Процессы и аппараты. Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Процессы и аппараты нефтегазпереработки и нефтехимии
 Скачать 1.57 Mb.
|
|
Для верхней части для 1040С Рассчитываем объемные доли   Тогда  Для нижней части , для 116,00С  Тогда  Допустимая скорость в верхней части колонны     Допустимая скорость в нижней части колонны  Расчетный диаметр верхней части колонны  Расчетный диаметр нижней части колонны  Принимаем единый диаметр колонны по наибольшему диаметру и в соответствии с нормальным рядом диаметров,  При этом действительные скорости паров в колонне составят Для верха   Для низа  По каталогу для колонны диаметром 3800мм выбираем колонну с тарелкой с прямоточными клапанами однопоточная ТКП со следующими размерами  :  Рисунок 9 . Характеристика принятого к расчету колонного аппарата с клапанными тарелками Скорость пара в рабочем сечении тарелки Для верха  Для низа  2.3 Ступени контакта процесса 2.3.1 Определение числа ступеней контакта Рассчитываем коэффициенты массопередачи и высота колонны Для расчета высот рассчитываем вязкости паров для нижней и верхней частей колонны и коэффициенты диффузии для жидкой и паровой фазы Рассчитываем вязкость паров для верхней части колонны  Рассчитываем вязкость паров для нижней части колонны  Вязкость жидкости для верхней части колонны   Вязкость жидкости для нижней части колонны   Расчет коэффициента диффузии в жидкости для верхней части колонны  (6)Коэффициент диффузии в жидкости для верхней части колонны при 200С  Где  =1 коэффициенты зависящие от свойств растворенного вещества и растворителя   -плотность гептана при температуре кипения    - вязкость жидкости при 200СРассчитываем b  , подставляя значения в (6) получим  Рассчитываем коэффициент диффузии в жидкости для нижней части колонны  (6)Коэффициент диффузии в жидкости для нижней части колонны при 200С  Где =1 коэффициенты зависящие от свойств растворенного вещества и растворителя  -плотность гептан при температуре кипения    - вязкость жидкости при 200СРассчитываем b  , подставляя значения в (6) получим  Расчет коэффициента диффузии в паровой фазе для верхней части колонны:   =100000Па- абсолютное давление в колонне Расчет коэффициента диффузии в паровой фазе для нижней части колонны:  =100000Па- абсолютное давление в колонне Рассчитываем высоту верхнего слоя жидкости на тарелке и паросодержание барботажного слоя по формуле для клапанных тарелок  где  высота сливной перегородки  - линейная плотность орошения , м3/(м∙с); - периметр слива , м Подставляем значения для верхней части колонны  где м3/(м∙с) Для нижней части колонны  где  м3/(м∙с) Паросодержание барботажного слоя , рассчитываем по формуле  где  где  - критерий Фруда Для верхней части колонны   Для нижней части   Рассчитываем коэффициенты массоотдачи: Для верхней части колонны в жидкой фазе  где  - плотность орошения Для верхней части колонны в паровой фазе  Для нижней части колонны в жидкой фазе  Для нижней части колонны в паровой фазе  Пересчитываем коэффициенты массоотдачи на кмоль/(м2∙с) Для верхней части колонны   Для нижней части колонны   Коэффициенты массоотдачи, рассчитанные по средним значениям скоростей и физических свойств паровой и жидкой фаз, постоянны для верхней и нижней частей колонны. В то же время коэффициент массопередачи – величина переменная , зависящая от кривизны линии равновесия , то есть от коэффициента распределения . Поэтому для определения данных , по которым строится кинетическая линия, необходимо вычислить несколько значений коэффициента массопередачи в интервале изменения состава жидкости от  до  Расчет ведем с помощь программы excel, задаваясь значениями x в указанном диапазоне . Алгоритм расчета представлен для одной точки Задаемся значением например  , Коэффициент распределения компонента по фазам ( тангенс угла наклона  ) равновесной линии в этой точке   Рисунок 8. К расчету угла наклона равновесной линии Далее коэффициент массопередачи ,  вычисляем по коэффициентам массоотдачи в нижней части колонны  Общее число единиц переноса на тарелку  находим по уравнению  Локальная эффективность рассчитывается по уравнению  2.3.2 Определение КПД тарелки и их реального числа Для определения эффективности по Мэрфри  необходимо рассчитать фактор массопередачи  , долю байпасирующей жидкости  , число ячеек полного перемешивания S и межтарелочный унос e. Фактор массопередачи для нижней части колонны  Долю байпасирующей жидкости принимаем равной  , учитывая фактор скорости  Для колонн диаметром более 600 мм , принимается, что одна ячейка перемешивания соответствует длине пути жидкости 300-400 мм. Примем  . Определяем число ячеек полного перемешивания как отношение длины пути жидкости на тарелке  к длине  . Длину пути жидкости  определяем как расстояние между переливными устройством:  Где  - длина переливного устройства ( периметр переливного устройства)Число ячеек полного перемешивания на тарелке  Относительный унос e : определяем с помощью графических данных, где унос является функцией комплекса  коэффициент  , учитывающий влияние на унос физических свойств жидкости и пара определяем по уравнению  Подставляя значения , получим  Высота сепарационного пространства Hc равна расстоянию между верхним уровнем барботажного слоя и плоскостью тарелки, расположенной выше  ,где Н- межтарельчатое расстояние, м ;  - высота барботажного слоя (пены) , мВ соответствии с каталогом  , для колонн диаметром от 1200 до 3800мм     С графика снимаем значение   Рис 9 Зависимость относительного уноса жидкости от комплекса  Для определения КПД тарелки по Мэрфри рассчитываем:     По эффективности по Мэрфри определяем концентрацию легколетучего компонента в паре на выходе из тарелки по соотношению  где  и  - концентрация соответственно легколетучего компонента в паре на входе в тарелку и равновесия с жидкостью на тарелкеОтсюда   Рис 10 . К расчету  для принятых значений х Рисуноке 11 . К расчету и для принятых значений хРассчитываем по указанному алгоритму конечные концентрации для других составов жидкости задаваясь значениям x. Таблица 4 Расчет КПД тарелок по Мэрфри
Строим кинематическую линию по полученным данным ( обозначена коричневым цветом)  Рисунок 12 Действительна кинетическая линия равновесного состояния с учетом КПД тарелок Построением ступеней между рабочей и кинетической линиями в интервалах от до  определяем число действительных тарелок для верхней (укрепляющей) части колонны  , и в интервалах от до числа действительных тарелок в нижней (исчерпывающей) части колонны  . Общее число действительных тарелок   Рисунок 13. Расчет действительного числа тарелок | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
%