Установка АВТ. Ение смесей и очистка продуктов типичные и широко распространенные задачи химической технологии
 Скачать 4.73 Mb.
|
|
2.3 Описание атмосферной колонны Атмосферная колонна К-2 является сложной колонной состоящей из трех простых колонн (рис.2.2). Избыточное тепло в колонне снимается сверху колонны с помощью острого испаряющегося орошения и по высоте колонны двумя промежуточными циркуляционными орошениями. Количество циркуляционных орошений примем равным количеству боковых фракций. На основании литературных данных примем следующее число тарелок в концентрационной части колонны: в секциях бензина, керосина и дизтоплива – по 8 тарелок. На каждое циркуляционное орошение примем по 2 тарелки. В отгонной части колонны и в стриппинг-секциях примем по 6 тарелок. Таким образом, при наличии двух циркуляционных орошений в колонне общее число тарелок в атмосферной колонне будет 34. Принципиальная схема атмосферной колонны   Рис.2. 2.4 Физические характеристики по высоте колонны 2.4.1 Давление Примем давление вверху колонны (над верхней, 34-ой тарелкой) 140 кПа. Это немного выше атмосферного и необходимо для преодоления гидравлических сопротивлений при прохождении паров дистиллята через конденсатор-холодильник. Примем к установке в колонне клапанные тарелки. По справочным данным гидравлическое сопротивление одной клапанной тарелки составляет  =0,6 кПа. Рассчитаем абсолютное давление под каждой тарелкой по высоте колонны, начиная сверху (табл.2.5).Таблица 2.5 Физические характеристики по высоте колонны
2.4.2 Плотность и молекулярный вес Плотность жидкости в отдельных сечениях колонны принимается из расчёта равномерного перепада её по тарелкам. Поэтому, зная плотность в конечных данного сечения колонны, рассчитываем её по отдельным тарелкам. Так, относительная плотность бензина D2 составляет 0,7736. Это соответствует плотности жидкости на верхней, 34-ой тарелке. Плотность керосина 0,8080 – это плотность жидкости, стекающей с нижней 1-ой тарелки стриппинга К-3/2. Бензиновую секцию колонны (8 тарелок) и керосиновай стриппинг К-3/2 (6 тарелок) можно представить как простую колонну из 14 тарелок, дистиллят которой бензин D2 , а остаток – керосин. Зная плотности на верхней и нижней тарелках этой простой колонны, рассчитаем плотности по оставшимся тарелкам. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал:  Плотность на 33-ей тарелке 0,7736+0,0026=0,7763 Плотность на 32-ой тарелке 0,7762+0,0026=0,7789 И так далее. После 27-ой тарелки колонны переходим на 6-ю тарелку керосинового стриппинга. Плотности на тарелка керосинового стриппинга приводятся в табл.2.4.2.2. Следующее сечение – между 27-ой тарелкой основной колонны и первой тарелкой стриппинга К-3/1, с которой стекает дизтопливо с плотностью 0,8494. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал в данном сечении составляет:  Плотность на 26-ой тарелке 0,7921+0,0036=0,7957 Плотность на 25-ой тарелке 0,7957+0,0036=0,7993 После 17-ой тарелки переходим на 6-ю тарелку дизельного стриппинга. С 1-ой тарелки основной колонны стекает мазут с плотностью 0,9513. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал в сечении между 17-ой и 1-ой тарелками составляет:  Плотность на 16-ой тарелке 0,8279+0,0077=0,8356 Плотность на 15-ой тарелке 0,8356+0,0077=0,8433 И так далее. Аналогично плотности рассчитывается молекулярный вес. Таблица 2.6 Физические характеристики в стриппинг-секциях
2.4.3 Температура Температуры верха колонны и вывода боковых фракций определяются графическим методом. Сначала строятся кривые ИТК фракций бензина, керосина и дизтоплива. Для построения ИТК фракции бензина 140-2000С составляется таблица 2.7. В табл.2.7 выход узких фракций на бензин рассчитывается по пропорции, принимая потенциальное содержание 8,84%масс. За 100%. Например, для узкой фракции 140-1420С:  %масс.Суммарный выход для узкой фракции 142-1630С: 1,81+30,6=32,4 Таблица 2.7 Выход узких фракций бензина 140-2000С
Далее по точкам 1400 – 0%; 1420 – 1,8%; 1630 – 32,4%; 1780 – 62,5%; 1950 – 93,9%; 2000 – 100% строятся кривые ИТК бензина (рис.2.3). По той же методике строятся кривые ИТК для керосина и дизтоплива. Таблица 2.8 Выход узких фракций керосина 200-2500С
