Сырьем процесса является компонент дизельного топлива и водородсодержащий газ
 Скачать 185.72 Kb.
|
 ,где Gл – количество легких фракций, выходящих через верх колонны, кг/час; Gс - количество сырья, кг/час; е= =  =0,02Энтальпия паровой фазы  ,где а – температурная поправка на энтальпию (справочные данные), кДж/кг; d  - относительная плотность нефтепродукта;Энтальпия жидкой фазы   ,где а – температурная поправка на энтальпию (справочные данные), кДж/кг; d - относительная плотность нефтепродукта;Относительная плотность сырья  , где  - относительная плотность нефтепродукта при t=20 0С, а – средняя температурная поправка к плотности;  =0,844 Iп220=  кДж/кг;Iж220 =  кДж/кг;Qс=321583,1·0,02·761,59+321583,1·(1-0,02) ·493,58=160450736,3 кДж/час. Расчет количества тепла, вводимого в колонну с острым орошением Qо.о= Gо.о· Iо.о , где Gо.о - количество острого орошения, кг/час; Iо.о - энтальпия острого орошения, при t=70 0C кДж/кг; Кратность орошения принимаем 1:3 кг/час Gо.о= Gбенз·3 Gо.о=5700,41·3=17387,4 кг/час;   Iж70 =  кДж/кг;Qо.о=17387,4·146,06=2548992,8 кДж/час Общее количество тепла, входящее в колонну Qвх= 160450736,3+2548992,8=162999729,1 кДж/час 1.3 Расчет количества тепла, выводимого из колонны Qвых = Q д.т + Qбенз+Qo.o + Qг.с + Qувг, где Qд.т – количество тепла, выводимое из колонны со стабильным дизельным топливом, при t=260 0C, кДж/час; Qбенз – количество тепла, выводимое из колонны с бензиновой фракцией, при t=130 0C, кДж/час; Qо.о – количество тепла, выводимое из колонны с острым орошением, при t=130 0C, кДж/час; Qг.с – количество тепла, выводимое из колонны с горячей струей при t=260 0C, кДж/час; Qувг – количество тепла, выводимое из колонны с УВГ при t=130 0C, кДж/час. 1.4 Расчет количества тепла, выводимого из колонны со стабильным дизельным топливом Qд.т= Gд.т· Iд.т , где Gд.т- количество стабильного дизельного топлива, кг/час; Iж260- энтальпия стабильного дизельного топлива, при t=260 0C кДж/кг;   кДж/кгQд.т=315491,7·598,0=188664036,6 кДж/час 1.5 Расчет количества тепла, выводимого из колонны с УВГ Состав УВГ СН4 – 0,34 MrСН4 = 12+1·4 = 16 С2Н6 – 0,42 MrС2Н6 = 2·12+1·6 = 30 С3Н8 – 0,18 MrС3Н8 = 3·12+1·8 = 44 С4Н10 – 0,06 MrС4Н10 = 4·12+1·10 = 58 Mrср = 0,34·16+0,42·30+0,18·44+0,06·58=29,44 Qувг.= Gувг· I130, где Gувг.- расход УВГ, (кг/час); I130 - энтальпия УВГ при температуре 130 0C (кДж/кг); I130 = 655 кДж/кг (приложение 22) Qувг.= Gувг· I130, Qувг = 300 · 655= 196500 (кДж/час) 1.6 Расчет количества тепла, выводимого из колонны с бензиновой фракцией Qбенз= Gбенз· Iбенз , где Gбенз- количество бензиновой фракции, кг/час; Iп130- энтальпия бензиновой фракции, при t=130 0C кДж/кг;  кДж/кгQбенз=5795,8·598,72=3470061,4 кДж/час 1.7 Расчет количества тепла, выводимого из колонны с острым орошением Qо.о= Gо.о· Iо.о , где Gо.о - количество острого орошения, кг/час; Iп130 - энтальпия острого орошения, при t=130 0C кДж/кг;  кДж/кгQо.о=17387,4·598,72=10410184,13 кДж/час. Общее количество тепла, выводимого из колонны Qвых= 188664036,6+3470061,4 +10410184,13 + 196500=233971334,7 кДж/час Количество горячей струи равно Gг.с=  ,где ΔQ - разность между теплом входящим в колонну и выходящим из нее, Дж/час; I280 и I260 - энтальпии горячей струи при t=280 0C и t=260 0C, кДж/кг; Gг.с=  =1260596,9 кг/часКоличество тепла, вводимое с потоком горячей струи при t=280 0C Qг.с=1260596,9·654,3=8244808553,2 кДж/час Количество тепла, выводимое с потоком горячей струи при t=260 0C Qг.с=1260596,9·598,0=753836946,2 кДж/час Тепловой баланс стабилизационной колонны Таблица 2.3- Тепловой баланс стабилизационной колонны
