Технико-экономическое обоснование рафинации рапсового масла

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Сентября 2014 в 21:52, курсовая работа

Краткое описание

Жиры, извлекаемые из семян масленичных культур, называют растительными. В России основными масленичными культурами являются подсолнечник (более 70%), соя, рапс и некоторые другие.
В соответствии с физиологическими нормами душевое потребление растительных масел должно составлять 13 кг в год. Эта цифра пока не достигнута.
Растительные масла и продукты на их основе являются незаменимыми компонентами питания. Важнейшая роль этих продуктов определяется их энергетической ценностью (у жиров она более чем в два раза выше, нежели чем у углеводов и белков).

Скачать в ZIP архиве (504.52 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Вложенные файлы: 1 файл

Введение диплома.docx

— 540.81 Кб (Скачать файл)

Материальный баланс стадии сушки

Содержание влаги в промытом масле составит х1=0,18%. Влажность высушенного масла х2=0,05%. Выход высушенного масла:

Gвыс.= Gпр*(100-0,18)/(100-0,05),кг. (2.18.)

Gвыс.=

Количество влаги испаренной при сушке:

Wисп.= Gпр- Gвыс, кг. (2.19.)

Wисп.= 73124,8-=95,1 кг.

Материальный баланс стадии сушки представлен в таблице 2.9.

Таблице 2.9. Материальный баланс стадии сушки.

приход			расход
компонент	Кг/ц	%,мас	компонент	Кг/ц	%, мас
Промытое масло	73124,8	100	Высушенное масло		100
			Испаренная влага	95,1	100
итого	73124,8		итого	73124,8

Сводный материальный баланс процесса рафинации рапсового масла приведен в таблице 2.10.

Таблице 2.10. Сводный материальный баланс процесса рафинации рапсового масла.

приход			расход
компонент	Кг/ц	%,мас	компонент	Кг/ц	%, мас
Нерафинированное масло	75020	96,1	Сухое рафинированное масло		93,6
конденсат	1125,3	1,4	гидрофуз	1575,4	2
Раствор щелочи:		0,6	соапсток	1503	1,9
Раствор соли:	1500	1,9	Промывной раствор	1740,9	2.3
			Нейтральный жир		0,1
			Испаренная влага	95,1	0,1
итого	78035,9	100	итого	78035,9	100

2.9 Технико-технологические расчеты

2.9.1. Расчет нейтрализатора позиции 5

Технологический расчет

Технологический расчет нейтрализатора сводится к определению массового количества продукта, загружаемое на одну операцию

По данным действующей установки количество нейтрализаторов: п = 4

Техническая характеристика установленного нейтрализатора:

Полная ёмкость: Vп = 15,7 м3;

Внутренний диаметр аппарата: D =2,3 м;

Поверхность нагрева: F= 11,8 м2;

Мощность привода: N = 2,8 кВт;

Аппарат снабжён рубашкой, давление в рубашке: 0,2 МПа;

Производительность в циклах: P = 75020 кг;

Процесс периодический, полный цикл нейтрализации 8,5 час , в сутки выполняется на одном аппарате две операции, а = 2 . Фонд рабочего времени 335 суток. Плотность исходного продукта ρ = 860 кг/м3.

Рабочая ёмкость аппарата:

Vр = Vп ×φ, м3

Vр= 15,7× 0,8 = 12,56 м3,

Где φ = 0,8 - коэффициент заполнения аппарата;

Массовое количество продукта, загружаемое на одну операцию:

G= Р×п, кг

G = 75020 /4 = 18755 кг

Механический расчёт

Выбор материала корпуса.

Марку стали выбирают в зависимости от свойств перерабатываемой среды. Согласно таблице коррозионной стойкости материалов для щелочной среды выбираем марку стали 35ХМ, которая к данной среде устойчива к коррозии и наиболее дешёвый металл. Нормативное допускаемое напряжение для данной стали возьмем при 30°С = 230 МПа. (таблицы 7,8).

