Задаёмся значением мольной доли отгона в следующих пределах:
Проверяем тождество:
Если тождество не выполняется, задаёмся новым значением .
Расчёт показал, что мольная доля отгона
Средний молекулярный вес паровой фазы сырья:
Средний молекулярный вес жидкой фазы сырья:
Массовая доля отгона сырья:
Где средний молекулярный вес сырья (нефти).
Таблица 6.2 Расчёт доли отгона сырья на входе в колонну
Компо- нент
|
|
|
|
|
|
| Газ до
| 0,04759
| 51
| 0,12691
| 0,00837
| 6,47255
| 0,42668
| 28-60
| 0,15763
| 42,736
| 0,36039
| 0,05737
| 15,4019
| 2,45181
| 60-120
| 0,15664
| 70,815
| 0,2833
| 0,09402
| 20,0616
| 6,65775
| 120-162
| 0,12323
| 96,2
| 0,1383
| 0,11579
| 13,3036
| 11,1384
| 162-206
| 0,1057
| 120,4
| 0,06306
| 0,12678
| 7,59238
| 15,2642
| 206-254
| 0,08917
| 148,13
| 0,02152
| 0,12262
| 3,18711
| 18,163
| 254-305
| 0,07808
| 181,11
| 0,0057
| 0,11387
| 1,03237
| 20,6234
| 305-373
| 0,06066
| 229,5
| 0,00081
| 0,09025
| 0,18665
| 20,716
| 373-500
| 0,08745
| 326,46
| 0,000039
| 0,13066
| 0,01274
| 42,6565
| >500
| 0,09385
| 435,96
| 0,00000022
| 0,14026
| 0,000098
| 61,1461
| Итого
| 1,0000
| -
| 1,0000
| 1,0000
| 67,2511
| 199,244
|
7. МИНИМАЛЬНОЕ ФЛЕГМОВОЕ ЧИСЛО Минимальное флегмовое число определяем по уравнениям Андервуда:
где коэффициент относительной летучести -го компонента по отношению к ключевому компоненту:
где - давление насыщенных паров при температуре ввода сырья ;
– давление насыщенных паров ключевого компонента, которым задавались в начале расчета, т.е. 3-го компонента 62-85 ;
корень уравнения Андервуда. Обычно его величина находится между значениями ключевых компонентов (в нашем случае между 3 и 4 компонентами). В общем случае, при увеличении левая часть уравнения возрастает.
отношение количества тепла которое надо сообщить сырью, чтобы перевести его в парообразное состояние, к скрытой теплоте испарения сырья :
где – энтальпия сырья при температуре ввода;
– энтальпия насыщенных паров сырья;
– энтальпия жидкой части сырья при температуре кипения. При расчёте минимального флегмового числа возможны следующие варианты:
Если сырьё вводится при температуре кипения, тогда = 0 и = 1. Если сырьё вводится в виде холодной жидкости, не доведенной до температуры кипения, тогда > 1. Если сырьё вводится в виде насыщенных паров, то = 1 и = 0. Если сырьё вводится в виде перегретых паров, то < 0. Если сырьё вводится в виде парожидкостной смеси, то 0 < и
В нашем случае сырьё вводится в парожидкостном состоянии, поэтому:
Давления насыщенных паров компонентов при температуре . рассчитаны ранее. Определяем коэффициенты относительной летучести. Например, для первого компонента:
Для пятого компонента:
Корень уравнения находится в пределах:
Таблица 7.1 Расчёт минимального флегмового числа
Компо- нент
|
|
|
|
|
|
| Газ до
| 0,04759
| 68,2628
| 5,034
| 0,05381
| 0,131
| 0,14817
| 28-60
| 0,15763
| 28,2684
| 2,085
| 0,21874
| 0,42
| 0,58286
| 60-120
| 0,15664
| 13,5597
| 1
| 0,37515
| 0,347
| 0,82983
| 120-162
| 0,12323
| 5,3748
| 0,396
| -0,2625
| 0,091
| -0,1942
| 162-206
| 0,1057
| 2,2383
| 0,165
| -0,0418
| 0,01
| -0,0042
| 206-254
| 0,08917
| 0,7896
| 0,058
| -0,0099
| 0,00063
| 0
| 254-305
| 0,07808
| 0,2253
| 0,017
| -0,0023
| 0
| 0
| 305-373
| 0,06066
| 0,04054
| 0,003
| -0,0003
| 0
| 0
| 373-500
| 0,08745
| 0,00134
| 0,000099
| -0,00001
| 0
| 0
| >500
| 0,09385
| 0,0000072
| 0,00000053
| -0,00000009
| 0
| 0
| Итого
| 1,0000
| -
| -
| 0,33085
| 1,0000
| 1,3624
|
Методом подбора определяем, что корень уравнения Андервуда равен:
Значение корня подставляем во второе уравнение:
Минимальное флегмовое число:
8. ОПТИМАЛЬНОЕ ФЛЕГМОВОЕ ЧИСЛО. ОПТИМАЛЬНОЕ ЧИСЛО ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ТАРЕЛОК Рассмотрим два способа расчёта оптимального флегмового числа.
Графический способ Джиллиленда.
Задаёмся предварительно коэффициентом избытка флегмы = 1,1-2,5 с шагом 0,1. Если при данных значениях не будет получен минимум на построенной впоследствии кривой, следует увеличить значение . При каждом значении рассчитываем:
Флегмовое число:
Например:
Параметр
Например:
Параметр :
Например:
Число теоретических тарелок :
Например:
Величину . Например:
Строим график Рисунок 8.1. Минимум на полученной кривой соответствует оптимальному флегмовому числу:
.
При данном значении оптимального флегмового числа определяем оптимальное число теоретических тарелок:
Результаты расчётов приведены в таблице 8.1.
Аналитический вариант расчёта (по приближённым уравнениям).
Таким образом, оба способа дают довольно близкие результаты. Принимаем к дальнейшим расчётам результаты более точного графического способа.
N i(Ri+1)
Ri Рис.8.1. График зависимости |