Курсовая работа по технологии переработки нефти. Аминев - курсовая по колонне. Технологический расчёт ректификационной колонны для отбензинивания нефти мощностью 4,1 млн т в год

• Название: Технологический расчёт ректификационной колонны для отбензинивания нефти мощностью 4,1 млн т в год
• Анкор: Курсовая работа по технологии переработки нефти
• Дата: 22.09.2022
• Размер: 1.36 Mb.
• Имя файла: Аминев - курсовая по колонне.docx
• Тип: Пояснительная записка; #690303
• страница: 3 из 7

2.3 Материальный баланс колонны
Материальный баланс предприятий нефтепереработки составляется из расчета 340 рабочих суток в году. Остальное время отводится на капитальный и текущий ремонт.

Мольный и массовый состав сырья рассчитан в таблице 2.1. Мольный состав дистиллята и остатка определен в таблице 2.3. Вносим эти данные в таблицу 2.4. Компоненты в дистилляте и остатке, содержание которых близко к нулю, не учитываем. Мольный состав дистиллята и остатка пересчитываем в массовый по формуле:
. (2.18)
Составление материального баланса начинаем с прихода – сырья колонны. Из условия известно, что расход сырья составляет 4,1 млн. т в год.

Расход сырья в кг/ч:
кг/ч.
Зная массовый состав сырья, определяем массовые расходы отдельных компонентов по пропорции. Например, массовый расход первого компонента:
кг/ч.
Средняя молекулярная масса сырья (нефти) = 207,67. Определяем мольный расход сырья:
кмоль/ч.
Зная, мольный состав сырья, определяем мольные расходы отдельных компонентов по пропорции. Например, мольный расход первого компонента:
кмоль/ч.
Массовый расход компонентов переводим из кг/ч в тыс. т/г. Например,

для первого компонента:
тыс. т/г.
Мольный расход дистиллята находим по уравнению материального баланса по i-тому компоненту:
, (2.19)
где мольный расход сырья, дистиллята и остатка соответственно, кмоль/ч, мольные доли i-того компонента в сырье, дистилляте и остатке соответственно.

Мольные расходы отдельных компонентов в дистилляте находим следующим образом.

Первый компонент (газ до С₄) полностью поступает из сырья в дистиллят. Поэтому мольный расход его в дистилляте будет равен мольному расходу в сырье – 57,10 кмоль/ч. Для остальных компонентов мольный расход находим по пропорции.

Средняя молекулярная масса дистиллята: = 87,55.

Массовый расход дистиллята: кг/ч.

Мольный и массовый расход отдельных компонентов в остатке находим по уравнению материального баланса:
, (2.20)

. (2.21)
При верном расчете материального баланса должны выполняться следующие условия по отдельным компонентам и по потокам:
, (2.22)

. (2.23)
Таблица 2.4 – Материальный баланс колонны

Сырье
Компонент	Мольн. доли	Кмоль/ч	Масс.доли	Кг/ч	Тыс т/г
газ	2,36	57,10	0,58	2914,22	23,8
28-56	5,16	124,85	2,00	10049,02	82,0
56-78	5,4	130,65	2,25	11305,15	92,3
78-105	9,44	228,40	4,45	22362,08	182,5
105-132	8,67	209,77	4,66	23401,15	191,0
132-162	9,18	222,11	5,63	28298,04	230,9
162-230	17,38	420,51	13,25	66574,75	543,3
230-312	16,41	397,04	17,33	87074,75	710,5
312-404	12,35	298,81	18,12	91044,12	742,9
404-К.К.	13,64	330,02	31,73	159427,70	1300,9
Итого	99,99	2419,24	100,00	502450,98	4100,0

