Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования
Нижнекамский нефтехимический колледж
Методические указания и контрольные задания
По дисциплине "Оборудование производства
органических веществ"
для студентов заочников
Специальность 240401 "Химическая технология
органических веществ"
2006
Рассмотрено на заседании кафедры Председатель
_________ Н. Н.Смирнова
протокол №______________
от « » 2006г.
УТВЕРЖДАЮ
Зам. Директора по УМР
____________ Н. В. Быстрова
от « » 2006г
СОГЛАСОВАНО
Методист заочного Колтыгина Г. Г.
отделения
АВТОР: Минигулова A.M. – преподаватель
Нижнекамского государственного
нефтехимического колледжа
АННОТАЦИЯ
Данные методические указания по изучению дисциплины «Оборудование производства органических веществ» предназначены для студентов-заочников специальности 2501 и состоят из:
1. Введения.
2. Методических рекомендации по изучению предмета и выполнению контрольных работ.
3. Контрольной работы по предмету в 30 вариантах.
4. Рабочей программы дисциплины «Оборудование производства органических веществ.
Содержание контрольных работ охватывает основной материал дисциплины, характер вопросов способствует развитию профессионального интереса и творческого мышления. Варианты контрольной работы равномерны по объему и сложности.
Целью методических указаний является реализация государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 2501 при заочной форме обучения по дисциплине «Оборудование производства органических веществ».
Минигулова A.M.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Методические рекомендации по изучению предмета и выполнению контрольной работы.
2. Рабочая программа дисциплины «Оборудование производства органических веществ»
3. Контрольная работа по дисциплине «Оборудование производства органических веществ»
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина «Оборудование производства органических веществ» является специальной и направлена на изучение основных принципов конструирования химических аппаратов - элементов химической аппаратуры и их расчеты на прочность: конструктивные особенности оборудования для подготовки сырья, для получения конденсации, дросселирования, ректификации, экстракции, центрифугирования, сушки, очистки сточных вод и утилизации отхо
дов.
Изучение предмета основывается на знаниях полученных, на дисциплинах «Процессы и аппараты», «Химическая технология неорганических веществ», «Технология производственных процессов», «Органическая химия», «Физическая и коллоидная химия», «Теоретические основы химической технологии» и др.
Учебным планом на изучение дисциплины «Оборудование производства органических веществ» предусмотрено - 42 часа, в том числе на теоретические занятия -16 часов, на практические занятия - 26 часов
Усвоение программного материала предмета складывается из самостоятельного изучения учебного материала по рекомендуемой литературе, выполнения практических заданий по технологическим расчетам производств органического синтеза и синтетического каучука.
По дисциплине «Оборудование производства органиче-ских веществ» предусмотрено выполнение контрольной ра-боты и сдача экзамена.
Методические рекомендации по изучению предмета и выполнению контрольных
работ
Прежде чем преступить к изучению дисциплины «Оборудование производства органических веществ» необходимо внимательно прочитать данные методические указания, ознакомиться с рабочей программой дисциплины.
1. Изучение материала должно быть последовательным и соответствовать следующим методическим рекомендациям:
2. Внимательно прочитайте весь параграф.
3. Внимательно прочитайте текст по частям, выделите главное.
4. Тщательно изучите рисунки, схемы, графики, таблицы, поясняющие данный текст.
5. Внесите в тетрадь записи важных определений, терминов, названий и указывайте литературу.
6. При необходимости выполните эскиз аппарата с обо
значением основных узлов.
7. С целью самоконтроля рекомендуется ответить на во
просы рабочей программы, которые даны в каждом разделе в пунктах: «студент должен знать, уметь»,
Учебным планом по предмету «Оборудование производства органических веществ» предусмотрено выполнение одной контрольной работы. Задания для контрольной работы выполнены в 30 вариантах. Работа должна выполняться строго по соответствующему варианту.
Если работа оценена неудовлетворительно, то студент переделывает ее и представляет вторично.
Для выполнения контрольной работы студент должен изучить материал по учебной литературе в соответствии с программой предмета «Оборудование производства органи-ческих веществ».
Контрольная работа выполняется в ученической тетра-ди, чернила могут быть синими, черными, фиолетовыми, страницы тетради нумеруются, объем контрольной - не ме-нее двенадцати листов, на каждой странице должны быть поля шириной 2...3см. ответы должны быть четкими, не допускается сокращение слов.
При необходимости по тексту изображают рисунки, эски-зы, графики, таблицы, которые должны иметь порядковый номер и тематическое название, например: Рис 1. Название ссылки на иллюстрации дают по типу: «см. рис. 1».
Все таблицы должны быть пронумерованы арабскими цифрами. Над правым верхним углом таблицы помещают надпись с указанием порядкового номера.
В конце ответа на вопрос указывается ссылка на литера-туру, а список использованной литературы выполняется в конце контрольной работы.
Контрольная работа, выполненная небрежно, неразбор-чивым почерком, а также не по заданному варианту, воз-вращается студенту с указанием причин возврата.
Варианты контрольной работы
для студентов - заочников
по дисциплине «Оборудование производства органических
веществ»
по специальности 2501 «Химическая технология органических
веществ»
Вопросы контрольной работы
1. Основные сведения о машинах и аппаратах химической промышленности.
2. Основные требования предъявляемые к химическому оборудованию.
3. Материалы химического машиностроения: сталь, чугун.
4. Материалы химического машиностроения:
цветные материалы, неметаллы.
5. Краткие сведения о защите оборудования.
6. Методы контроля и испытания химических аппаратов.
7. Стандартизация в химическом машиностроении.
8. Выбор исходных данных для инженерного расчета.
9. Конструирование расчет обечаек.
10.Днища и крышки аппаратов.
11.Фланцевые соединения, классификация.
12.Выбор фланцев по ГОСТам.
13.Расчет фланцевых соединений.
14.Устройства для присоединения трубопроводов и осмотра.
15.Опора аппаратов и устройства для строповок.
16.Конструкции реакторов для проведения жидкостных реакций.
17.Конструкции перемешивающих и теплообменных устройств в реакторах.
18. Расчет мощности двигателя и выбор привода. 19. Общая характеристика газожидкостных реакторов.
20. Реакционные аппараты колонного типа.
21. Конструкции пенных реакторов.
22. Конструкции барботажных реакторов.
23. Аппараты с неподвижным слоем гранулированного катализатора.
24. Аппараты с псевдоожиженным слоем катализатора.
25. Аппараты с движущимся слоем гранулированного катализатора.
26. Основные расчеты реакторов.
27. Трубчатые печи, классификация.
28. Конструкции трубчатых печей.
29. Аппараты окислительного пиролиза.
30. Плазмохимические реакторы.
31. Насадочные колонны. Насадки и насадочные элементы.
32.Тарельчатые колонны.
33.Устройство и типы тарелок.
34.Сушилки конвективные и барабанные.
35. Экстракторы схемы экстракционных установок.
36. Теплообменники жесткой конструкции.
37. Теплообменники с плавающей "головкой".
38. Теплообменники с И-образными трубами.
39. Конденсатор воздушного охлаждения.
40. Градирни, назначение, схема.
41. Теплообменники "труба в трубе".
42. Машины для измельчения твердых материалов.
43. Питатели, дозаторы, смесители.
44. Машины для перемещения твердых материалов.
45. Возвратно-поступательные насосы.
46. Центробежные насосы.
47. Вентиляторы, воздуха и газодувки.
48. Компрессоры, вакуум, насосы.
49. Цилиндрические аппараты.
50. Каплевидные и шаровые резервуары.
51. Классификация производственных сточных вод и основные методы их очистки.
52. Оборудование для очистки сточных вод механическим способом.
53. Оборудование для очистки вод биохимическим методом.
54. Оборудование для термического обезвреживания сточных вод.
55. Оборудование для обезвреживания сточных вод физико-химическим и химическим методами.
56. Расположение оборудования на открытых площадках.
57. Расположение оборудования в здании.
58. Связь строительной части и грузоподъемных механизмов.
59. Требования предъявляемые к установке химического оборудования.
60. Перспективы конструирования аппаратов и машин химической промышленности.
ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Вариант 1
Назначение материального баланса. Составить схему материальных потоков, уравнение материального баланса процесса дегирирования н-бутана.
Вариант 2
Определить количество бутиленов, подаваемых на дегидрирование, для получения 7 кг/с дивинила. Коэффициент извлечения дивинила из контактного газа равен 0,95, выход на пропущенное сырье 33 % масс.
Вариант 3
Назначение теплового расчета колонны. Составить схему тепловых потоков, уравнение теплового баланса колонны экстрактивной ректификации изопентан-изоамиленовой фракции.
Вариант 4
Выбрать конструкцию фланца, привалочной поверхности, размеры фланца, материал фланца. Температура 340°С, рабочее давление 0,6 МПа, диаметр штуцера Ду = 200 мм., среда не коррозионная.
Вариант 5
Рассчитать необходимое теоретическое число тарелок при помощи графика Джиллиленда. Минимальное теоретическое число тарелок - 8шт., минимальное флегмовое число 1,7, рабочее флегмовое число - 3.
Вариант 6
Определить количество разложенных бутиленов при дегидрировании н-бутиленов в дивинил. Масса дивинила в продуктах 5,7 кг/с, селективность - 75 % масс.
Вариант 7
Рассчитать высоту колонны ректификации. Внутренний диа-метр-3000 мм., число колпачковых тарелок - 60 шт.
Вариант 8
Рассчитать диаметр штуцера и выбрать его по ГОСТу, для подачи полимеризата в количестве 7 кг/с в дегазатор. Плотность реакционной среды 930 кг/м3
.
Вариант 9
Содержание технологического расчета колонны. Изменится ли число тарелок в колонне при изменении состава изменяемой смеси.
