Установка АВТ. Ение смесей и очистка продуктов типичные и широко распространенные задачи химической технологии
 Скачать 4.73 Mb.
|
|
2.7.3 Нижнее сечение колонны Количество тепла, снимаемое первым циркуляционным орошением:  QЦ1=34600247,82 – 5759371,21 – 11906478,88 = 16934397,73 кДж/ч. Количество первого циркуляционного орошения:   – энтальпия первого циркуляционного орошения, подаваемого при принятой температуре tЦ1=1000С на 16-ю тарелку, кДж/кг:  – энтальпия жидкостного потока на 15-й тарелке:  Количество флегмы стекающей с 15-й тарелки на 14-ю:   – энтальпия парового потока на 14-й тарелке:   Флегмовое число на данной тарелке:   Количество нефтяных и водяных паров, поднимающихся с 14-й тарелки: G14 = g15 + D2 + R3 + Z1 +R2 G14=68508,20+13942,5+10757,18+2730,34+25928,31=121866,52 кг/ч Объем паров над 14-й тарелкой:   Плотность паровой фазы над 14-й тарелкой:  Относительная плотность жидкой фазы на 15-й тарелке при рабочих условиях:   Абсолютная плотность жидкой фазы:  Нагрузка 15-й тарелки по жидкости:  Результаты расчётов по всем сечениям колонны сводим в таблицу 2.15. Таблица 2.15 Внутренние материальные потоки
По данным таблицы видно, максимальную нагрузку как по жидкой, так и по паровой фазе. 2.8 Диаметр колонны При определении диаметра колонны проводим расчеты по сечению, имеющему максимальную нагрузку по парам. Диаметр колонны рассчитывается из уравнения расхода:  Максимальная допустимая скорость паров:  , м/сгде Сmax – коэффициент, зависящей от типа тарелки, расстояния между тарелками, нагрузки по жидкости;  и - плотность жидкой и паровой фазы в данном сечении колонны, кг/м3.Сmax = K1 ∙ K2 C1 – К3( – 35). Коэффициент находим из следующего выражения:  ,где LЖ – нагрузка тарелки по жидкости, м3/ч(табл.2.15); Vi – объемный расход паров в данном сечении, м3/ч; n – число потоков жидкости на тарелке. Примем к установке тарелки клапаные прямоточные, расстояние между тарелками 600 мм. Число потоков по жидкости на тарелке равным двум. Тогда К1=1,15; C1 = 1050, K2= 1,0, К3 = 4,0.  Сmax = 1,15 ∙ 1050 ∙ 1,0 – 4∙(26,91 – 35) = 1239,86  = 1,12 м/сДиаметр колонны:  Полученный диаметр округляем в большую сторону. Примем диаметр колонны DK = 2,8 м [1,с.46]. Проверяем скорость паров при принятом диаметре колонны, м/с:  Она находится в допустимых пределах (0,6-1,15 м/с) для атмосферных колонн и расстоянии между тарелками 600 мм. Расход жидкости на единицу длины слива, м3/(м∙ч):  ,где - относительная длина слива, обычно находится в пределах 0,65-0,75. Полученное значение меньше максимально допустимого, которое составляет LVдоп=65 м3/(м∙ч), значит число потоков равно 2. Параметры Wn и Lv находятся в допустимых пределах. Следовательно диаметр колонны 2,8 м принят верно. 2.9 Уточнение температур вывода боковых фракций 2.9.1 Уточнение температуры вывода керосина Уравнение материального баланса:  ,где  ; Уравнение теплового баланса:  Или  ,Правая часть уравнения – это тепло, снимаемое холодным орошением QХОЛ. Тогда количество флегмы, стекающей с 28-й тарелки, кг/ч:  , кг/ч   Для расчета парциального давления нефтяных паров под 28-й тарелкой составляем таблицу 2.16. Таблица 2.16 Парциальное давление паров
Молекулярный вес флегмы, стекающей с 28-й тарелки, соответствует молекулярному весу жидкости на этой тарелке. Мольный расход определяется по выражению:  Парциальное давление потоков:  где Р28 – абсолютное давление под 28-й тарелкой. Р28=144,2 кПа. Парциальное давление нефтяных паров под 28-й тарелкой: P28НП =РD2+Рg28= 37,44 + 33,05 = 70,49 кПа В предварительном расчете температуры вывода керосина с 27-й тарелке парциальное давление нефтяных паров было принято 101,3 кПа и t27 = 223С. Производим корректировку температуры вывода керосина с 27-й тарелки. Для этого строим новую прямую ОИ керосина по методу Пирумова при давлении 70,49 кПа и находим температуру начала ОИ. При этом давлении прямая сместится вниз по оси температуры. Получаем t’27 = 204С. Уточняем температуру керосина на выходе из стриппинга, 0С: t’кер = t’27 – 20C = 204 – 20 = 184C При этой температуре определяем энтальпию жидкого керосина I’кер и количества тепла, выводимое керосином из стриппинга:   Определяем величину изменения этого тепла  : Так как  , то с керосином уходит меньше тепла, чем ранее. Поэтому вторым циркуляционным орошением необходимо снимать уже больше тепла, кДж/кг: Корректируем количество второго циркуляционного орошения:   2.9.2 Уточнение температуры вывода дизтоплива Уравнение материального баланса:  ,где  ; Уравнение теплового баланса:  Или  Так как Qхол=gхол(  ), то количество флегмы, стекающей с 28-й тарелки, кг/ч:    Для расчета парциального давления нефтяных паров под 28-й тарелкой составляем таблицу 2.17 Таблица 2.17 Парциальное давление паров
Молекулярный вес флегмы, стекающей с 18-й тарелки, соответствует молекулярному весу жидкости на этой тарелке. Мольный расход определяется по выражению: Парциальное давление потоков:  где Р18 – абсолютное давление под 18-й тарелкой. Р18=150,2 кПа. Парциальное давление нефтяных паров под 18-й тарелкой, кПа:  =РD2+РR3+Pg18= 29,44+17,79+48,62= 95,85 кПаПереносим прямую ОИ дизтоплива вверх по графику Кокса на рассчитанное парциальное давление. Определяем температуру начала ОИ – это будет новая температура вывода дизтоплива в стриппинг с 17-й тарелки  .Уточняем температуру вывода дизтоплива из стриппинга, 0С: t’ДТ = t’17 – 15C = 282 – 15 = 267C При этой температуре корректируем количество тепла, выводимое дизтопливом из стриппинга, кДж/ч  Определяем величину изменения этого тепла  : Так как  , то с дизтопливом уходит больше тепла, чем ранее. Поэтому вторым циркуляционным орошением необходимо снимать уже меньше тепла, кДж/кг: Корректируем количество второго циркуляционного орошения, кг/ч:   В нашем случае произошла корректировка температуры вывода керосина и дизтоплива, составляем новый, скорректированный тепловой баланс колонны К-2.В новом балансе должно выполняться условие:  Таблица 2.18 Уточненный тепловой баланс колонны
Qприх – Qрасх. = 40160,46– 2978,37 = 10182,09кВт Qхол+QЦ1+Q’Ц2= 5759371,21+18457044,70+12439115,88 =10182,09кВт Условие выполняется. |
, кг/м3
,кг/м3
Z