Таблица 2.9 Выход узких фракций дизтоплива 250-3600С
Таблица 2.10 Характеристика кривых ИТК фракций
Температуры начала и конца прямых однократного испарения (табл. 2.11) находим по графику Обрядчикова и Смидович, по результатам строим прямые ОИ фракций. Таблица 2.11 Параметры прямых ОИ фракций
Для построения прямой ОИ, например, для бензина находим на рис.2.3 на оси абцисс точку 35% проводим вертикаль до пересечения с кривой ИТК и далее горизонталь влево до пересечения с осью ординат. Получаем первую точку прямой ОИ, соответствующей 0 % отгона. Затем проводим вертикаль от точки на оси абцисс 58% до пересечения с кривой ИТК и далее горизонталь вправо. Получаем вторую точку прямой ОИ, соответствующей 100% отгона. Соединив эти две точки, получаем прямую ОИ бензина. Аналогично по данным табл.2.11 строятся прямые ОИ для керосина и дизтоплива. Далее корректируем прямую ОИ бензина на его парциальное давление вверху колонны. Задаёмся расходом водяного пара в низ колонны (Z1) 3% масс. от мазута и в стриппинг-секции (Z2 и Z3) 2% масс. от бокового погона:  кг/ч кг/ч кг/чОбщий расход водяного пара:  кг/чПарциальное давление бензиновых паров наверху колонны:  , кПагде – абсолютное давление наверху колонны, кПа ( = 140 кПа) МD2 – молекулярный вес тяжелого бензина (МD2 = 143) gx – количество острого холодного орошения.  – молекулярный вес воды ( = 18)Принимаем предварительно кратность орошения 3:1, тогда количество острого холодного орошения: gxол = 3 ∙D2 = 41827,50 кг/ч.  РБ=703,84 мм.рт.ст. Далее корректируем прямую ОИ бензина на давление 93,82кПа. Новая прямая ОИ будет параллельна старой и располагаться выше, так как давление выше атмосферного (101,3 кПа). Поэтому для построения новой ОИ достаточно найти одну точку, через которую и проводим прямую, параллельную старой ОИ. Для этого по методу Пирумова находим температуру, соответствующую точке пересечения ИТК и ОИ бензина при атмосферном давлении и по графику Кокса, корректируем эту точку на парциальное давление бензиновых паров. Точка пересечения ИТК и ОИ бензина при атмосферном давлении 101,3 кПа составляет 170С. При парциальном давлении 93,82 кПа эта температура понизится до 166С. Через полученную точку проводим прямую, параллельную прямой ОИ, построенной при атмосферном давлении. Получаем прямую ОИ при рассчитаном давлении. Температура верха колонны соответствует температуре конца прямой ОИ бензина при давлении 93,82 кПа. По графику tверха=1730С. Эта температура соответствует температуре верхней, 34-ой тарелки, т.е. t34=1730С. Температура вывода керосина с 27-ой тарелки соответствует температуре начала ОИ керосина. По графику t27=2230С. Температура вывода дизтоплива с 17-ой тарелки соответствует температуре начала ОИ дизтоплива. По графику t17=2880С. Примем температуру сырья на входе в колонну 3550С, т.е.  =3550С.Перепад температур в стриппинг-секциях зависит от расхода водяного пара и примерно оценивается величиной, равной (710)∙Z; для стриппинг-секций тяжелых фракций эта величина ниже, чем для легких. Например, для керосинового стриппинга К-3/2 этот перепад составит 20С, и тогда температура вывода керосина из стриппинга: tкер= 223–20=203С Эта температура соответствует температуре нижней 1-й тарелки керосинового стриппинга. Для дизельного стриппинга К-3/1 перепад равен 15С, и температура вывода дизтоплива из стриппинга: tдт= 288–15=273С. Эта температура соответствует температуре нижней 1-й тарелки дизельного стриппинга: tмаз=355-25=330С Так как сырьё колонны поступает на 6-ю тарелку, то температура на этой тарелке t6=3550С. Полученные таким образом температуры на соответствующих тарелках вносим в таблицы 2.5 и 2.6. Остальные температуры на тарелках определяем аналогично плотности из расчёта равномерного перепада по каждому сечению. Примем температуру холодного орошения вверху колонны tхол=35С, температуру ввода второго циркуляционного орошения tЦ2=70С (орошение поступает на 26-ю тарелку), температуру первого циркуляционного орошения tЦ1=100С (орошение поступает на 16 тарелку). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
