126188 (690955), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Q_пр = Q_{бензина} + Q_{орошения} (6.2)

Q_расх = Q_105-140 + Q_флегма + Q_140-180 + Q_потери (6.3)

6.1 Определение количества тепла поступающего в колонну

6.1.1 Определение количества тепла приносимого нестабильным бензином:

Нестабильный бензин поступает в колонну в паро-жидкостном состоянии. До150⁰С в парах находится 32% бензина (е = 0,32).

,

где I^паров – энтальпия нефтяных паров (t = 423 К), I^паров = 631,1 кДж/кг;

I^жид – энтальпия нефтяных жидкостей (t = 423 К, ρ = 0,758 кг/м³), I^жид = 330,98 кДж/кг;

6.1.2 Определение количества тепла приносимого орошением, кВт:

, (6.1.2.1)

где I^{орошения} – энтальпия флегмы (t = 303 К, ρ = 0,738 кг/м³), I^{орошения} = 61,3 кДж/кг;

, (6.1.2.2)

где R –флегмовое число (R=2,4).

По формуле (6.2) получаем

6.2 Определение потерянного количества тепла, кВт

(6.2.1)

6.2.2 Определение количества тепла уходящего с фракцией 140-180⁰С

(6.2.2.1)

где I^140-180 – энтальпия фракции 140-180⁰С (t = 446 К, ρ = 0,774 кг/м³), I^140-180 = 392,125 кДж/кг

6.2.3 Определение количества тепла уходящего с дистиллятом (Фр 105-140⁰С)

(6.2.3.1)

где I^105-140 – энтальпия фракции 105-140 (пары, t = 405К, ρ = 0,738 кг/м³), I^105-140 = 296,4 кДж/кг

По формуле (6.3) находим количества тепла выносимого с продуктами из колонны, кВт

1. Расчет горячей струи

6.3.1 Определение необходимого количества тепла вносимого в колонну горячей струей

(6.3.1.1)

6.3.2 Определение количества фр. 140-180⁰С необходимого на горячую струю

Примем, что фр. 140-180⁰С нагревается в печи на 100⁰С (446К → 546К)

(6.3.2.1)

где - энтальпия горячей струи, =754,83 кДж/кг;

- энтальпия фракции 140-180⁰С, = 392,125 кДж/кг.

1. Сводный тепловой баланс колонны вторичной перегонки К-5

Таблица 16

Сводный тепловой баланс колонны вторичной перегонки К-5

Приход	%	кВт	кДж/ч	Расход	%	кВт	кДж/ч
Нестабильный бензин	62,33	58872,0	21193926,7	Дистиллят	66,47	62779,17	22600500
Орошение	9,70	9164,95	3299382,4	Фр. 140-1800С	31,37	29633,63	10668105,7
Горячая струя	27,97	26416,96	9510105,6	Потери	2,16	2041,11	734799,6
Итого	100	94453,91	34003414,68	Итого	100	94453,91	34003405,3

7. Конструктивный расчёт колонны вторичной перегонки бензина К-5

7.1 Расчёт количества тарелок колонны К-5

В К-5 вводится фракция 105-180⁰С (G = 49632,35 кг/ч; t = 150⁰C; ρ = 0,758 кг/м³),

сверху выходит фракция 105-140⁰С (G = 22426,47 кг/ч; t = 132⁰C; ρ = 0,738 кг/м³),

снизу фракция 140-180⁰С (G = 27205,88 кг/ч; t = 173⁰C; ρ = 0,774 кг/м³).

7.1.1 Определение М легкокипящего компонента (фракция 105-140⁰С) по формуле Войнова

(7.1.1.1)

По ИТК (Приложение А) находим t_cp. Для фракции 105-140⁰С t_ср = 123⁰С.

7.1.2 Определение углеводорода, соответствующего М = 112,03 г/моль

С₈Н₁₈ (октан) углеводород, соответствующий фракции 105-140⁰С.

7.1.3 По формуле (3.1.1.1) определеям М высококипящего компонента (фракция 140-180⁰С)

По ИТК находим t_cp. Для фракции 140-180⁰С t_ср = 160⁰С.

7.1.4 Определение углеводорода, соответствующего М = 133,6г/моль

С₁₀Н₂₂ (декан) углеводород, соответствующий фракции 140-180⁰С.