Вывод: Для поддержания заданной температуры куба колонны необходимо подводить 8244808553,2 кДж/час. Это можно обеспечить подачей нагретого до 280 0С стабильного дизельного топлива в количестве 1260596,9 кг/час, используемого в качестве горячей струи. 2.4 Расчет основных конструктивных размеров аппарата Расчет диаметры колонны Диаметр колонны определяют в зависимости от максимального расхода паров и их допустимой скорости в свободном сечении колонны. Предварительно вычисляют объем паров, проходящих в 1час через сечение колонны. Для определения объема паров, проходящих через поперечное сечение колонны в единицу времени используют формулу: V =  V - объема паров, проходящих через поперечное сечение (м3/час); Т – средняя температура(К); Р – абсолютное давление (МПа); Gi  – расход компонента (кг/час);Мi- молекулярная масса компонента. Коэффициент сжимаемости зависит так же от величин приведенных параметров (Тпр. и Рпр.) и может быть найден экспериментально. В практике нефтепереработки для определения допустимой скорости паров в колоннах с тарелками используют уравнение Саудерса и Брауна: U =  U – линейная скорость паров (м/с); К – коэффициент, зависящий от расстояния между тарелками, типа тарелок и условий ректификации, определяется по рисунку 21; ρж, – абсолютная плотность жидкости (кг/м3) ρп – абсолютная плотность паров (кг/м3) Диаметр колонны определяют по уравнению: D =  V - объема паров, проходящих через поперечное сечение (м3/c); U – линейная скорость паров (м/с); Определение объема паров: Средняя температура в колонне равна: Для верха: tcр = (tв + tн)/2; tcр = (130 + 220)/2 = 175 0С = 448 K, Для низа: tcр = (tв + tн)/2; tcр = (220 + 260)/2 = 240 0С = 513 K, давление 0,05 МПа, Cредние молекулярные массы фракций, проходящих по колонне с учетом их процентного состава: Mrдт =  Mrбенз =  Дизельное топливо – 220,9; Бензин – 121; Углеводородный газ – 29,44 Расчет объема паров с учётом их процентного состава Для верха: Vв =  (м3/час)Vв = 4313,3 / 3600 = 1,2 (м3/c) Для низа: Vн =  (м3/час)Vн = 15006,7 / 3600 = 4,2 (м3/c) Определение скорости паров: U =  ρж - абсолютная плотность жидкости, равна 659 кг/м3 (для верха); ρп – абсолютная плотность паров, равна 1,2 кг/м3 (с учетом средней молекулярной массы паров и их процентного состава); К = 700 Uв =  м/сρж - абсолютная плотность жидкости, равна 620 кг/м3 (для низа); ρп – абсолютная плотность паров, равна 1,8 кг/м3 (с учетом средней молекулярной массы паров и их процентного состава); К = 700 Uн =  м/сОпределение диаметра колонны: D = Vв = 1,2 (м3/c); Uв = 1,35 м/с Dв =  м.Vн = 4,2 (м3/c); Uн = 1,1 м/с Dн =  м.Принимаем верхний диаметр колонны равным 1,1 м, а нижний диаметр колонны 2,2м. Расчет высоты колонны Высота ректификационной колонны зависит от числа и типа тарелок в колонне, а так же о расстояния между ними. Для обеспечения хорошего разделения расстояние между тарелками должно быть таким, чтобы не было уноса жидкости с нижележащих тарелок на вышележашие; оно зависит от конструктивного расположения смотровых люков и другого оборудования. Обычно расстояние между тарелками принимается от 0,3м до 0,9м; чаще всего оно берется 0,5 – 0,7м. Фактическая высота колонны больше, так как необходимо учесть свободное пространство между верхней тарелкой и верхним днищем аппарата, высоту слоя жидкости внизу колонны, высоту постамента (юбки) колонны. Высоту внизу колонны рассчитывают, исходя из 10-минутного запаса продукта внизу колонны, необходимого для нормальной работы насоса. Общая высота колонны равна: Н = h1 + h2 + h3 + h4+ h5 + h6 + h7, где h1 – расстояние от верхней тарелки до верхнего днища колонны, м; h1 = 0,5∙ D; h2 и h4 – высота рабочей части колонны, м; h2 = hт (n - 1), h4 = hт (n - 1), где hт – расстояние между тарелками; n - число тарелок в концентрационной и отгонной частях колонны соответственно; h3 – высота эвапорационной зоны колонны, м; h5 – расстояние от нижней тарелки до уровня жидкости внизу колонны, м; h6 – высота уровня жидкости внизу колонны, м; Объем нефтепродукта внизу колонны составляет: V =   , где  - расход нефтепродукта внизу колонны (кг/c), ρж – плотность кубового остатка (кг/м3); h6 = V / S , где S – площадь поперечного сечения колонны (м2); h7 – высота юбки, м. h1 = 0,5∙ Dв h1 = 0,5 ∙ 1,1 = 0,55 (м) Высоту h2 определяем, исходя из данных: число тарелок в колонне – 20; тип тарелок – клапанные; расстояние между тарелками – 0,6м h2 = hт (n - 1) h2 = 0,6(11 - 1) = 6 (м) h4 = hт (n - 1), h4 = 0,6(9 - 1) = 4,8 (м) Высоту эвапорационной зоны колонны принимаем из расчета расстояния между тремя тарелками h3=3·0,6=1,8 м h5 принимается равной 2м (исходя из практических данных) h6 = V / S V = |
