Курсовой проект ЭЛОУ АВТ. Курсовой проект ЭЛОУ АВТ. Курсовой проект по дисциплине Первичная переработки нефти на тему Проект установки элоуавт
 Скачать 1.18 Mb.
|
|
7.6.2 Определение температуры в низу колонны Колонна работает с вводом водяного пара в нижнюю часть колонны, где происходит испарение наиболее легкой части углеводородов, на что тратится теплота и температура мазута снижается на 10-25°С по отношению к температуре входа сырья в зону питания. Принимаем температуру в низу колонны tниза=348-15=333°С 7.6.3 Расчет температуры вывода фракций. 7.6.3.1 Расчет парциальных давлений фракций. Расчеты парциальных давлений фракций представлены табл 7.5-7.8 Расчет парциального давления фракции 120-180°С в сечении ее вывода (Робщ=0,140 МПа) Таблица 7.5
Расчет парциального давления фракции 180-240°С в сечении ее вывода (Робщ=0,148 МПа) Таблица 7.6
Расчет парциального давления фракции 240-280°С в сечении ее вывода (Робщ=0,155 МПа) Таблица 7.7
Расчет парциального давления фракции 280-350°С в сечении ее вывода (Робщ=0,161МПа) Таблица 7.8
7.6.3.2 Определение температуры вывода боковых погонов и температуры в верху колонны Температура в верху колонны и температуры вывода боковых погонов определяем графическим методом. Для этого строим кривые ИТК и линии ОИ при атмосферном давлении соответствующих фракций и затем с помощью сетки Максвелла строим линии ОИ фракций при их парциальных давлениях, определенных в табл. 7.5-7.8. Парциальное давление фракции 105-180°С составляет 0,10178 МПа. Парциальное давление фракции 180-240°С составляет 0,089МПа. Парциальное давление фракции 240-280°С составляет 0,0546 МПа. Парциальное давление фракции 280-350°С составляет 0,0644 МПа.     Рис.7.3.Кривая ИТК и линии ОИ фракции 120-180°С при давлении 0,1 МПа       Рис. 7.4.Кривая ИТК и линии ОИ фракции 180-240 °С при давлениях 0,1 МПа и 0,089 МПа      Р    ис. 7.5. Кривая ИТК и линии ОИ фракции 240-280 °С при давлениях 0,1 МПа и 0,05 МПа    Рис. 7.6.Кривая ИТК и линии ОИ фракции 280-350 °С при давлениях 0,1 МПа и 0,064 МПа В результате проведенных построений мы получаем следующие температуры: для фракции 120-180°С tоикк=146°С для фракции 180-240°С tоинк=190°С для фракции 240-280°С tоинк=225°С для фракции 280-350°С tоинк=260°С 7.6.4 Тепловой баланс колонны Таблица 7.9 Материальный и тепловой баланс колонны К-2.
  7.6.5. Выбор количества и расхода циркуляционных орошений. Температура вывода циркуляционных орошений определяется суммой температуры вывода бокового погона и величиной перепада температуры на одну тарелку (∆t). tцоi = ti + 2·∆ti, где tцоi- температура вывода циркуляционного орошения, °С; ti- температура вывода соответствующего бокового погона, °С; ∆ti - перепад температуры на одну тарелку, °С.    Температуры вывода циркуляционных орошений: tцо1=190+2·4=198°С tцо2=225+2·4=233°С tцо3=260+2·11=282°С Температуру ввода циркуляционных орошений в колонну примем равным tвв. цо1=130°С tвв. цо2=160°С tвв. цо3=220°С  Рис. 7.6. Схема расположения циркуляционных орошений и нагруженных сечений в основной ректификационной колонне К-2. Рассчитаем расход циркуляционных орошений. Тепло, снимаемое циркуляционными орошениями ∆Q = ∆Q1 + ∆Q2 + ∆Q3, где ∆Qi - тепло, снимаемое i-м циркуляционным орошением, кДж/ч. ∆Q = Qприх – Qрасх=97,27·103-87,47·103=9,8·103 кДж/кг Тепло, снимаемое циркуляционным орошением находится по формуле ∆Qi=gцо·(hвыв. цо-hвв. цо) где gцо - расход циркуляционного орошения, кг/ч; hвыв. цо-энтальпия циркуляционного орошения, выводимого из колонны, кДж/ч; hвв. цо-энтальпия циркуляционного