1,02
- coloana ternara: q = 1
- tipul utilajului de separare a amestecului binar: coloana cu umplutura
- tipul utilajului de separare a amestecului ternar: coloana cu talere
- Datele de echilibru pentru amestecuri ternare si binare se vor calcula in SIMULIS. In masura posibilitatilor, sa se evalueze prin simulare viabilitatea proiectului elaborat.

Fisiere în arhivă (1):

 Dimensionarea unei instalatii de separare prin rectificare din schema tehnologica de fabricatie a acetonei.docx

Imagini din acest proiect Cum descarc?

Bibliografie

[1]. O. Floarea, G. Jinescu, P. Vasilescu, C. Balaban, R. Dima, ,,Operatii si utilaje in industria chimica -  Probleme", Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1980.
[2]. Floarea O., Dima R., Procese de transfer de masa si utilaje specifice, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1984.
[3]. Sinnot R.K, Coulson & Richarson Chemical Engineering, Volume 6. Chemical Engineering Design, Fourth Edition, Elsevier Butterworth -  Heinemann, 2005.
[4] Lokras S.S., Deshpande P.K., Kuloor N.R., "Catalytic Dehydrogenation of 2-Propanol to Acetone", Ind. End. Chem. Process Des. Develop., Vol. 9, No. 2, 1970, 293-297.
[5] Madalina C.Tohaneanu, Valentin Plesu, Petrica Iancu, "Simulation and Process Integration of Clean Acetone Plant", Vol. 39, 2014.