Материальный и тепловой баланс колонны К-2.

  Статьи баланса   Расход (Gi), кг     Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru     Средняя температурная поправка на один градус Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru     Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru     Температура, ºС     Энтальпия, кДж/кг Количество теплоты (Qi), 103, кДж/ч
Q=Gi·H
или
паров (Hi) жидкости (hi) Q= Gi·h
Приход:                
Нефть в том числе:                
- пары 41,2 0,779 0,000805 0,783 - 46,9
- жидкость 58,8 0,949 0,000581 0,952 - 49,8
Острое орошение 14,8 0,692 0,000910 0,696 - 2,2
Итого 114,8 - - - - - - 98,9
Расход: Газ Фр. 28-120 °С + Острое орошение Фр. 120-180 ºС Фр. 180-230 ºС Фр. 230-280 ºС Фр. 280-350 ºС Мазут                
0,9   22,2 7,7 7,1 5,8 12,3 58,8 -   0,692 0,758 0,794 0,822 0,853 0,900 -   0,000910 0,000831 0,000778 0,000738 0,000699 0,000633 -   0,696 0,762 0,798 0,826 0,856 0,903 -     - - - - - -   - 1,1   11,8 2,1 2,7 2,6 8,5 48,5
Итого 114,8 - - - - - - 77,3

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Примем, что расход циркуляционных орошений одинаков по массе Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru 118+ Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru 257= 684· Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Отсюда находим расход циркуляционных орошений:

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Проверка:

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

7.2.9 Определение основных размеров колонны

7.2.9.1 Расчет нагрузки колонны по парам и жидкости в различных сечениях

Диаметр колонны рассчитываем с учетом максимальной нагрузки по парам и жидкости. Для определения нагрузки рассматриваем несколько сечений колонны (рис. 7.8).

Сечение I-I - сечение под верхней тарелкой

Составляем материальный баланс по парам и жидкости в сечении I-I (см. рис. 7.9).

Нагрузка по парам:

GI-I = Gгаз + G28-120 + gгоо,

где GI-I - поток паров, проходящий через сечение I-I, кг;

Gгаз – расход газа;

Gгаз =0,9 кг;

G28-120 - расход паров фракции 28-120 оС;

G28-120 = 7,4 кг (см. табл. 7.4).

gгоо - расход горячего орошения (внутренней флегмы), возникающего от острого орошения, кг.

Горячее орошение от острого (gгоо) образуется в результате контакта поднимающихся паров с острым орошением в верхней части колонны. Наиболее тяжелые компоненты паров конденсируются и образуют флегму - горячее орошение от острого.

Рассчитаем количество горячего орошения по формуле:

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где gгоо - расход горячего орошения от острого, кг;

Hверх - энтальпия паров в верху колонны, кДж/кг;

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Рис. 7.9. Эскиз сечения I-I

hвход - энтальпия острого орошения, кДж/кг ;

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru - энтальпия паров при температуре в сечении I-I, кДж/кг;

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru - энтальпия горячего орошения (флегмы) при температуре в сечении I–I, кДж/кг;

Нагрузка по жидкости:

gI-I = gгоо.

Температуру в сечении I-I (сечении под верхней тарелкой) найдем из уравнения

tI-I = tверха + Dt,

где tI-I - температура в сечении I-I, оС;

tверха - температура в верху колонны, оС;

Dt - перепад температуры на одну тарелку, оС.

Dt = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

где n6 – число тарелок выше тарелки вывода фракции 120-180 оС; n6 = 14.

Dt = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ≈ 3 оС.

tI-I = 89+ 3 =92 оС

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Определим энтальпии фракции 28-120 оС ( Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,692, Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,696):

Н89 = 536 кДж/кг; h30 = 63 кДж/кг;

Н92 = 541 кДж/кг; h92 =204 кДж/кг;

gоо = 14,8 кг (см. табл. 7.16).

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 20,7 кг.

GI-I = 0,9+7,4 + 20,7 = 29 кг.

gI-I = gгоо. = 20,7 кг.

Сечение II-II - сечение между вводом и выводом первого циркуляционного орошения

Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении II-II (рис.7.10)

Нагрузка по парам:

GII-II = Gгаз + G28-120 + G120-180 + gФЛ.120-180 + gГЦО1,

где GII-II - расход паров, проходящих через сечение II-II, кг;

G120-180 - расход паров фракции 120-180 оС, кг;

G120-180 = 7,7 кг (см. табл. 7.16).

gФЛ.120-180 - расход флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 120-

180 оС, кг.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Рис.7.10. Эскиз сечения II-II

Принимаем условно, что расход флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 120-180 оС, остается постоянным до тарелки вывода фракции 180-230 оС, изменяется только ее состав. Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru =15,4 кг (см. п. 7.2.4);

gГЦО1 – горячее орошение, возникающее от первого циркуляционного орошения, кг.

gГЦО1 = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где DQ1 - теплота, снимаемая первым циркуляционным орошением (ЦО1), кДж/ч;

DQ1 =3,8 × 103 кДж/ч;

Нt и ht - энтальпии паров и жидкости ЦО1 при температуре 136 оС.

Условно принимаем, что плотность ЦО1 равна плотности фракции 120-

-180 оС ( Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,758, Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,762).

Определим энтальпии паров и жидкости ЦО1:

Н136 = 608 кДж/кг; h136 =299 кДж/кг;

gГЦО1 = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 12,3 кг

GII-II = 0,9+7,4+7,7+15,4+12,3= 43,7 кг.

Нагрузка по жидкости:

gII-II = gФЛ.120-180 + gЦО1 + gГЦО1,

где gII-II - поток жидкости, проходящий через сечение II-II, кг;

gЦО1 - расход ЦО1, кг; gЦО1 = 31,6 кг.

gII-II =15,4+31,6+12,3= 59,3 кг.

Рассчитывать нагрузку в сечении под тарелкой вывода ЦО1 нет смысла, поскольку в этом сечение нагрузка по парам такая же, а по жидкости меньше на gЦО1, чем в сечении II-II.

Сечение III-III - сечение между вводом и выводом второго циркуляционного орошения

Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении III-III (рис. 7.11)

Нагрузка по парам:

GIII-III = Gгаз + G28-120 + G120-180 + G180-230 + gФЛ.180-230 + gГЦО2,

где GIII-III - расход паров, проходящих через сечение III-III, кг;

G180-230 - расход паров фракции 180-230 оС, кг;

G180-230 = 7,1 кг (см. табл. 7.16).

gФЛ.180-230 - расход флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 180-230 оС, кг.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Рис. 7.11. Эскиз сечения III-III

Принимаем условно, что расход флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 180-230 оС, остается постоянным до тарелки вывода фракции 230-

-280 оС, изменяется только ее состав. Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru =14,2 кг (см. п. 7.2.4);

gГЦО2 – горячее орошение, возникающее от второго циркуляционного орошения, кг.

gГЦО2 Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где DQ2 - теплота, снимаемая вторым циркуляционным орошением (ЦО2), кДж/ч;

DQ2 = 3,7 × 103 кДж/ч;

Нt и ht - энтальпии паров и жидкости ЦО2 при температуре 178 оС.

Условно принимаем, что плотность ЦО2 равна плотности фракции 180-

230 оС ( Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,794, Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,798).

Определим энтальпии паров и жидкости ЦО2:

Н178 = 684 кДж/кг; h178 =397 кДж/кг;

gГЦО2 = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 12,9 кг

GIII-III =0,9+ 7,4+7,7+7,1+14,2+12,9 =50,2 кг.

Нагрузка по жидкости:

gIII-III = gФЛ.180-230 + gЦО2 + gГЦО2,

где gIII-III - поток жидкости, проходящий через сечение III-III, кг;

gЦО2 - расход ЦО2, кг; gЦО2 = 31,6 кг.

gIII-III =14,2+31,6+12,9=58,7 кг.

Сечение IV-IV - сечение между вводом и выводом второго циркуляционного орошения

Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении IV-IV (рис. 7.12)

Нагрузка по парам:

GIV-IV = Gгаз + G28-120 + G120-180 + G180-230 + Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru + gФЛ.230-280 + gГЦО3,

где GIV-IV - расход паров, проходящих через сечение IV-IV, кг;

G230-280 - расход паров фракции 230-280 оС, кг;

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Рис. 7.12. Эскиз сечения IV-IV

G230-280 = 5,8 кг (см. табл. 7.16).

gФЛ.230-280 - расход флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 230-

-280 оС, кг.

Принимаем условно, что расход флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 230-280 оС, остается постоянным до тарелки вывода фракции 280-350

оС, изменяется только ее состав. Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru =11,6 кг (см. п. 7.2.4);

gГЦО3 – горячее орошение, возникающее от третьего циркуляционного орошения, кг.

gГЦО3 = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

где DQ3 - теплота, снимаемая вторым циркуляционным орошением (ЦО2), кДж/ч;

DQ3 = 6 × 103 кДж/ч;

Нt и ht - энтальпии паров и жидкости ЦО3 при температуре 227 оС.

Условно принимаем, что плотность ЦО3 равна плотности фракции 230-280 оС ( Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,822, Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,826).

Определим энтальпии паров и жидкости ЦО3:

Н227 =783 кДж/кг; h227 =518 кДж/кг;

gГЦО3 = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 22,6 кг

GIV-IV =0,9+ 7,4+7,7+7,1+5,8+11,6+22,6= 63,1 кг.

Нагрузка по жидкости:

gIV-IV = gФЛ.230-280 + gЦО3 + gГЦО3,

где gIV-IV - поток жидкости, проходящий через сечение IV-IV, кг;

gЦО2 - расход ЦО3, кг; gЦО3 = 31,6 кг.

gIV-IV =11,6+31,6+22,6=65,8 кг.

Сечение V-V – сечение между тарелкой вывода и ввода четвертого циркуляционного орошения

Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении V-V (рис.7.13)

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Рис. 7.13 Эскиз сечения V-V

Нагрузка по парам:

G V-V = Gгаз + G28-120 +G120-180 + G180-230 + G230-280 + G280-350 + gфл.280-350 + gГЦО4,

где GV-V - количество паров, проходящих через сечение IV-IV, кг;

G280-350 - количество паров фракции 280-350 оС;

G280-350 = 12,3 кг (см.табл. 7.16);

gфл.280-350 - количество флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 280-350оС, кг.

Принимаем условно, что количество флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 280-350оС, остается постоянным до тарелки ввода сырья в колонну, изменяется только ее состав. Gфл.280-350 = 24,6 кг (см. п. 7.2.4);

gГЦО4 – горячее орошение, возникающее от четвертого циркуляционного орошения, кг.

gГЦО4 = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

где DQ4 - тепло, снимаемое четвертым циркуляционным орошением (ЦО4), кДж/ч;

DQ4 = 8,1 × 103 кДж/ч;

Нt и ht - энтальпия паров и жидкости ЦО4 при температуре 312 °С, кДж/кг.

Условно принимаем, что плотность ЦО4 равна плотности фракции 280-350 оС ( Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,853, Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,856).

Определим энтальпии паров и жидкости ЦО4:

Н312 = 979 кДж/кг; h312 = 748 кДж/кг;

gГЦО4 = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

GV-V =0,9+7,4+7,7+7,1+5,8+12,3+24,6+35= 100,8 кг.

Нагрузка по жидкости:

gV-V = gфл.280-350 + gЦО4 + gГЦО4,

где gV-V - поток жидкости, проходящий через сечение V-V, кг.

gV-V=24,6+31,6+35=91,2 кг.

Сечение VI-VI - сечение в зоне питания

Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении VI-VI (рис.7.14).

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Рис. 7.14 Эскиз сечения V-V.

Сечение VI-VI проходит по питательной секции ниже ввода сырья. Принимаем условно, что количество флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 280-350 оС, до сечения VI-VI не меняется.

В состав парового потока входят пары, поступившие с сырьем (паровая фаза - Gс) и пары, поднимающиеся из отгонной части колонны (Gниз). Количество последних можно определить из материального баланса нижней части колонны (контура I), расположенной ниже сечения VI-VI:

gc + gФЛ.280-350 = gм + Gниз,

откуда

Gниз = gс + gФЛ.3280-350 – gм = L × (1 – ē) + gФЛ.280-350 – gМ,

где L - расход сырья на входе в колонну, кг;

L = 100 кг;

gМ - расход мазута, кг;

gМ = 58,8 кг;

ēр - массовая доля отгона.

Gниз = 100 × (1 – 0,412) + 24,6– 58,8 = 24,6 кг.

Нагрузка по парам:

GVI-VI = Gс + Gниз,

где Gс - количество паров, поступивших в колонну с сырьем, кг.

Gс = L × ēр = 100 × 0,412 =41,2 кг.

GVI-VI = L×ēр + gс + gФЛ.280-350 – gМ = L×ēр + L×(1 – ēр) + gФЛ..280-350 – gМ =

= L + gФЛ.280-350 – gМ;

GVI-VI = 100+24,6 - 58,8 = 65,8 кг.

Нагрузка по жидкости:

gVI-VI = gс + gФЛ.280-350 = L × (1 – ēр) + gФЛ.280-350;

gVI-VI = 100 × (1 – 0,412) +24,6 = 83,4 кг.

В табл. 7.17 представлены нагрузки по парам и жидкостям в различных сечениях колонны.