Продолжение таблицы 2.4

Дистиллят
Компонент	Мольн. доли	Кмоль/ч	Масс.доли	Кг/ч	Тыс т/г
газ	10,55	57,10	6,15	2914,22	23,78
28-56	23,01	124,45	21,17	10024,35	81,80
56-78	23,53	127,28	23,24	11007,52	89,82
78-105	33,77	182,70	37,75	17880,97	145,91
105-132	8,53	46,13	10,87	5146,65	42,00
132-162	0,57	3,07	0,83	390,74	3,19
162-230	0	0	0	0	0
230-312	0	0	0	0	0
312-404	0	0	0	0	0
404-К.К.	0	0	0	0	0
Итого	100	540,73	100	47364,45	386,49
Остаток
Компонент	Мольн. доли	Кмоль/ч	Масс.доли	Кг/ч	Тыс т/г
газ	0	0	0	0,00	0
28-56	0	0,00	0	0,00	0
56-78	0,18	3,37	0,06	297,62	2,43
78-105	2,43	45,70	0,98	4481,11	36,57
105-132	8,71	163,64	4,01	18254,50	148,96
132-162	11,66	219,04	6,13	27907,30	227,72
162-230	22,38	420,51	14,63	66574,75	543,25
230-312	21,14	397,04	19,13	87074,75	710,53
312-404	15,91	298,81	20,00	91044,12	742,92
404-К.К.	17,57	330,02	35,04	159427,70	1300,93
Итого	100	1878,51	100	455086,53	3713,51

Средняя молекулярная масса остатка: = 242,20

Относительная плотность дистиллята:

Относительная плотность остатка:

2.4 Температура верха и низа колонны
Температура верха Т_верха колонны рассчитывается как температура конденсации насыщенных паров дистиллята на выходе из колонны. Расчет ведем путем подбора такой температуры, при которой уравнение изотермы паровой фазы превращается в тождество:
, (2.25)
где - константа равновесия компонента при температуре и давлении верха колонны:
, (2.26)
- давление насыщенных паров при Т_верха. Определяется по уравнению Ашворта:
. (2.27)
Функция для всех компонентов рассчитана ранее (таблица 2.2).

Р_верха - давление в верхней части колонны. Примем его на 0,5 ат меньше среднего в колонне: Р_верха = 4,5 – 0,5 = 4,0 ат.

Расчет методом подбора показал, что искомая температура верха колонны равна: = 407,4 К = 134,4 ºС.

, (2.28)

.
Таблица 2.5 – Расчет температуры верха колонны

Компонент					/
газ	0,106	10,754	30,63	7,657	0,014
28-56	0,230	7,468	9,14	2,284	0,101
56-78	0,235	6,564	5,30	1,324	0,178
78-105	0,338	5,824	2,99	0,747	0,452
105-132	0,085	5,141	1,52	0,381	0,224
132-162	0,006	4,539	0,71	0,177	0,032
162-230	0,000	3,716	0,17	0,042	0,000
Итого	1,000	**	**	**	1,000

Температура низа колонны рассчитывается как температура кипения остатка. Расчет ведем путем подбора такой температуры, при которой уравнение изотермы жидкой фазы превращается в тождество:
, (2.28)
где k_i - константа фазового равновесия компонента при температуре и давлении низа колонны:
,
P_i - давление насыщенных паров при Т_низа. Определяется по уравнению Ашворта:
,
Р_низа - давление в нижней части колонны. Примем его на 0,5 ат больше среднего по колонне: Р_низа = 4,5 + 0,5 = 5,0 ат.

Расчет методом подбора показал, что искомая температура низа колонны равна: Т_низа = 551,2 К = 278,2 ºС.
.
Таблица 2.6 – Расчет температуры низа колонны

Компонент					∙
газ	0	10,754	99,29	19,858	0
28-56	0	7,468	49,69	9,939	0
56-78	0,0018	6,564	36,38	7,275	0,013
78-105	0,02	5,824	26,22	5,245	0,128
105-132	0,09	5,141	17,83	3,566	0,311
132-162	0,12	4,539	11,52	2,304	0,269
162-230	0,22	3,716	5,05	1,009	0,226
230-312	0,21	2,811	1,17	0,233	0,049
312-404	0,16	2,095	0,15	0,030	0,005
404-К.К.	0,18	1,340	0,00	0,000	0,000
Итого	1,00	**	**	**	1,000