Маслоблок нефтеперерабатывающий очистка установка
 Скачать 4.33 Mb.
|
7. РАСЧЁТ ЭКСТРАКЦИОННОЙ КОЛОННЫЭкстракция сырья растворителем в заводских условиях протекает по принципу противотока либо в колоннах, либо в аппаратах ступенчатой экстракции [12]. В промышленной практике селективной очистки масляных фракций фурфуролом и N-метилпирролидоном применяют роторно-дисковые контакторы (РДК), которые имеют ряд преимуществ перед экстракционными колоннами (см. п.5). 7.1 Материальный баланс РДКФракция 420 – 500ºС западно-сургутской нефти в количестве 24763,7 кг/ч, являющаяся сырьём установки селективной очистки масляных фракций N-метилпирролидоном, подвергается деаэрации в вакууме в присутствии водяного пара, а затем поступает в нижнюю часть РДК. В верхнюю часть контактора подаётся сухой N-метилпирролидон; кратность растворителя к сырью составляет 2:1 [10, 29]. Сверху РДК выводится рафинатный раствор, содержащий 15% масс. N-метилпирролидона [14], а снизу выводится экстрактный раствор. Материальный баланс РДК, рассчитанный на основании вышеуказанных данных, представлен в таблице 7.1. Таблица 7.1 – Материальный баланс РДК
7.2 Тепловой баланс РДКПроцесс экстракции протекает при атмосферном давлении, равном 101,325 кПа. Согласно литературным данным [29; 30], принимаем следующий температурный режим РДК: температура верха: 70ºС; температура низа: 55ºС; температура ввода сырья: 48ºС; температура подачи растворителя: 74ºС (на 4-8ºС выше, чем температура уходящего рафинатного раствора [21]). Таким образом, температурный градиент экстракции в данном случае составляет 70 – 55 = 15ºС. Температура в верхней части РДК регулируется температурой подачи сухого растворителя, а температура в нижней части частично регулируется температурой ввода сырья. Кроме того, для создания необходимого температурного градиента в контакторе, а также для повышения чёткости разделения и увеличения выхода рафината в нижнюю часть РДК подаётся некоторое количество охлаждённого экстрактного раствора (рециркулята), имеющего температуру 35ºС. Пренебрегая потерями тепла в окружающую среду, можно записать в общем виде уравнение теплового баланса:  , где Qввода – общее количество тепла, вводимое в РДК с сырьём, с растворителем и с рециркулятом при 35ºС; Qвывода – общее количество тепла, которое выводится из РДК с рафинатным и экстрактным растворами, а также с рециркулятом (55ºС). Плотности и энтальпии N-метилпирролидона, а также рафинатного и экстрактного растворов в парообразном и жидком состоянии при различных температурах и давлениях, необходимые для последующих расчётов, определяются при помощи справочной системы программы РRO/II 5.61 with PROVISION фирмы SIMSCI. ПРИХОД ТЕПЛА: 1) Тепло, вводимое с сырьем, находится по формуле [31]:  , где GС – количество сырья, кг/ч;  – энтальпия сырья в жидком состоянии при 48ºС, кДж/кг.Энтальпия жидкости рассчитывается по формуле:  , где а = 84,98 кДж/кг при 48ºС (см. приложение 14 [31]). Плотность фракции 420 – 500°С западно-сургутской нефти при 20°С составляет 921 кг/м³. Относительную плотность этой фракции при 15°С можно определить по формуле:  , где  – относительная плотность фракции при 20°С, равная 0,921;б – средняя температурная поправка относительной плотности на один градус, равная 0,000607 (см. приложение 1 [31]). Итак,   кДж/кг кВт2) Тепло, вводимое с растворителем, определяется по формуле:  , где GN-МП – количество N-метилпирролидона, кг/ч;  – энтальпия растворителя в жидком состоянии при 74°С, равная 131,35 кДж/кг. кВтРАСХОД ТЕПЛА: 1) Тепло, уносимое рафинатным раствором из верхней части РДК, находится по формуле:  , где GРР – количество рафинатного раствора, кг/ч;  – энтальпия рафинатного раствора, находящегося в жидком состоянии, при 70°С, равная 133,31 кДж/кг. кВт2) Тепло, уносимое экстрактным раствором из нижней части РДК, находится по формуле:  , где GЭР – количество экстрактного раствора, кг/ч;  – энтальпия экстрактного раствора, находящегося в жидком состоянии, при 55°С, равная 97,62 кДж/кг. кВтРезультаты расчёта теплового баланса РДК без учёта тепла, снимаемого при помощи рециркуляции части экстрактного раствора, представлены в таблице 7.2. Таблица 7.2 – Тепловой баланс РДК (без учёта рециркуляции)
Количество циркулирующего экстрактного раствора GЦ определяется по формуле [15]:  , где  – энтальпия циркулирующего экстрактного раствора в жидком состоянии при температуре подачи его в РДК (35°С), равная 54,43 кДж/кг. кг/с, или 20029,6 кг/чКоличество рециркулята не должно превышать 30% от общего объема фаз, в противном случае нормальный режим работы РДК будет нарушен. В данном случае количество рециркулята составляет 26,96% от общего объема фаз, что меньше 30%. Тепловой баланс РДК с учётом рециркуляции части экстрактного раствора представлен в таблице 7.3. Таблица 7.3 – Тепловой баланс РДК (с учётом рециркуляции)
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
