5.5 Расчет температуры верха основной ректификационной колонны к-2

Температура верха колонны рассчитывается из условия конца однократного испарения паров, уходящих с верха колонны:

, (17)

где y^'_i - мольная доля i-го компонента в парах;

k_i - константа фазового равновесия i-го компонента при давлении и температуре верха , (18)

где Р_i - упругость паров i-го компонента при температуре верха колонны, МПа;

Р_b - давление верха колонны, МПа.

Расчет производится с определением количества водяного пара, выходящего из К-2:

, (19)

где G₁ , G₂ , G₃ - соответственно количество водяного пара, подаваемого вниз К-2 (2-3 % на мазут), в отпарные колонны РТ и ДТ (1-1,2 % на выводимый продукт).

Далее определяется давление на верху К-2:

, МПа , (20)

где Р_н - давление в нижней части колонны, МПа;

n - число тарелок в колонне;

p - перепад давления на одной тарелке, МПа.

Выводимая из К-2 бензиновая фракция разбивается на 2-3 узкие фракции в равном пропорциональном отношении по массе. Например, на долю фракции 85 - 120 ⁰С приходится 6,8 кг. Эта фракция разбивается на две равные части по 3,4 кг, тогда фракционный состав узких фракций будет 85 - 102 ⁰С и 102 - 120 ⁰С. По кривым разгонки находят их характеристики (М_i , T_i). Расчет температуры верха К-2 ведется методом подбора. Для этого задается конкретная температура верха, и вычисляется сумма отношений У_i / К_i / . Если не соблюдается, ниже приведенное условие, следует принять другую температуру верха колонны и провести расчет еще раз. Результаты расчета сводятся в табл.16.

Таблица 16 - Расчет температуры верха К-2 (при циркуляционном

орошении)

						TВ =
Фракция	кг по ИТК	Мi	Тi	кг моль Ni		Рi	ki
85-102	3,4
102-120	3,4
в.п.	G В.П.				yв.п.
					1,000

Температура верха считается найденной, если соблюдается условие

При найденной температуре верха К-2 необходимо определить температуру конденсации водяного пара Т_К , для чего определяют парциальное давление водяного пара Р_В.П.:

Р_В.П. = Р_В. х У_В.П х 7600, мм рт. ст.

где Р_В - давление наверху К-2 , МПа;

У_В.П - мольная доля водяного пара (находится из табл. 16)

Определив Р_В.П. , находят температуру конденсации водяного пара Т_К.

, ⁰С. (21)

Если значение Т_К ниже температуры верха колонны на 10 ⁰С и более, то можно приступить к определению количества тепла, снимаемого циркуляционным орошением, которое находится из теплового баланса. Если разница между Т_К и Т_В меньше 10 ⁰С, то расчет температуры верха К-2 необходимо вести с учетом подачи в колонну острого орошения. Общая методика расчета в этом случае не меняется, для чего принимается количество острого орошения g_ор = 30 кг, температуру орошения 40 ⁰С, количество водяного пара прежним (G_В.П.). Количество острого орошения разбивается на равные доли пропорционально количеству узких фракций в бензине и расчет температуры верха сводится в табл.17

Таблица 17 - Расчет температуры верха К-2 (при остром орошении)

						TВ =
Фракция бензина	кг по ИТК	Кол-во орош., кг	Сумм. кол-во, кг	кг моль Ni		Рi	ki
85-102	3,4	15,0	18,4
102-120	3,4	15,0	18,4
в.п.	G В.П.	-	G В.П.			-		0
					1,000

Температура верха считается найденной, если соблюдается условие приведенное в предыдущем расчете.