Rectif (729501), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Определяются по той же формуле что и температуры на выходе из дистиллата.
Средняя молекулярная масса пара:
Средняя молекулярная масса жидкости:
Средняя плотность пара:
Средняя массовая доля:
Средняя плотность жидкости:
Плотность НК компонента при температур t =256 оС равна
Плотность ВК компонента при температур t =256 оС равна
Средняя вязкость жидкости:
Вязкость НК компонента при температур t =256 оС равна
Вязкость ВК компонента при температур t =256 оС равна
Средние коэффициенты диффузии жидкости и пара:
Для низа колонны:
Гидравлический расчёт колпачковых тарелок 2-й секции.
Определяем количество пара поднимающегося вверх по колонне. Примем допущение, что расход пара во всей колонне является величиной постоянной и находится:
Определяем расход жидкости в верхней и нижней части колонны:
1. Расчёт оценочной скорости:
2. Определяем диаметр:
3. Принимаем колонну диаметра DК=1,0 м
Действительную скорость пара в нижней части находим:
4. По таблице 6 [1] периметр слива
и относительное сечение перелива
. Относительная активная площадь тарелки:
5. Фактор нагрузки:
Коэффициент поверхностного натяжения:
Принимая минимальное расстояние между тарелками
, по табл. 6.7 [1] определяем комплекс В1:
Допустимая скорость пара в рабочем сечении колонны:
6. Проверяем условие допустимости скоростей пара для верхней и нижней частей колонны:
Условие не выполняется, поэтому необходимо увеличивать межтарельчатое расстояние, а при достижении максимального значения принимать тарелку большего диаметра до тех пор пока условие не сойдётся.
Увеличиваем межтарельчатое расстояние:
Увеличиваем межтарельчатое расстояние:
Увеличиваем межтарельчатое расстояние:
Увеличиваем межтарельчатое расстояние:
Условие выполнилось. Продолжаем расчёт дальше.
7. Удельная нагрузка на перегородку:
Условие выполнилось. Продолжаем расчёт дальше.
8. Фактор паровой нагрузки:
Подпор жидкости над сливным порогом:
9. Глубина барботажа hб=0,03 м (табл. 6.4. [1]), высота прорези колпачка h3=0,02 м (табл. 6.10. [1]), зазор установки колпачка h4=0,01 м (табл. 6.8. [1]).
Высота парожидкостного слоя на тарелках:
10. Высота сливного порога:
11. Градиент уровня жидкости на тарелке:
12. Динамическая глубина барботажа:
13. Значение комплекса В2 (табл. 6.9. [1]):
Минимально допустимая скорость пара в свободном сечении тарелок:
Относительное свободное сечение тарелок
(табл. 6.6. [1]). Коэффициент запаса сечения тарелок:
Так как К1 >1, то пар будет проходить через тарелку равномерно.
Выбираем площадь прорезей колпачка S3 =0,0023 м2 (табл. 6.10 [1]) и определяем скорость пара в прорезях:
Максимальная скорость пара в прорезях колпачка:
Коэффициент В5 берётся по табл. 6.11. [1].
Степень открытия прорезей колпачка:
Условие выполняется и пар проходит через все сечения прорезей и тарелка работает эффективно.
14. Фактор аэрации:
15. Коэффициент гидравлического сопротивления тарелки
(табл. 6.13 [1]).
Гидравлическое сопротивление тарелок:
17. Коэффициент вспениваемости при вакуумной перегонки мазута К5=0,75
Высота сепарационного пространства между тарелками:
18. Межтарельчатый унос жидкости:
Величина не превышает 0,1 кг/кг. Продолжаем расчёт.
19. Площадь поперечного сечения колонны:
Скорость жидкости в переливных устройствах:
Допустимая скорость жидкости в переливных устройствах:
Действительная скорость жидкости меньше допустимых. Таким образом для 2-й секции принимаем данную тарелку.
