|
|
ΔQ=Qп-Qр=6945,016-6945,018=0,002 кВт. Дисбаланс тепла компенсируется изменением расхода орошения в процессе эксплуатации колонны 7.4 Расчет диаметра колонны Диаметр колонны можно определить по уравнению [15]: D=, Где Gп – объемный расход паров, м3/с Vл - допустимая линейная скорость паров, м/с. Для расчета диаметра ректификационной колонны необходимо определить объемный расход паров (м3/с) в тех сечениях колонны где они образуются. Объемный расход паров [15]: Gп = 22,4∙Т∙0,101∙∑ (Gi/Мi)/(273∙Р)/3600, где Т – температура системы, К; Р – давление в системе, МПа; Gi – расход компонента, кг/ч; Мi – молекулярная масса компонента кг/кмоль. Определение объемного расхода паров в точке ввода сырья: Температура в точке ввода сырья 1400С Давление в точке ввода сырья 350 кПа Расход паров 16890 кг/ч Молекулярная масса паров 88,99 кг/кмоль Тогда объёмный расход паров: Gп=22,4∙(140+273)∙0,101∙(16890/(3600∙88,99))/(273∙0,350)=0,516 м3/с, Определение объемного расхода паров в точке ввода горячей струи: Температура в точке ввода горячей струи 2000С Давление в точке ввода горячей струи 356 кПа Расход паров 10756 кг/ч (табл. 7.3) Молекулярная масса паров 100,6 кг/кмоль Тогда объёмный расход паров: Gп=22,4∙(200+273)∙0,101∙(10756/(3600∙100,6))/(273∙0,356)=0,327 м3/с, Определение объемного расхода паров в точке вывода паров дистиллята: Температура в точке вывода паров дистиллята 93,50С Давление в точке вывода паров дистиллята 341 кПа Расход паров: фр нк-70оС+орошение 7500+15000=22500 кг/ч (табл. 7.3). Молекулярная масса паров 76,5 кг/кмоль Тогда объёмный расход паров: Gп=22,4∙(93,5+273)∙0,101∙(22500/(3600∙76,5))/(273∙0,341)=0,73 м3/с, Дальнейшее определение диаметра производим по максимальному расходу паров т.е. Gп=0,73 м3/с. Допустимая линейная скорость паров [15]: Vл= (0,305*С*Ö(ρж – ρп)/ ρп )/3600, где С – коэффициент, зависящий от расстояния между тарелками и условий ректификации; С=300 [15]; ρж , ρп – абсолютная плотность соответственно жидкости и паров, кг/м3. а) Плотность жидкой фазы r1515 = 1,03∙М/(44,29+М), где М – молярная масса паровой фазы, кг/кмоль. r1515 = 1,03∙76,6/(44,29+76,6)=0,6526 r493,5=r1515-(93,5-15)∙a=0,6526-93∙0,000962= 0,5771 rж(93,5°С)= 577,1 кг/м3 б) Плотность паровой фазы rп=rо∙Т0∙Р/(Т∙Р0) [15], где rо – плотность пара при нормальных условиях, кг/м3 rп=76,6∙273∙0,341/(22,4∙381∙0,101)=0,86 кг/м3 Получаем, Vл= 0,305∙300∙Ö((577,1-0,86) / 0,86) /3600=0,66 м/с Соответственно диаметр колонны равен: D = По ГОСТ 21944-76 принимаем диаметр 1,3 м.