Таблица 7.17

Нагрузки по парам и жидкостям в различных сечениях колонны

Сечение Нагрузка сечения, кг
по парам по жидкости
I – I 20,7
II – II 43,7 59,3
III - III 50,2 58,7
IV - IV 63,1 65,8
V - V 100,8 91,2
VI - VI 65,8 83,4

7.2.10 Расчет диаметра основной колонны

Диаметр колонны рассчитываем в трех сечениях:

- сечение I-I - сечение под верхней тарелкой;

- сечение VI-VI - сечение в зоне питания;

- самое нагруженное сечение из оставшихся. В нашем случае выбираем сечение V-V, т.е. сечение между выводом и вводом ЦО4.

Сечение колонны определяем по формуле

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где Vп – объемный расход паров в рассчитываемом сечении колонны, м3/с;

Wдоп – допустимая линейная скорость паров в рассчитываемом сечении колонны, м/с.

Объем паров в рассчитываемом сечении определяем по уравнению

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где Vп – объем паров в рассчитываемом сечении, м3/с;

Gнi – количество нефтяных паров в рассчитываемом сечении, кг;

Мнi – молярные массы нефтяных фракций;

Z - количество водяных паров в рассчитываемом сечении, кг;

18 – молярная масса воды;

t – температура в рассчитываемом сечении, оС;

Робщ – общее давление в рассчитываемом сечении, МПа;

k – коэффициент пересчета со 100 кг сырья на реальную загрузку колонны.

Коэффициент пересчета k определяем из соотношения

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где Gс - массовый расход сырья, кг/ч.

Gс = 1428583 кг/ч (см. табл. 7.2).

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru 14285,83

Допустимую скорость паров определяем по формуле

Wдоп = 0,85 × 10-4 × С × Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где Wдоп – допустимая линейная скорость паров, м/с;

С – коэффициент, величина которого зависит от конструкции тарелок и расстояния между ними.

На практике допустимые скорости паров находятся в пределах 0,5 – 1,2 м/с в атмосферных колоннах и 1,5 – 3,5 м/с в вакуумных колоннах.

Величину коэффициента С определяем по формуле

С = К×С1 – С2×(l - 35),

где К – коэффициент, который зависит от типа тарелок. Так для клапанных тарелок К = 1,15;

С1 – коэффициент, зависящий от расстояния между тарелками.

Примем расстояние между тарелками равным 600 мм. По графику находим С1 = 750;

С2 - коэффициент, равный 4 для клапанных тарелок;

l - коэффициент, учитывающий влияние жидкостной нагрузки на допустимую скорость паров. Определим величину этого коэффициента по формуле

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где Wc – объемная нагрузка колонны по жидкой фазе в рассчитываемом сечении, м3/ч.

n - число сливных устройств на тарелке;

Если расчетное значение l<10, то принимаем значение l=10. В случае, если l>65 следует принять тарелки с большим числом сливных устройств.

Допустимая скорость паров в любой атмосферной колонне составляет 0,8-1,0 м/с. Однако это не означает, что любая меньшая линейная скорость может обеспечить нормальные условия работы колонны. Фактическая линейная скорость паров в колонне должна быть не менее 60 % от допустимой, т.е. необходимо обеспечить минимальную скорость паров в колонне не менее 0,5-0,6 м/с, а еще лучше на уровне 0,7-0,8 м/с.

Нагрузку колонны по жидкой фазе находим из соотношения

Wc = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где g – массовая нагрузка по жидкости в рассчитываемом сечении, кг;

rж - плотность жидкой фазы при температуре в рассматриваемом сечении, г/см3.

rп – плотности паров, кг/м3.

Плотность жидкости находим из выражения

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru - Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru × (t - 20),

где t - температура в рассматриваемом сечении, оС.

Плотность паров определяем из соотношения

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где Gп - расход паров в рассматриваемом сечении, кг.

Gп = SGнi + Z.

Диаметр колонны определяем по формуле

d = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

Высоту подпора жидкости над сливной перегородкой рассчитываем по формуле

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru или Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где Dh - высота подпора жидкости над сливной перегородкой, м;

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru - периметр слива (длина сливной перегородки), м.

Длина сливной перегородки может быть рассчитана по формуле

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = (0,75-0,8) × d.

где d - диаметр колонны в рассматриваемом сечении, м.

Высота подпора жидкости не должна превышать 50 мм.

Расчет диаметра колонны в сечении I - I

GI-I == 0,9+7,4 + 20,7 = 29 кг.

Z = 1,834 кг.

gI-I = 20,7 кг.

Робщ = Рверха + DРт.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 36,7 м3/с.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru - Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ×(92–20) =0,692 –0,000910×(92–20) = 0,626 г/см3 = 626 кг/м3.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 3,33 кг/м3.