орошения, вводимого в колонну, кДж/ч ∆Q1= gцо1·(h198-h130)=gцо1·(452-280) ∆Q2= gцо2·(h233-h160)=gцо2·(542-350) ∆Q3= gцо3·(h282-h220)=gцо3·(673-499) Примем, что расход циркуляционных орошений одинаков по массе, тогда 9,8·103= gцо·(452-280)+ gцо·(542-350)+ gцо·(673-499)= gцо·172+ gцо·192+ gцо·174=538· gцо Отсюдаgцо=18,22 кг/ч. ∆Q1= 18,22·(452-280)=3,13·103 кДж/ч ∆Q2= 18,22·(542-350)=3,5·103 кДж/ч ∆Q3= 18,22·(673-499)=3,17·103 кДж/ч ∆Q=∆Q1+∆Q2+∆Q3 9,8·103=3,13·103+3,5·103+3,17·103 9,8·103кДж/ч =9,8·103кДж/ч 7.7. Определение основных размеров колонны. 7.7.1. Расчёт нагрузки сечений по парам и жидкости. Диаметр колонны рассчитываем с учетом максимальной нагрузки по парам и жидкости. Для определения нагрузки рассматриваем несколько сечений колонны. Сечение I-I - сечение под верхней тарелкой  Рис. 7.7. Эскиз сечения I-I. Составляем материальный баланс по парам и жидкости в сечении I-I. Нагрузка по парам GI-I = G120-180 + gгоо, где GI-I - поток паров, проходящий через сечение I-I, кг/ч; G120-180 - количество паров фракции 120-180оС, G120-180 = 10,9 кг/ч Нагрузка по жидкости gI-I = gгоо, где gгоо - расход горячего орошения, возникающего от острого орошения, кг/ч. Это орошение образуется в результате контакта паров, поднимающихся по колонне с острым орошением в верхней части колонны. Пары частично конденсируются, образовавшаяся флегма и является горячим от острого орошения. Ее количество находится по формуле  где gгоо - расход горячего от острого орошения, кг/ч; Hверх - энтальпия паров в верху колонны, кДж/кг; h tI-I- энтальпия жидкой фазы потока острого орошения, кДж/кг; Н tI-I - энтальпия паровой фазы потока при температуре в сечении I-I, кДж/кг; h tI-I - энтальпия жидкой фазы потока при температуре в сечении I-I, кДж/кг; Температуру в сечении I-I (сечении под верхней тарелкой) найдем из уравнения tI-I = tверха + ∆t, где  tI-I=150+5=155°C  Для фракции 105-180оС (ρ204 = 0,748, ρ1515 = 0,752) Н150 = 693, кДж/кг; h40 = 80,97 кДж/кг; Н155 = 649,68 кДж/кг; h155 =348,55 кДж/кг; gоо = 21,8кг/ч  GI-I=10,9+40,42=51,32кг/ч gI-I = gгоо.=40,42 кг/ч. где gI-I - поток жидкости, проходящий через сечение I-I, кг/ч; Сечение II-II - сечение над тарелкой вывода первого циркуляционного орошения. Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении II-II. Нагрузка по парам: GII-II = G120-180 + G180-240 + Gфл180-240 + gцо1, где GII-II - поток паров, проходящий через сечение II-II, кг/ч; G180-240 - количество паров фракции 180-240оС, G180-240 = 12,6 кг/ч Gфл180-240 - количество флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 180-240оС, кг/ч. Принимаем, что количество флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 180-240оС остается постоянным до тарелки вывода фракции 240-280оС, изменяется только ее состав. Gфл180-240= 25.2 кг. gг.ц.о.I – горячее орошение, возникающее от первого циркуляционного орошения, кг/ч.  Рис. 7.8. Эскиз сечения II-II.  где ∆Q1 - тепло, снимаемое первым циркуляционным орошением (ЦО1), кДж/ч; ∆Q1 = gцо1· (h198 – h130) = 18.22 · (452 – 280) =3.13· 103 кДж/ч, Нt и ht - энтальпия паров и жидкости ЦО1 при температуре t=198оС. Условно принимаем, что плотность ЦО1 равна плотности фракции 180- 240оС (ρ204 = 0,780, ρ1515 = 0,784). Энтальпии паров и жидкости ЦО1 равны Н198 = 732,0 кДж/кг; h198 = 452 кДж/кг;  GII-II=10,9+12,6+25,2+18,2=66,92 кг/ч. Нагрузка по жидкости gII-II = Gфл180-240 + gцо1 + gгцо1, где gII-II - поток жидкости, проходящий через сечение II-II, кг/ч; gцо1 - расход ЦО1, кг/ч; gцо1 = 18,22кг/ч. gII-II = 25,2+18,22+11,18=54,6 кг. Рассчитывать нагрузку в сечении над тарелкой вывода ЦО1 нет смысла, поскольку это сечение имеет нагрузку по парам такую же, а по жидкости меньше на gцо1, чем рассмотренное сечение. Сечение III-III – над тарелкой вывода второго циркуляционного орошения. Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении III-III. Нагрузка по парам: G III-III = G120-180 + G180-240 + G240-280 + Gфл240-280 + gгц2, где GIII-III - поток паров, проходящий через сечение III-III, кг/ч; G240-280 - количество паров фракции 240-280оС, G180-240=12.6 кг/ч Gфл240-280 - количество флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 240280оС, кг/ч. Принимаем, что количество флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 240-280оС остается постоянным до тарелки вывода фракции 280- 350оС, изменяется только ее состав. Gфл240-280= 16,6 кг/ч gгцо2 – горячее орошение, возникающее от второго циркуляционного орошения, кг/ч.  где ∆Q2 - тепло, снимаемое вторым циркуляционным орошением (ЦО2), кДж/ч; ∆Q2 = gцо2· (h233 – h160) = 18.22·(542 – 350) = 3,5·103 кДж/ч; Нt и ht - энтальпия паров и жидкости ЦО2 при температуре t=233оС. Условно принимаем, что плотность ЦО2 равна плотности фракции 240- 280оС (ρ204 = 0,797 ,ρ1515 = 0,801). Энтальпии паров и жидкости ЦО2 равны Н233 = 805,97 кДж/кг; h233 = 542 кДж/кг;   Рис.7.9 . Эскиз сечения III-III. G III-III=10,9+12,6+8,3+16,6+13,26=61,66 кг/ч. по жидкости: gIII-III = Gфл240-280 + gцо2 + gгцо2, где gIII-III - поток жидкости, проходящий через сечение III-III, кг/ч. gIII-III = 16,6+18,22+12,2= 48,08 кг/ч. Сечение IV-IV - сечение над тарелкой вывода третьего циркуляционного орошения. Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении IV-IV. Нагрузка по парам: G IV-IV = G120-180 + G180-240 + G240-280 + G280-350 + Gфл280-350 + gгцо3, где GIV-IV - поток паров, проходящий через сечение IV-IV, кг/ч; G280-350 - количество паров фракции 280-350оС, G180-240 =12,6 кг/ч.; Gфл280-350 - количество флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 280-350оС, кг/ч. Принимаем, что количество флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 280-350оС остается постоянным до тарелки ввода сырья в колонну, изменяется только ее состав. Gфл280-350 = 27,8 кг/ч gгцо3 – горячее орошение, возникающее от второго циркуляционного орошения, кг/ч. Оно рассчитывается по формуле  где ∆Q3 - тепло, снимаемое третьим циркуляционным орошением (ЦО3), кДж/ч; ∆Q3 = gцо3· (h282 – h220) = gцо3· (673 – 499) = 18,22· (673 – 499) = 3,17· 103 кДж/ч. Нt и ht - энтальпия паров и жидкости ЦО3 при температуре t=295оС. Условно принимаем, что плотность ЦО3 равна плотности фракции 280-350оС (ρ204 = 0,820, ρ1515 = 0,824). Энтальпии паров и жидкости ЦО3 равны Н282 =916 кДж/кг; h282 = 673 кДж/кг;  G IV-IV = 10,9+12,6+8,3+13,9+27,8+13,05= 86,55 кг/ч.  Рис. 7.10 . Эскиз сечения IV-IV. Нагрузка по жидкости: gIV-IV = Gфл280-350 + gцо3 + gгцо3. где gIV-IV - поток жидкости, проходящий через сечение IV-IV, кг/ч. gIV-IV= 27,8+18,22+13,05= 59,07 кг/ч. Сечение V-V - сечение в зоне питания. Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении V-V. Нагрузка по парам: GV-V = L + Gфл280-350 – gм, где L - расход сырья на входе в колонну, кг/ч; gм - расход мазута, кг/ч. GV-V = 100 + 27,8 – 54,3 = 73,5 кг/ч. Нагрузка по жидкости: gV-V = L ·(1 – ē) + Gфл280-350, где ē - массовая доля отгона. gV-V = 100 · (1 – 0,457) + 27,8 = 82,1 кг/ч.  Рис. 7.11. Эскиз сечения V-V. Таблица 7.10 Нагрузки по парам и жидкостям в различных сечениях колонны.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
