5714
0,1798
85-105°С
0,019
6786
0,2135
105-140°С
0,036
12857
0,4045
Итого:
0,089
31786
1,0000
Доля отгона паров сырья на входе в колонну считается удовлетворительной, если выполняется требование:
е ≥ ∑ хi
где е – массовая доля отгона сырья;
хi - массовая доля i-фракции (кроме остатка), выводимой из данной колонны.
х62-70=(7500-6429)/31786=0,0357
∑хi=0,2022+0,0337=0,2359 масс. доли [табл. 5.4, 6.1].
Для проведения расчета необходимо задаться следующими данными:
температура на входе в колонну равна 140 °С;
давление на входе в колонну равно 350 кПа;
Результаты расчета представлены в таблицах 6.2-6.5. Полученная доля отгона равна 0,53 , т.е. выполняется выше указанное требование.
Пpoгpaммa << OIL >>
Иcxoдныe дaнныe:
Pacxoд нeфти или фpaкции G= 31786 Kг/чac
Pacxoд вoдянoгo пapa Z= 0 Kг/чac
Плoтнocть ocтaткa P19= 975.2000122070312 Kг/M^3
Дaвлeниe пpи oднoкpaктнoм иcпapeнии P= 350 KПa
Teмпepaтуpa oднoкpaтнoгo иcпapeния T= 140 ^C
Peзультaты pacчeтa:
Maccoвaя дoля oтгoнa пapoв e1= .5313714146614075
Moльнaя дoля oтгoнa пapoв e= .5538401007652283
Moлeкуляpнaя мacca иcxoднoй cмecи Mi= 92.75214385986328
Moлeкуляpнaя мacca жидкoй фaзы Ml= 97.42301177978516
Moлeкуляpнaя мacca пapoвoй фaзы Mp= 88.98929595947266
Taблицa 6.2 - Cocтaв жидкoй фaзы
кoмпoнeнты
мoльн.дoли
мacc.дoли
Kмoль/чac
Kг/чac
28–62
62–85
85–105
105–140
0.1269065
0.1538792
0.2214296
0.4977849
0.0982886
0.1354418
0.2153627
0.5509069
19.4038
23.5279
33.8562
76.1105
1464.0900
2017.5182
3208.0059
8206.2148
CУMMA
1.0000
1.0000
152.8985
14895.8291
Taблицa 6.3 - Cocтaв пapoвoй фaзы
кoмпoнeнты
мoльн.дoли
мacc.дoли
Kмoль/чac
Kг/чac
28–62
62–85
85–105
105–140
0.3465537
0.2271902
0.1989686
0.2272860
0.2938418
0.2189205
0.2118572
0.2753804
65.7759
43.1207
37.7643
43.1389
4963.0391
3697.6047
3578.3049
4651.2227
CУMMA
1.0000
1.0000
189.7998
16890.1719
Taблицa 6.4 - Иcxoднaя cмecь
кoмпoнeнты
мoльн.дoли
мacc.дoли
Kмoль/чac
Kг/чac
28–62
62–85
85–105
105–140
0.2485560
0.1944819
0.2089899
0.3479721
0.2022000
0.1798000
0.2135000
0.4045000
85.1797
66.6486
71.6205
119.2494
6427.1289
5715.1230
6786.3105
12857.4375
CУMMA
1.000
1.000
342.6982
31786.0000
Taблицa 6.5 - Moлeкуляpныe мaccы, дaвлeния нacыщeныx пapoв и кoнcтaнт paвнoвecия кoмпoнeнтoв
кoмпoнeнты
мoлeк. мacca
Pi , KПa
Ki
28–62
62–85
85–105
105–140
75.4538
85.7501
94.7538
107.8197
9.557715E+02
5.167460E+02
3.144969E+02
1.598080E+02
2.730776E+00
1.476417E+00
8.985626E-01
4.565942E-01
7 Технологический расчет колонны
На основании практических данных по установке АВТ [6] колонна четкой ректификации бензина снабжена клапанными тарелками. Число тарелок: 60 (36 тарелок над зоной ввода сырья и 24 тарелок под зоной ввода сырья, гидравлическое сопротивление тарелки – 250 Па). Расстояние между тарелками принимается равным 0,25 метра. Давление на входе в колонну принято равным 350 кПа; за счет гидравлического сопротивления тарелок давление равно:
внизу колонны 350+24∙0,25=356 кПа,
вверху – 350-36∙0,25=341 кПа.
7.1 Расчёт температуры вверху колонны К-4
В колонну четкой ректификации подается бензиновая фракция 28-180°С. Целевыми продуктами являются фракции 28-70°С и 70-180°С. Фракция 28-70°С состоит из фр. 28-40оС – 0,62 %(масс.) на нефть, фр. 40-62оС – 2,26-0,62=1,64 %(масс.) на нефть [табл. 23, 2]; расход фракции 40-62оС составит 357143∙0,0113=4035 кг/ч, а расход фр. 28-40 оС – 6429-4035=2394 кг/ч и 7500-6429=1071 кг/ч фр. 62-70оС.
Молекулярные массы фракций находим по формуле Воинова [15]:
М28-40=60+0,3∙(28+40)/2+0,001∙((28+40)/2)2=71,4;
М40-62=60+0,3∙(40+62)/2+0,001∙((40+62)/2)2=77,9;
М62-70=60+0,3∙(62+70)/2+0,001∙((62+70)/2)2=84,2.
Раход фракций составляет:
G’28-40=2394/71,4=33,53 кмоль/ч;
G’40-62=4035/77,9=51,80 кмоль/ч;
G’62-70=(7500-6429)/84,2=12,72 кмоль/ч
Отсюда молярные доли компонентов:
=33,53/(33,53+51,80+12,72)=0,342;
=51,80/(33,53+51,80+12,72)=0,528
=12,72/(33,53+51,80+12,72)=0,130
Будем рассматривать каждую узкую бензиновую фракцию как отдельный компонент и вести расчет для двухкомпонентной системы. Тогда выражение (3.2) [15] можно записать в виде
.
Чтобы найти константы фазового равновесия k1 и k2, необходимо вначале определить давление насыщенных паров компонентов. Для этого используем формулу Ашворта [(1.5) 15], приняв в качестве температур кипения компонентов средние арифметические температуры начала и конца кипения фракций.
По графику Кокса [15] находим средние температуры кипения фракций при давлении 341 кПа:
фр. 28-40°С – 345 К (72 оС);
фр. 40-62°С – 345 К (85 оС);
фр. 62-70°С – 384 К (111 оС);
0,342∙345+0,528∙358+0,13∙384=357К (84 оС)
Значение функции температуры по формуле [15]:
;
поэтому зададимся температурой 93,5°С, близкой к средней температуре кипения фракции:
;
Давления насыщенных паров компонентов по формуле Ашворта:
lg(pнi-3158)=7,6715-2,68∙
где Т-температура вверху колонны, К;
Т0- температура кипения фракции при атмосферном давлении, К
lg(pнi-3158)=7,6715-2,68∙ рHi=497,0 кПа;
lg(pнi-3158)=7,6715-2,68∙ рHi=322,4 кПа;
lg(pнi-3158)=7,6715-2,68∙ рHi=216,5 кПа;
Все расчеты сведем в таблицу.
Таблица 7.1. К расчету температуры верха колонны.
Фракция, °С
Средняя температура кипения
при атм.давлении, °С
Температура верха колонны, °С
, кПа
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