Толщину стенки цилиндрической части корпуса, нагруженного избыточным внутренним давлением определяют по формуле:

мм (2.20) [9, c.213]

Где Р = 0,2 МПа – внутренне давление в аппарате

D = 2300 - внутренний диаметр аппарата

Примечание при расчёте аппаратов работающих под атмосферным давление и содержащих пожаровзрывоопасную среду расчётное давление принимается 0,2 МПа.[7,]

Для стыковых и тавровых двусторонних швов, выполняемых автоматической сваркой, коэффициент прочности сварного шва .

Прибавка на коррозию С определяется по формуле:

(2.21)

где V - скорость коррозии (для нестойких металлов принимают не менее 0,2 мм/год), Т - срок службы аппарата (обычно принимают 10-15 лет).

мм

Округляем полученное значение до ближайшей стандартной толщины стенки листа S= 4 мм.

Допускаемое внутренне избыточное давление определим по формуле:

[P] = , MПа (2.22)

[P]= = 0,225 МПа.

Определяем толщину стенки конического приварного днища

Толщину стенки конического отбортованного днища с углом при вершине а = 900 рассчитываем следующим образом

Определяем толщину стенки цилиндрической части днища по формуле:

мм (2.23)

где: y –коэффициент формы днища, который выбирают по таблице 10 в зависимости от угла a,и отношения , при D = 1600 – 3000 мм, Rs = 200 мм.

= = 0,087 , находим, интерполируя y = 2,4

, мм

Определяем толщину стенки конической части днища по формуле:

, мм (2.24)

Где Р- рабочее давление в аппарате; [σ] – допускаемое напряжение для материала крышки; а1 – половина угла при вершине конического днища.

а = 900 – угол при вершине конического днища.

Расчётный диаметр:

Dp = D –2[Rd ∙(1 - cosa1) + , мм, (2.25)

Где D = 2300 – диаметр корпуса;

Dp = 2300 –2[200∙(1- cos450 ) + 2067,74 мм

= 1,59 мм.

Из двух значений, полученных по этим формулам принимают большее. Принимаем:

S = 1,59 + 2,0 = 3,59 мм

Принимаем стандартное значение толщины стенки s = 4 мм.

Коническое днище нагружено внешним давлением, необходимо полученное значение толщины стенки проверить на устойчивость. Допускаемое давление из условия пластичности находим по формуле:

[р]р = , МПа (2.26)

[р]р= = 0,28 Мпа

Допускаемое давление из условия устойчивости находим по формуле:

, МПа (2.27)

= 1626,3 мм

Где Е = 1,99∙105 МПа – модуль упругости;

= 1,4925∙1,0∙0,039 = 0,058 МПа

Допускаемое наружное давление с учётом обеих условий:

МПа (2.28)

МПа

Условие надежной эксплуатации (0,116 МПа < 0,2 МПа) не выполнено. Увеличиваем толщину стенки днища до 8 мм. Проверим условие прочности и устойчивости:

[р]р = = = 0,846 МПа

= 1,4925∙1,0∙0,108 = 0,16 МПа

МПа

Условие надежной эксплуатации (0,33 МПа > 0,2 МПа) выполнено.

Определяем толщину стенки аппарата при нагружении его наружным давлением из рубашки.

Расчётная толщина стенки определяется по формуле:

, мм (2.29)

Где [ σ] – допускаемое напряжение для материала корпуса; Р = 0,2 МПа – рабочее давление в аппарате;D= 2300 мм – внутренний диаметр аппарата;

мм

Принимаем толщину стенки с учётом прибавки на коррозию и округляя до стандартной принимаем: sR = 5,0 мм.