Gп = GI-I + Z =29+1,834= 30,834 кг.

Wc = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 427,39 м3/ч.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru .

Принимаем число сливных устройств равным четырем (n = 4).

l = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 20,91

С =1,15 × 750 – 4 × (20,91 – 35) = 918,86.

Wдоп = 0,85 × 10-4× 918,86 × Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,99 м/с.

d = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 6,9 м.

Рекомендуется принимать величину диаметра колонны равной четному числу.

Округляем рассчитанный диаметр колонны до величины 7,0 м.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,022 м = 22 мм.

Расчет диаметра колонны в сечении V - V

G V-V =100,8 кг.

Z = 1,176 кг.

gV-V = 91,2 кг.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где Nк - количество вещества компонентов, находящихся в паровой фазе в рассматриваемом сечении, кмоль.

Nк = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru .

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,551 кмоль.

Vп = 0,551 Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 65,73 м3/с.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,853 - 0,000699 × (312 - 20) = 0,648 г/см3 = 648 кг/м3.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 6,2 кг/м3.

Wc = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 2010,6 м3/ч.

Принимаем число сливных устройств n = 4.

l = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 63,4.

С =1,15 × 750 - 4 × (63,4 - 35) = 834,1.

Wдоп = 0,85 × 10-4× 834,1 × Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,72 м/с.

d = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 10,8 м.

Принимаем d = 10,8 м.

Dh = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,040 м = 40 мм.

Расчет диаметра колонны в сечении VI - VI

GVI-VI = 65,8 кг.

Z = 1,176 кг.

gVI-VI = 83,4 кг.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru .

Nк = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru .

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,571 кмоль.

Vп =0,571× Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 72,2 м3/с.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,949 - 0,000581 × (360 - 20) = 0,751 г/см3 = 751 кг/м3.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru =3,7 кг/м3.

Wc = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 1586,5 м3/ч.

Принимаем число сливных устройств n = 4.

l= Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 56,4.

С =1,15 × 750 - 4 × (56,4 - 35) = 776,9.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,85 × 10-4× 776,9× Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,94 м/с.

d = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 9,9 м.

Принимаем d = 10 м.

Dh = Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru = 0,041 м = 41 мм.

Принимаем диаметр основной атмосферной колонны от верха до тарелки,расположенной над тарелкой вывода фракции 120-180 оС (тарелка 42) равным 7,0 м; от тарелки вывода фракции 120-180 оС до тарелки, расположенной над зоной питания (тарелки 5) - 10,8 м; диаметр нижней части колонны принимаем равным 10 м.

7.2.10.1 Расчет высоты основной колонны

Общая высота колонны складывается из высот отдельных её частей, на которые она условно разбивается (рис. 7.15). Высоту верхней части (над верхней тарелкой) определяем по формуле

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где d1 - диаметр верхней части колонны.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru м.

Расчет высоты ведем, используя расстояние между тарелками и число тарелок в секциях колонны.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

где H2 – высота части колонны от тарелки отбора фракции 120-180 ºС №40 по 54 тарелку, м;

n1 = 15 шт.

Δh1 – расстояние между тарелками, м.

Принимаем Δh1 = 0,6 м.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru м.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

где H3 – высота части колонны от 5 по 40 тарелку, м.

n2 = 36 шт.

Принимаем Δh2 = 0,8 м.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru м.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

где Н4 – высота зоны питания, м.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru м.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

где H5 – высота от нижней тарелки отгонной части до зоны питания, м.

n3 = 4 шт.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru м.

Н6 – расстояние от нижней тарелки до уровня жидкости в низу колонны, м.

Н6 = 1,5м.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где Н7 – высота нижней части колонны, м;

d2 – диаметр низа колонны, м;

d2 = 10 м.

h – высота столба жидкости, м.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где Vм – общий объем мазута, находящегося в низу колонны, м3;

Vполусф – объем мазута, который находится в полусферическом днище колонны, м3;

d2 – диаметр низа колонны, м.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ,

где ρм – плотность мазута при температуре в кубе, кг/м3.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru г/см3 = 694 кг/м3.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru м3.

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru ;

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru м3.

Величина полусферического днища больше, чем объем мазута, необходимого для поддержания нормальной работы колонны, т.е. величина Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru м.

Н8 – высота основания колонны (юбки), м.

Н8 = 4 м.

Общую высоту колонну рассчитаем как сумму высот частей колонны:

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru

Материальный и тепловой баланс колонны К-2. - student2.ru






Наши рекомендации