Cтраница 2
Расчеты при подборе стандартного, разработке нового оборудования, поверочные расчеты проводят, как правило, методом сосредоточенных параметров, основанным на использовании осреднен-ных по сечению каналов или объему аппаратов скоростей, температур, концентраций ( см. методы расчета тепло - и массообменного оборудования в пп. [16]
Особенность таких программ заключается, как правило, в соблюдении требований строительных норм и правил ( СНиП) и использовании в них обширной базы данных по частным, а не обобщенным тешюобменным, гидравлическим, аэродинамическим и энергетическим характеристикам тепло - и массообменного оборудования, насосов и вентиляторов, запорной, предохранительной и регулирующей арматуры, применяемых фирмами. [17]
Разработка энергосберегающей технологии фракционирования нефтяных углеводородных смесей) на 1981 - 1990 гг.; планом работы химико-технологической секции Программы САПР МИНВУЗа РСФСР и программой работ по разработке наукоемких и экологически чистых технологий Академии технологических наук Российской Федерации в Республике Башкортостан по Проблемному Совету Интенсификация массообменного оборудования в процессах нефтепереработки и нефтехимии на 1993 - 1996 гг.. [18]
Поскольку в настоящее время не предъявляются более высокие требования к качеству продуктов разделения широкой бензиновой фракции и решается задача получения фракции 85 - 180 С в количестве 1 2 млн. т в год такого же качества, что и в действующем варианте работы, то наиболее актуальной при разработке новой технологии фракционирования является задача снижения эксплуатационных и капитальных затрат, сводящаяся, главным образом, к снижению единиц колонного массообменного оборудования. [19]
Ввиду того, что вопросы молекулярной диффузии и термодинамики изучены сравнительно подробно, многих инженеров-химиков особенно интересуют именно те факторы, которые определяют скорость межфазного переноса. Размеры и стоимость массообменного оборудования данного типа практически обратно пропорциональны потоку массы через единицу поверхности раздела фаз, который играет главную роль при проектировании процесса. Информация о скоростях переноса для различных практически важных случаев, несмотря на ее решающее значение, зачастую отсутствует и должна быть оценена по разрозненным данным с учетом принципов, обсуждаемых в последующих главах. [20]
Интерес инженера-химика к массопередаче вытекает главным образом из его традиционной роли как специалиста при проектировании процессов разделения. Материалы, вступающие в химическое взаимодействие, предварительно очищают путем разделения или концентрирования реагирующих веществ, а ценные продукты необходимо выделить из потока, покидающего реактор. Хотя массообменное оборудование по отношению к реактору является вспомогательным, его стоимость нередко составляет значительную часть капиталовложений в установку. Эту ситуацию иллюстрирует рис. 1.1, который представляет собой технологическую схему промышленного производства формальдегида окислением метанола. Небольшой реактор содержит несколько слоев катализатора в виде серебряной сетки. Остальная часть установки включает типично массообменное оборудование для очистки исходных веществ, извлечения и очистки продукта, отделения и рециркуляции непрореагировавшего метанола. Массопередача существенна и в самом реакторе, поскольку образование формальдегида не может происходить быстрее, чем скорость переноса меганола и кислорода из потока газа к поверхности серебра. [21]
Экспериментальные и расчетные исследования, проведенные на различных бинарных смесях, показали хорошую эффективность совмещенного процесса многоступенчатого испарения и конденсации смеси. Определены также функциональные зависимости для теплового расчета, позволяющие с достаточной точностью рассчитать величину теплоотвода и теплоподвода по длине аппарата ( А.с. 1560253 СССР. Число совмещенных ступеней, диаметр и общая длина аппарата могут быть рассчитаны по известным правилам и формулам, широко используемым при проектировании и изготовлении теплового и массообменного оборудования нефтяного, нефтеперерабатывающего и нефтехимического производства. [22]
Попытки корреляции полученных данных обычно сводились: 1) к проверке рассчитанных скоростей скольжения, 2) к установлению связи между kc и подводимой мощностью в расчете на единицу объема или 3) к нахождению эмпирических соотношений, содержащих безразмерные группы. Например, Миллер [152] измерял скорость массоотдачи от взвешенных частиц в сосудах с отражательными перегородками емкостью 3, 8, 38 и 380 л при изменении подводимой мощности в пределах от 0 98 до 373 эрг / ( с-л): При разработке методики масштабного перехода, пригодной для моделирования подобного массообменного оборудования, он использовал свои данные и результаты других исследователей. [23]
Однако это не означает, что конструкция реактора целиком определяется характером реакции и свойствами реагирующих веществ. Во многих случаях применение нового более совершенного реактора позволяет провести реакцию быстрее, с большим выходом целевого продукта и меньшим выходом побочных продуктов, например созданием лучшего температурного или гидравлического режима в аппарате, более высокого давления. Это, в свою очередь, отражается на работе и конструктивных особенностях обслуживающего реактор тепло - и массообменного оборудования. [24]