Допускаемое наружное давление из условия прочности и устойчивости определяем по формуле:

, МПа (2.30)

Где [P]p - допускаемое давление из условия прочности; [P]E - допускаемое давление из условия устойчивости;

В пределах упругих деформаций находим:

, МПа (2.31)

Где: [σ] – допускаемое напряжение для материала корпуса; С- прибавка на коррозию, мм; S – исполнительная толщина стенки;

МПа

Допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругих деформаций находим по формуле:

(2.32)

Где Е – модуль упругости (таблица 9); nu = 2.4 – коэффициент запаса для рабочих условий;lR – расчётная длина обечайки;

Расчётную длину обечайки для корпуса типа ВКП определяем по формуле:

мм (2.33)

мм

где nu - коэффициент устойчивости (для рабочих условий nu = 2,4); НD = 1300 - высота конического днища, мм; hц = 60 мм– высота отбортовки, мм (таблица 5); l = 3500 мм – длина цилиндрической части аппарата; Rs = 200 мм.

1,5 ∙0,546∙0,006 = 0,0049 МПа МПа

Условие надежной эксплуатации (0,054 МПа < 0,2 МПа) не выполнено. Увеличим толщину стенки обечайки до s = 8 мм. Определим допускаемое напряжение при этих условиях.

МПа

1,5 ∙0,546∙0,35 = 0,287 МПа

МПа

Условие надежной эксплуатации (0,28 МПа > 0,2 МПа) выполнено. Окончательно принимаем толщину стенки обечайки s = 12 мм.

Расчет элементов рубашки.

Материал рубашки ВСт3, допускаемое напряжение при температуре 500С:[σ]= 133 МПа Толщину стенки цилиндрической части рубашки определяют по формуле: мм (2.34)

Диаметр рубашки принимаем на 100 мм больше внутреннего диаметра аппарата.

мм

Примем S= 4 мм.

Расчёт плоской крышки.

Толщину стенки плоской крышки в средней части рассчитываем по формуле:

мм (2.35)

S1 = SR + c, мм (2.36)

Где К =0,5 – коэффициент;DR– принимается равным среднему диаметру прокладки;[σ]– допускаемое напряжение для материала корпуса и крышки;

DR = 0,5∙ ( 2344 + 2313) = 2328,5 мм

мм

S1 = 34,33 + 2= 36,33 мм

Принимаем S1 = 40 мм

Толщина крышки в месте установки прокладки составляет:

S2 = 0,8∙S1 = 0,8∙40 = 32 мм

Опоры аппарата.

Химические аппараты устанавливают на фундамент или специальные несущие конструкции с помощью опор. Стандарт предусматривает три типа опор. Для аппаратов с эллиптическими днищами применяют опоры по типу 1. [8, с.13]

Принимаем количество опор: Z = 4

Определяем вес металла, из которого изготовлен аппарат:

G1 = 1,1 ∙ F ∙ S ∙ nм, кН (2.37)

Где F = 28,2 м2 – площадь внутренней поверхности аппарата; S = 8,0 мм = 0,08 м - исполнительная толщина стенки аппарата; n = 78,5 кН/м3 – удельный вес металла; Коэффициент 1,1 учитывает вес фланцев, штуцеров и т.д.

G1 = 1,1 ∙ 28,2 ∙ 0,08 ∙78,5 = 194,8 кН.

Определяем вес металлоконструкций по формуле:

G2 = 0,5∙ G1 = 0,5∙ 194,8 = 97,4 кН. (2.38)

Определяем максимальную нагрузку на одну опору:

Qрас = l = 1 = 73,05 кН (2.39)

где: z = 3 – число опор;l = 1 ( при z =2 и 3) коэффициент распределения нагрузки.

По таблице 2.11 принимаем опору с нагрузкой Q = 100 кН, так как расчётная нагрузка Qрас = 73,05 кН.

Геометрические размеры опор определяем по таблице 2.12

Таблица 2.12 Основные размеры опор (лап) для вертикальных аппаратов, ГОСТ 26-665-79.

Q, кН	а	а1	в	С	С1	h	h1	S	К	K1	d	dб	fмах
100	250	210	310	45	160	230	30	8	25	40	24	М36	80

Информация о работе Технико-экономическое обоснование рафинации рапсового масла