Таким образом, разделение фракции105– 180⁰С в колонне К-5 эквивалентно разделению бинарной смеси октан – декан.

7.1.5 Расчет плотностей фракций 105 – 180⁰С, 105 – 140⁰С и 140 – 180⁰С.

Из формулы Крэга

следует

(7.1.5.1.1)

7.1.5.1 Расчет плотности фракции 105 – 180⁰С

( )

7.1.5.2 Расчет плотности фракции 105-140⁰С

7.1.5.1 Расчет плотности фракции 140 – 180⁰С

7.1.6 Построение кривой равновесия бинарной смеси октан - декан

Используя график Кокса определим давления насыщенных паров октана - декана. По этим данным построим кривую равновесия смеси (Приложение Б)

Таблица 17

Равновесный состав бинарной смеси октан - декан

Температура, 0С
130	760	195	1	1
138	980	260	0,69	0,89
149	1250	480	0,36	0,59
165	1850	610	0,12	0,29
170	2000	760	0	0

нефть перегонка атмосферный бензин

Таблица 18

Определение состава смеси, состава дистиллята и кубового остатка

Исходя из материального баланса следует: состав исходной смеси x_F=45,5%

Четкость ректификации – 97% состав дистиллята x_P=97%; состав кубового остатка x_W=3%

7.1.8 Пересчет массовых концентраций в мольные

7.1.8.1 Пересчет массовой концентрации исходной смеси в мольную

(7.1.8.1.1)

7.1.8.2 Пересчет массовой концентрации дистиллята в мольную

(7.1.8.1.2)

7.1.8.3 Пересчет массовой концентрации кубового остатка в мольную

(7.1.8.1.3)

7.1.9 Расчет расходов дистиллята и кубового остатка:

7.1.9.1 Расчет расхода дистиллята, кг/ч

(7.1.9.1.1)

7.1.9.2 Расчет расхода кубового остатка, кг/ч

(7.1.9.2.1)

7.1.10 Расчет флегмового числа

7.1.10.1 Расчет минимального флегмового числа

, (7.1.10.1.1)

где - мольная концентрация пара, находящегося в равновесии с исходной смесью.

По диаграмме y - x находим (при Х_F = 0,5) = 0,73 мол.дол.

7.1.10.2 Расчет рабочего флегмового числа

Обычно принимают оптимальное значение рабочего флегмового числа:

(7.1.10.2.1)

Примем .

7.1.11 Построение рабочих линий укрепляющей и исчерпывающих частей колонны К-5

7.1.11.1 Определение отрезка b на оси ординат

(7.1.11.1.1)

.

7.1.11.2 Расчет уравнения рабочей линии для укрепляющей части колонны

(7.1.11.2.1)

7.1.11.3 Уравнение рабочей линии исчерпывающей части колонны

(7.1.11.3.1)

где f – отношение количества исходной смеси к количеству дистиллята.

7.1.11.4 Расчет расхода исходной смеси, (кмоль/час)

(7.1.11.4.1)

7.1.11.5 Расчет расхода дистиллята (кмоль/ч)

(7.1.11.5.1)

Вписыванием тарелок между рабочей и равновесной линиями нахожу число тарелок – 10. Учитывая небольшую эффективность тарелок по Мэрфри (и практические данные) примем 34 тарелок. Из них: в укрепляющей части – 14 тарелок, в исчерпывающей – 20 тарелок.

7.2 Определение диаметра колонны

Диаметр колонны определяется в зависимости от максимального расхода паров и их допустимой скорости в свободном сечении колонны.

(7.2.1)

Выбираем сечение в верхней части колонны

7.2.1 Расчет объёма паров проходящих за час через сечение колонны

Давление в колонне: Р = 0,13 МПа:

, (7.2.1.1)

где Т – температура системы, К;

Р – давление в системе, МПа;

G_i – расход компонента, кг/ч;

М_i – молекулярная масса компонентов;

Z – коэффициент сжимаемости.

7.2.1.1 Определяем приведенные температуру и давление для фр. 105-140⁰С (С₈Н₁₈ октан, t = 132⁰C = 405К; ρ = 0,738 кг/м³).

(7.2.1.1.1)

Характеристики

Список файлов курсовой работы