Большинство процессов разделения включает перенос вещества из одной фазы в другую. Возможно, самым общим типом переноса, встречающимся в химической технологии, является перенос между газами и жидкостями, который обычно происходит при абсорбции газа, десорбции и перегонке. Другие типы включают перенос в системах жидкость-жидкость при экстракции селективными растворителями, а также перенос в системах газ - твердая фаза или жидкость-твердая фаза при сушке, выщелачивании и кристаллизации. Инженер-проектировщик должен уметь определять тип массообменного оборудования и рассчитывать требуемые размеры и число установок, необходимых для осуществления данной операции разделения. Напротив, инженер-технолог должен применять те же знания для выбора рабочих условий с целью получения желаемой продукции при существующем оборудовании или же диагностировать неполадки. [25]
Интерес инженера-химика к массопередаче вытекает главным образом из его традиционной роли как специалиста при проектировании процессов разделения. Материалы, вступающие в химическое взаимодействие, предварительно очищают путем разделения или концентрирования реагирующих веществ, а ценные продукты необходимо выделить из потока, покидающего реактор. Хотя массообменное оборудование по отношению к реактору является вспомогательным, его стоимость нередко составляет значительную часть капиталовложений в установку. Эту ситуацию иллюстрирует рис. 1.1, который представляет собой технологическую схему промышленного производства формальдегида окислением метанола. Небольшой реактор содержит несколько слоев катализатора в виде серебряной сетки. Остальная часть установки включает типично массообменное оборудование для очистки исходных веществ, извлечения и очистки продукта, отделения и рециркуляции непрореагировавшего метанола. Массопередача существенна и в самом реакторе, поскольку образование формальдегида не может происходить быстрее, чем скорость переноса меганола и кислорода из потока газа к поверхности серебра. [26]
В главе 3 обсуждены разные, важные для практики, случаи стационарной, нестационарной и квазистационарной диффузии в неподвижной среде и ламинарных потоках жидкости и газа. Глава 4 посвящена турбулентной диффузии, а также продольному рассеянию в трубах и слоях насадки. Приведен обзор работ, в которых развиваются аналогии между переносом массы, тепла и количества движения. В главе 7 рассмотрена актуальная проблема одновременного тепло - и массообмена, подробно разобраны вопросы конденсации и испарения. Глава 8 посвящена массо-передаче с одновременно протекающей химической реакцией и содержит не только детальное описание теоретических основ хемосорбции, но и ценные практические рекомендации по расчету ряда важных промышленных процессов. В главе 9 изложены принципы расчета массообменного оборудования для процессов абсорбции, дистилляции, жидкостной экстракции. Помещена программа расчета на ЦВМ процессов массообмена в насадочных колоннах. В главе 10 приведены расчеты процесса сорбции в неподвижном слое и аппаратов для ионного обмена. Наконец, в главе 11 проанализированы важнейшие характеристики современного промышленного массообменного оборудования. Все главы включают большое количество примеров, где на конкретных числовых расчетах пояснены основные теоретические положения и нюансы вычислений. Тщательно подобранные задачи в конце каждой главы способствуют лучшему пониманию материала и активному овладению им. [27]
В главе 3 обсуждены разные, важные для практики, случаи стационарной, нестационарной и квазистационарной диффузии в неподвижной среде и ламинарных потоках жидкости и газа. Глава 4 посвящена турбулентной диффузии, а также продольному рассеянию в трубах и слоях насадки. Приведен обзор работ, в которых развиваются аналогии между переносом массы, тепла и количества движения. В главе 7 рассмотрена актуальная проблема одновременного тепло - и массообмена, подробно разобраны вопросы конденсации и испарения. Глава 8 посвящена массо-передаче с одновременно протекающей химической реакцией и содержит не только детальное описание теоретических основ хемосорбции, но и ценные практические рекомендации по расчету ряда важных промышленных процессов. В главе 9 изложены принципы расчета массообменного оборудования для процессов абсорбции, дистилляции, жидкостной экстракции. Помещена программа расчета на ЦВМ процессов массообмена в насадочных колоннах. В главе 10 приведены расчеты процесса сорбции в неподвижном слое и аппаратов для ионного обмена. Наконец, в главе 11 проанализированы важнейшие характеристики современного промышленного массообменного оборудования. Все главы включают большое количество примеров, где на конкретных числовых расчетах пояснены основные теоретические положения и нюансы вычислений. Тщательно подобранные задачи в конце каждой главы способствуют лучшему пониманию материала и активному овладению им. [28]