Производство изопропилбензола

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Февраля 2014 в 17:55, курсовая работа

Краткое описание

Целью данного проекта является разработка технологической схемы узла алкилирования бензола пропиленом в присутствии катализатора треххлористого алюминия.

Содержание

Перечень сокращений и условных обозначений ………………………………………………5
Введение…………………………………………………………………………………………..6
1 Аналитическая часть
1.1 Историческая справка о методах получения и использования продукта…………………8
1.2 Выбор и обоснование метода производства. Химизм процесса………………………….10
2. Расчётно-технологическая часть
2.1 Описание технологической схемы узла алкилирования бензола пропиленом
в присутствии катализатора трёххлористого алюминия………………………………………13
2.2 Техническая характеристика сырья, полуфабрикатов и продуктов………………………15
2.3 Материальный баланс производства………………………………………………………..19
2.4 Выбор и технологический расчёт основного и вспомогательного оборудования……….23
2.5 Тепловой расчёт……………………………………………………………………………....30
2.6 Механический расчёт оборудования………………………………………………….….....33
2.6.1 Расчёт толщины обечайки корпуса, работающей под внутренним давлением………..34
2.6.2 Расчёт укрепления одиночного отверстия на обечайке корпуса, работающей под внутренним давлением…………………………………………………………………………..35
2.6.3 Расчёт эллиптического днища корпуса, работающего под давлением…………………35
2.6.4 Расчёт укрепления отверстия……………………………………………………………...37
2.6.5 Расчёт укрепления отверстий……………………………………………………………..38
2.6.6 Определение расчётных условий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок…………………………………………………………………………………………...40
2.6.7 Определение периода собственных колебаний аппарата…………………………….....40
2.6.8 Расчёт корпуса колонного аппарата на прочность и устойчивость.
Расчёт напряжений………………………………………………………………………………45
2.6.9 Расчёт опорной обечайки……………………………………………………………….....51
2.6.10 Проверка устойчивости опорной обечайки в зоне отверстия………………………....51
3 Охрана труда. Безопасность жизнедеятельности……………………………………………55
Заключение……………………………………………………………………………………….59
Список литературы………………………………………………………………………………60
Спецификация…………………………………………………………………………………....61

Скачать в ZIP архиве (254.14 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Вложенные файлы: 1 файл

Курсовая работа 11 Стр.doc

— 1.04 Мб (Скачать файл)

D_R=2D=2·160=320

x=0 см, расстояние от центра укрепляемого отверстия до оси днища.

d₀=2=104,8 см

Проверяем условие d_R≤d₀

d_R===21,28 см

d₀>d_R

Условие укрепления выполняется.

Отверстие под штуцер А, вырезанное на днище, не требует дополнительного укрепления.

Наибольший расчётный диаметр одиночного отверстия на эллиптическом днище, не требующего дополнительного укрепления, при наличии избыточной толщины стенки, определяется по формуле:

d₀=2

Определяем укрепления штуцера (D_y).

Расчётная толщина эллиптического днища в зоне штуцера определяется по формуле:

S_1R===0,26 см

Расчётный диаметр днища в зоне расположения штуцера определяется по формуле:

D_R=2D=2·320=249,6 см

x=45 см, расстояние от центра укрепляемого отверстия до оси днища.

d₀=2=124,9 см

Проверяем условие d_R≤d₀

d_R===21,5 см

d₀>d_R

Условие укрепления выполняется.

Отверстие под штуцера В, Б вырезанные на днище, не требует дополнительного укрепления.

2.6.4 Расчёт укрепления отверстия.

1. Расчётные длины внешней и внутренней частей штуцера, участвующие в укреплении отверстия и учитываемые при расчёте определяются по формуле:

а) для внешней части штуцера

l_1R=min {l₁, 1,25}

{18,0 1,25=5,26 см

Принимаем l_1R=5,26 см

б) для внутренней части штуцера

l_3R=min {l₃ 0,5}

{0 0,5=1,34 см

Принимаем l_3R=0

d – внутренний диаметр штуцера

2. Толщина накладного листа

S₂=0

3. Расчётная ширина накладного кольца

l_2R=min {l₂;}

{0; =10,73

Принимаем l_2R=0

4. Отношение допускаемых напряжений

а) для внешней части штуцера

x₁=min{1,0; }

x₁==0,96

б) для накладного кольца

x₂=min {1,0; }

x₂==1

5. Расчётный диаметр отверстия, не требующего укрепления при отсутствии избыточной толщины стенки сосуда

d_0R=0,4=0,4=4,29 см

6. Расчётную толщину стенки штуцера, нагруженного как внутренним, так и наружным давлением, определяется по формуле:

S_1R===0,064 см

7. Расчётная толщина стенки обечайки

S_R=0,33 см

8. Расчётный диаметр отверстия в стенке

d_R=30,7+0,67=31,37 см

9. Расчётная ширина зоны укрепления в стенке в окрестности штуцера

l_R=min {l; }

=10,73 см

10. При укреплении отверстия утолщением стенки сосуда или штуцера накладным кольцом должно выполняться условие:

l_1R(S₁-S_1R-C_S)x₁+l_2R*S₂*x₂+l_3R(S₁-C_S-C_S1)x₃+l_R(S-S_R-C)>0,5(d_R-d_0R)S_R

5,26(0,9-0,0064-0,335)0,96+0+0+10,73(1,0-0,33-0,28)>0,5(31,37-4,29)0,33

6,71>4,5

Условие выполнено.

2.6.5 Расчёт укрепления отверстия.

а) для внешней части штуцера

l_1R=min {l₁; 1,25}

{21,0 1,25=7,5 см

Принимаем l_1R=7,5 см

б) для внутренней части штуцера

l_3R=min {l₃ 0,5}

0,5=2,36 см

Принимаем l_3R=0

d – внутренний диаметр штуцера, см

2. Толщина накладного кольца

S₂=0

3. Расчётная ширина накладного кольца

l_2R=min {l₂; }

{0; =10,73

Принимаем l_2R=0

4. Отношение допускаемых напряжений

а) для внешней части штуцера

x₁=min {1,0; }

x₁= =1,0

б) для накладного кольца

x₂=min {1,0; }

x₂=1,0

5. Расчётный диаметр отверстия, не требующего укрепления при отсутствии избыточной толщины стенки сосуда:

d_0R=0,4=0,4=4,29 см

S_1R= ==0,104 см

7. Расчётная толщина стенки обечайки

S_R=0,33 см

8. Расчётный диаметр отверстия в стенке обечайки

d_R=50+0,56=50,56 см

9. Расчётная ширина зоны укрепления в стенке в окрестности штуцера

l_R=min {l; }

=10,73 см

l_1R(S₁-S_1R-C_S)x₁+l_2R*S₂*x₂+l_2R(S₁-C_S-C_S1)x₃+l_R(S-S_R-C)>0,5(d_R-d_0R)S_R

7,5(1,0-0,104-0,28)1+0+0+10,73(1,0-0,33-0,28)>0,5(50,56-4,29)0,33

8,8>7,63

Условие выполнено.

2.6.6 Определение расчётных условий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок.

Район установки аппарата на территории России по скоростному напору ветра.

Таблица №12

Индекс условий работы	Условия работы	G-нагрузка от собственного веса, кгс
1	Рабочие	G₁=35700
2	Испытания	G₂=27850
3	Монтажа	G₃=8850

В качестве расчётной схемы аппарата колонного типа принимаем консольный упруго-защемленный стержень.

2.6.7 Определение периода собственных колебаний аппарата.

T=T₀,

где T₀=1,8

C_F – коэффициент неравномерного сжатия грунта, mс/м³;

J – момент инерции металлического сечения аппарата, относительно центральной

оси, м⁴;

J₁==118·10^-4

J_F=0,065·D⁴_нк=0,065·2,1⁴=1,264

D_нк – наружный диаметр опорного кольца, м

G – ускорение силы тяжести, м/с²

Е – модуль упругости материала аппарата при расчётной температуре, кгс/м²

В рабочих условиях:

T₀=1,8·12,05=0,305 с

T=0,305=0,8 с

В условиях испытания:

T₀=1,8·12,05=0,262 с

T=0,262=0,7 с

В условиях монтажа:

T₀=1,8·12,05=0,15 с

T=0,15=0,4 с

Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки на середине i-го участка аппарата:

g_{ist
=}g_o·B_i·K (кгс/м²)

g₀ - скоростной напор ветра, для 2 района g_o=35 кгс/м²

B_i - коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте аппарата;

К – аэродинамический коэффициент;

g_1st=35·0,7·1=24,5

g_2st=35·0,7·1=24,5

g_3st=35·0,7·1=24,5

Статическая составляющая ветровой нагрузки на i-ом участке, кгс:

P_ist=g_ist·D_i·h_i

P_1st=24,5·1,62·5,245=208

P_2st=24,5·1,62·5,245=208

P_3st=24,5·1,728·1,56=66

Динамическая составляющая ветровой нагрузки на i-ом участке, кгс:

P_idyn=ν·G_i·ξ·η_i

В рабочих условиях:

P_1dyn=0,7·16700·1,6·0,0098=172

P_2dyn=0,7·16700·1,6·0,0037=69

P_3dyn=0,7·2301·1,6·0,00066=2

В условиях испытания:

P_1dyn=0,7·12775·1,5·0,012=161

P_2dyn= 0,7·12775·1,5·0,005=67

P_3dyn=0,7·2301·1,5·0,00086=2

В условиях монтажа:

P_1dyn=0,7·3275·1,4·0,047=151

P_2dyn=0,7·3275·1,4·0,019=61

P_3dyn=0,7·2301·1,4·0,0033=7

где ν – коэффициент, учитывающий корреляцию пульсаций скорости ветра при ε=;

В рабочих условиях:

ε ==0,018 ν = 0,7

В условиях испытания:

ε ==0,015 ν = 0,7

В условиях монтажа:

ε = =0,009 ν = 0,4

G_i,R – вес i-го участка колонны, кгс

В рабочих условиях:

G₁=16700

G₂=16700

G₃=2301

В условиях испытания:

G₁=12775

G₂=12775

G₃=2301

В условиях монтажа:

G₁=3275

G₂=3275

G₃=2301

ξ – коэффициент динамичности при ветровой нагрузке, зависит от ε;

В рабочих условиях:

ξ = 1,6

В условиях испытания:

ξ = 1,5

В условиях монтажа:

ξ = 1,4

η_i – приведенное относительное ускорение центра тяжести i-го участка;

η_i = α_i

В рабочих условиях:

η₁=0,074·10⁶·=0,0092 η₂ =0,03·10^-6·0,124·10⁶=0,0037

η₃ =0,0053·10^-6·0,124·10⁶=0,00066

В условиях испытания:

η₁=0,074·10⁶·=0,012

η₂ =0,03·10^-6·0,162·10⁶=0,005

η₃ =0,0053·10^-6·0,162·10⁶=0,00086

В условиях монтажа:

η₁=0,074·10⁶·=0б047

η₂ =0,03·10^-6·0,63·10⁶=0,019

η₃ =0,0053·10^-6·0,63·10⁶=0,0033

m_R – коэффициент пульсации скоростного напора для R-го участка;

m₁=0,6

m₂=0,6

m₃=0,6

α_i – относительное перемещение центров тяжести участков;

α_i =γ

α₁ =0,67=0,074·10^-6

α₂ =0,0182·10^-6·0,15+

α₃ =0,0182·10^-6·0,012+

где γ – коэффициент;

γ =;

γ = 0,67

β_i – коэффициент, зависит от

β₁=0,68 β₂=0,15 β₃=0,012

Ветровая нагрузка на i-ом участке

P_i=P_ist+P_idyn (кгс)

В рабочих условиях:

P₁=208+172=380

P₂=208+69=277

P₃=66+2=68

В условиях испытания:

P₁=208+161=369

P₂=208+67=275

P₃=66+2=68

В условиях монтажа:

P₁=208+151=359

P₂=208+61=269

P₃=66+7=73

Изгибающий момент в расчётном сечении на высоте x₀

В рабочих условиях:

При x₀=0

=380·(943-0)+227·(418-0)+68·(78-0)=479430 кгс·см

При х₀=116

=380·(943-116)+227·(418-116)=397914 кгс·см

В условиях испытания:

При х₀=0

=369·943+275·418+68·78=468221 кгс·см

при х₀=116

=369·827+275·302=388213 кгс·см

В условиях монтажа:

При х₀=0

=359·943+269·418+73·78=456673 кгс·см

При х₀=116

=359·827+269·302=378131 кгс·см

Таблица №13 – Сочетание нагрузок.

Условия работы	Давление Р, кгс/см²	Осевое сжимающее условие, F, кгс	Расчётный изгибающий момент, М, кгс*см	Допускаемое напряжение [σ], кгс/см²
Рабочие условия	При х₀=0
	0	35700	479430	1540
	При х₀=116
	6	33400	397914	1465
Условия испытания	При х₀=0
	0	278500	0,6*468221=280933	2270
	При х₀=116
	9	25550	0,6*388213=232928	2270
Условия монтажа	При х₀=0
	0	8850	456673	1540
	При х₀=116
	0	6550	378131	1540

Информация о работе Производство изопропилбензола