7.7 Расчет высоты колонны Рис. 6. К расчету высоты колонны четкой ректификации. h1 = ½D=½∙1,3=0,65 м h2=(nв-1)∙hт=(36-1)∙0,25=8,75 м h3= hт∙3=0,25∙3=0,75 м h4=(nн-1)∙ hт=(24-1)∙0,25=5,75 м h5=1,5 м Высоту слоя жидкости в нижней части колонны рассчитывают по её запасу на 10 минуты, необходимому для обеспечения нормальной работы насоса. Принимая запас на 600 с, объем кубового остатка с учётом расхода горячей струи составит: V=(Gк+Gгс)∙600/3600r Где r - плотность кубового остатка при температуре внизу колонны, кг/м3: r=(0,7151-0,000884∙(154-15))∙1000=679,7 кг/м3 тогда V=(24286+5621)∙600/(3600∙679,7)=7,33 м3 Площадь поперечного сечения колонны: S=pD2/4=0,785∙1,32=1,33 м2 тогда h6=V/S=7,33/1,33=5,6 м. Высоту юбки h7 принимают, исходя из практических данных, равной 4 м. Общая высота колонны составляет: H=h1+ h2+ h3+ h4+ h5+ h6+ h7 =0,65+8,75+0,75+5,75+1,5+5,6+4=27,00 м 8 Расчет полезной тепловой нагрузки печи атмосферного блока
Печь атмосферного блока для нагрева и частичного испарения отбензиненной нефти подаваемой в колонну К-2 и «горячей струи» для подогрева низа колонны К-1. В расчете используем доли отгона, найденные с помощью ПЭВМ. Количество теплоты Qпол.(кВт), затрачиваемой на нагрев и частичное испарение отбензиненной нефти, определяется по формуле [12]: Qпол.=Gc∙(е∙Нt2п+(1-е)∙ Нt2ж- Нt1ж)/3600, где Gс – расход сырья, кг/ч; е – массовая доля отгона отбензиненной нефти на выходе из печи; Нt1ж, Нt2ж, Нt2п – энтальпия жидкой и паровой фаз отбензиненной нефти при температурах на входе (t1) и выходе (t2) из печи, кДж/кг. Зададимся следующими данными для расчета: - температура нефти на входе в печь- 260 оС; - температура выхода «горячей струи» в К-1 – 330 оС; - температура выхода нефти в К-2 – 360 оС; - давление в колонне К-1 – 350 кПа; - давление в колонне К-2 – 150 кПа; - расход «горячей струи» в К-1 (30% на сырье) – 329500∙0,3=98850 кг/ч; Таблица 8.1. - Для нахождения доли отгона в печи атмосферного блока | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Номер компонента |
Компоненты, фракции |
Массовая доля компонента в нефти, xi |
Массовая доля компонента в смеси, xi |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11 |
105-140°С |
0,0216 |
0,0233 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
12 |
140-180°С |
0,046 |
0,0499 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
13 |
180-210°С |
0,039 |
0,0423 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
14 |
210-310°С |
0,138 |
0,1496 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
15 |
310-360°С |
0,072 |
0,078 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16 |
360-400°С |
0,061 |
0,0661 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
17 |
400-450°С |
0,064 |
0,0694 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
18 |
450-500°С |
0,062 |
0,0672 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
19 |
>500°С |
0,419 |
0,4542 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Итого: |
0,9226 |
1,0000 |
Найденные доли отгона:
Поток в К-1
Peзультaты pacчeтa:
Мaccoвaя дoля oтгoнa пapoв e1= .1237363666296005
Мoльнaя дoля oтгoнa пapoв e= .2630500495433807
Мoлeкуляpнaя мacca иcxoднoй cмecи Mi= 326.7590942382812
Мoлeкуляpнaя мacca жидкoй фaзы Ml= 388.5292358398438
Мoлeкуляpнaя мacca пapoвoй фaзы Mp= 153.7045288085938
- энтальпия паровой фазы отбензиненной нефти на выходе из печи в колонну К-1 (3300С):
r1515=1,03∙М/(44,29+М)=1,03∙154/(44,29+154)=0,7999;
Нп=b∙(4 - r1515) – 308,99=425,15∙(4 – 0,7999) – 308,99=1051,52 кДж/кг;
- энтальпия жидкой фазы отбензиненной нефти на выходе из печи в колонну К-2 (3300С):
r1515=1,03∙М/(44,29+М)=1,03∙339/(44,29+339)=0,9110;
Нж =а/(r1515)0,5=742,00/0,91100,5=777,40 кДж/кг
- энтальпия жидкой фазы отбензиненной нефти на входе в печь при температуре 2600С (температура куба колонны К-1):
=0,9752+0,00270=0,9779
Нж =а/(r1515)0,5=533,75/0,97790,5=539,75 кДж/кг
Qпол. К-1= 98850∙(0,124∙1051,52+(1-0,124)∙777,40-539,75)=26,852∙106 кДж
Поток в К-2
Peзультaты pacчeтa:
Maccoвaя дoля oтгoнa пapoв e1= .3821409940719604
Moльнaя дoля oтгoнa пapoв e= .6407902240753174
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
Новости |
Мои настройки |
|
© 2009 Все права защищены.