Вариант 10
Как изменится масса аппарата, если его изготовить из легированной стали, в место углеродистой. Докажите, если изменится.
Вариант 11
Рассчитать толщину стенки обечайки колонны. Диаметр 3,2 м., расчетное давление 1 МПа, температура куба 80°С, температура верх 45 °С, материал сталь Ст. 3.
Вариант 12
Назначение теплового баланса. Составить схему тепловых потоков, уравнение теплового баланса процесса дегидрирования н-бутана в н-бутилены.
Вариант 13
Выбрать аппаратный фланец, крепежный материал к теплообменнику диаметром 1200 мм., работающему под давлением 2 МПа и температуре 150 °С.
Вариант 14
Методика расчета диаметра колонны. Изменится ли диаметр колонны при изменении производительности установки ректификации, как?
Вариант 15
Назначение теплового баланса. Составить схему материальных потоков, уравнение материального баланса процесса дегидрирования н-бутана.
Вариант 16
Определить количество бутиленов, подаваемых на дегидрирование, для получения 6 кг/с дивинила. Коэффициент извлечения дивинила из контактного газа равен 0,95, выход на пропущенное сыры? 33 % масс.
Вариант 17
Определить количество бутадиена, образовавшегося при дегидрировании бутиленов. Производительность установки 120000 т. в год бутадиена, эффективное время работы установки 8520 ч, коэффициент извлечения дивинила из контактного газа равен 97.
Вариант 18
Назначение материального баланса. Составить схему материальных потоков, уравнение материального баланса процесса эктрак-тивной ректификации изопентан-изоамиленовой фракции с ДМФА.
Вариант 19
Назначение теплового расчета колоны. Составить схему тепловых потоков, уравнение теплового баланса колонны экстрактивной ректификации изопентан-изоамиленовой фракции с ДМФА.
Вариант 20
Рассчитать диаметр штуцера и выбрать его по ГОСТу, для подачи полимеризата в количестве 8 кг/с в дегазатор. Плотность реакционной среды 930 кг/м3
.
Вариант 21
Выбрать конструкцию фланца, привалочной поверхности, размеры фланца, материал фланца. Температура 350 °С, рабочее давление 0,6 МПа, диаметр штуцера Ду - 200 мм, среда не коррозионная.
Вариант 22
Рассчитать необходимое теоретическое число при помощи графика Джиллиленда. Минимальное теоретическое число тарелок -7шт., минимальное флегмовое число - 1,8, рабочее флегмовое число- 3.
Вариант 23
Рассчитать и выбрать толщину стенки полимеризатора СКИ-3. Материал двухслойная сталь Ст. 3+08X13, диаметр 2,1м., расчетное давление 0,6 МПа.
Вариант 24
Определить количество разложенных бутиленов при дегидрировании н-бутиленов в дивинил. Масса дивинила в продуктах 5,5 кг/с, селективность - 70 % масс.
Вариант 25
Рассчитать высоту колонны ректификации, если внутренний диаметр - 3000мм., а число колпачковых тарелок - 60шт.
Вариант 26
Определить количество разложенного бутана, если содержание его в сырье 20 кг/с. конверсия бутана 50% масс.
Вариант 27
Определить количество бутиленов, подаваемых на дегидрирование, для получения 8 кг/с дивинила. Коэффициент извлечения дивинила из контактного газа равен 0,93, выход на пропущенное сырье 35 % масс.
Вариант 28
Определить количество разложенных бутиленов при дегидрировании н-бутиленов в дивинил. Масса дивинила в продуктах 6,4 кг/с, селективность - 80 % масс.
Вариант 29
Определить количество бутиленов, подаваемых на дегидрирование, для получения 9 кг/с дивинила. Коэффициент извлечения дивинила из контактного газа равен 0,94, выход на пропущенное сырье 34 % масс.
Вариант 30
Определить количество разложенных бутиленов при дегидрир-вании н-бутиленов в дивинил. Масса дивинила в продуктах 9,5 кг/с, селективность - 65 % масс.
ЛИТЕРАТУРА
1. Фарамазов С. А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация.
2. Рейхсфельд В. О., Шеин B. C., Ермаков В. И. Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и синтетического каучука. Л.,: Химия, 1988 г.
3. Гутник С. П., Сосонко В. Е., Гутман В.Д. Расчеты по технологии органического синтеза. М.,: Химия, 1988 г.
4. Кузнецов А. А. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. М.,: Химия, 1974 г.
5. Александров А. И. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Л.,: Химия, 1978 г.
6. Альперт Л. З. Основы проектирования химических установок. М.,: Высшая школа, 1982 г.
7. Багатуров С. А. Основы теории и расчета перегонки и ректификации. М.,: Химия, 1974 г.
8. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. М.,: Химия, 1974 г.
9. Кокорев В.И. Основы стандартизации в информационных системах. М.,: Издательство стандартов, 1988 г.
1Ц