Больше всего подходит стандартная тарелка ТСК-Р, которая имеет следующие характеристики:
Диаметр тарелки: D = 1000 мм;
Периметр слива: lw = 0,683м;
Относительная площадь для прохода паров:
;
Работа тарелки характеризуется следующими параметрами:
Гидравлическое сопротивление тарелки:
Скорость жидкости в переливном устройстве:
Расчёт эффективности тарелок и высоты 2-й секции.
1. Определяем значение критерия Фурье для колпачковой тарелки:
2. Определяем общее числа единиц переноса:
3. Локальная эффективность контакта:
4. Эффективность тарелки по Мэрфи:
5. Действительное число тарелок:
6. Рабочая высота секции для низа:
7. Общая высота секции:
Тепловой баланс колонны.
Для расчёта энтальпий углеводородов воспользуемся формулами:
Для жидких углеводородов:
Для газообразных углеводородов:
Расчёт 1-й секции:
Приход:
1. Паровая фаза:
а) фр. НК-350 оС
б) фр. 350-500 оС
в) Водяной пар (15 ата; t = 420 оС)
2. Жидкая фаза:
а) фр. 500-КК оС
Расход:
1. Паровая фаза:
а) фр. НК-350 оС
б) фр. 350-500 оС
в) Водяной пар (15 ата; t = 420 оС)
2. Жидкая фаза:
а) фр. 500-КК оС
Результаты расчёта заносим в таблицу 6.
Таблица 6.
Тепловой баланс 1-й секции колонны
Приход | Расход | ||||||||
| Наименование | t, oC | кг/ч | кДж/кг | кДж/ч | Наименование | t, oC | кг/ч | кДж/кг | кДж/ч |
| Мазут | Паровая фаза: | ||||||||
| Паровая фаза: | нк - 350 | 385 | 2280 | 1414,163 | 3224291,24 | ||||
| нк - 350 оС | 420 | 2280 | 1516,414 | 3457423,97 | фр. 350 - 500 | 385 | 26068 | 1384,908 | 36101783,6 |
| фр. 350 – 500 | 420 | 26068 | 1485,149 | 38714861,93 | Вод. пар | 385 | 5000 | 3251,5 | 16257500 |
| Жидкая фаза: | Жидкая фаза | ||||||||
| Гудрон | 420 | 47652 | 971,820 | 46309170,65 | Гудрон | 400 | 47652 | 912,462 | 43480621,5 |
| Вод. пар | 480 | 5000 | 3282,4 | 16412000 |
| ||||
| Итого: | 81000 | 104893456,6 | Итого: | 81000 | 99064196,4 | ||||
Избыток тепла в 1-й секции составляет:
Расчёт 2-й секции производим по такой же схеме и результаты выводим в таблицу 7.
Таблица 7.
Тепловой баланс 2-й секции колонны
| Приход | Расход | ||||||||
| Наименование | t, oC | кг/ч | кДж/кг | кДж/ч | Наименование | t, oC | кг/ч | кДж/кг | кДж/ч |
| Паровая фаза: | Паровая фаза: | ||||||||
| нк - 350 | 385 | 2280 | 1414,16 | 3224291,24 | нк - 350 | 100 | 2280 | 749,797 | 1709537 |
| фр. 350 - 500 | 385 | 26068 | 1384,91 | 36101783,6 | Вод. пар | 100 | 5000 | 2689,9 | 13449500 |
| Вод. пар | 385 | 5000 | 3251,5 | 16257500 | Жидкая фаза | ||||
|
| фр. 350 - 500 | 385 | 26068 | 941,64 | 24546565 | ||||
| Итого: | 33348 | 55583574,8 | Итого: | 33348 | 39705601,7 | ||||
Избыток тепла в 1-й секции составляет:
Избытки тепла в секциях снимаются за счёт циркуляционных орошений.
В качестве НЦО примем флегму 1-й секции.
Температуру, до которой необходимо охладить флегму, найдём из энтальпии возвращаемой флегмы:















