расчет курсовой. Технологическая часть. 2 Технологическая часть 1 Описание принципиальной технологической схемы установки
 Скачать 50.75 Kb.
|
|
2.4 Минимальное число теоретических тарелок. Состав дистиллята и остатка Проведём расчет методом температурной границы деления смеси. Для этого определяем мольный отбор дистиллята Е'. В нашем случае Е' принимаем равным сумме мольных долей первых четырех фракций, которые должны пойти в дистиллят. Мольные доли компонентов находятся из формулы:  Е'=0,0987 + 0,0827 + 0,1016 + 0,0948 = 0,3779 Определяем самый тяжелый компонент, который должен пойти в дистиллят – это четвёртый компонент 80-105оС. Задаемся степенью извлечения этого компонента в дистиллят φD4: φD4 = 0,8 Это означает, что 80% этого компонента от потенциального его содержания в нефти пойдёт в дистиллят. В общем случае, чем выше степень извлечения компонента, тем больше требуется теоретических тарелок в колонне. Степень извлечения этого компонента в остаток φW4: φW4 = 1 - φD4 = 0,2 Находим мольную долю четвёртого компонента в дистилляте (  ) и в остатке ( ):  Коэффициент распределения ψ4 четвёртого компонента:  Примем на основании производственных данных среднее давление в отбензинивающей колонне: Рср = 4,5 ат = 0,45 МПа Определяем температурную границу деления смеси. Температурная граница – это значение температуры ТЕ, находящееся между значениями температур кипения при рабочих условиях ключевых компонентов, лежащих по разные стороны воображаемой линии деления нефти. В первом приближении значение ТЕ можно найти как среднее арифметическое между температурами кипения ключевых компонентов. В нашем случае ключевыми фракциями являются четвёртый и пятый компоненты: 80-105оС и 105-136оС. При среднем давлении в колонне Рсрнаходим температуры кипения этих фракций – Т4 и Т5. Для расчёта используем уравнение Ашворта. Сначала определяем функцию 𝑓(То) всех компонентов по формуле:  где Т0 - средняя температура кипения компонента при атмосферном давлении, К: Т0 = tср + 273 Например, для первого компонента (газ до С4):  Результаты расчетов 𝑓(То) для всех фракций приведены в таблице 2.3 Таблица 2.3 – Значения параметра 𝑓(То) компонентов
Определяем параметр 𝑓(Т) для ключевых компонентов по формуле:  где Рср – среднее давление в колонне, ат.   Находим температуры кипения четвёртого и пятого ключевых компонентов при среднем давлении в колонне 4,5 ат:   Истинная величина ТЕ находится между Т4 и Т5 и определяется методом подбора такого её значения, которое удовлетворяет следующим условиям:  , ,где  и  – мольные доли компонентов в дистилляте и в остатке соответственно.В нашем случае температурная граница деления нефти равна: TE = 459 K Определяем функцию 𝑓(ТЕ) по формуле:  где TE – температурная граница.  Рассчитываем давление насыщенных паров Рi (ат) всех компонентов при температуре ТЕ по уравнению Ашворта:  где Т0 – средняя температура кипения компонента при атмосферном давлении, К;   Находим коэффициенты относительной летучести αi всех компонентов:  где Рi – парциальное давление i-той фракции; Рср – среднее давление.  Рассчитываем минимальное число теоретических тарелок в колонне:  где  - коэффициент распределения, Определяем коэффициенты распределения ψi и мольные доли всех компонентов в дистилляте и в остатке всех компонентов:    Коэффициент распределения первого компонента:  Мольная доля первого компонента в дистилляте и остатке:   Результаты расчёта для всех компонентов представлены в табл. 2.4. Таблица 2.4 – Мольный состав дистиллята и остатка
2.5 Материальный баланс колонны Материальный баланс предприятий нефтепереработки составляется из расчёта 340 рабочих суток в году. Остальное время отводится на капитальный и текущий ремонт. Мольный и массовый состав сырья рассчитан в таблице 2.2. Мольный состав дистиллята и остатка определён в таблице 2.4. Вносим эти данные в таблицу 2.5. Компоненты в дистилляте и остатке, содержание которых близко к нулю, не учитываем. Мольный состав дистиллята и остатка пересчитываем в массовый по формуле:  Например, массовая доля первого компонента в дистилляте составит:    или массовый процент:  Составление материального баланса начинаем с прихода – сырья колонны. Из условия известно, что расход сырья составляет 6 млн т в год. Расход сырья в кг/ч:  Зная массовый состав сырья, определяем массовые расходы отдельных компонентов по пропорции. Например, массовый расход первого компонента:  Рассчитаем среднюю молярную массы сырья Мн:    Определяем мольный расход сырья:  Зная мольный состав сырья, определяем мольные расходы отдельных компонентов по пропорции. Например, мольный расход первого компонента:  Массовый расход компонентов переводим из кг/ч в тыс. т/г. Например, для первого компонента:  Мольный расход дистиллята находим из уравнения материального баланса по i-му компоненту:  где  - мольный расход сырья, дистиллята и остатка соответственно, кмоль/ч; - мольные доли i-го компонента в сырье, дистилляте и остатке соответственно.Учитывая, что  уравнение материального баланса для ключевого 4-го компонента (80-105оС) будет выглядеть следующим образом:  Отсюда находим мольный расход дистиллята:  Первый компонент (газ до С4) полностью поступает из сырья в дистиллят. Поэтому мольный расход его в дистилляте будет равен мольному расходу в сырье – 432,23 кмоль/ч. Для остальных компонентов мольный расход находим по пропорции. Например, для второго компонента:  Средняя молярная масса дистиллята: |
