2.3. Описание атмосферной колонны

Атмосферная колонна К-2 (рис. 3.1) является сложной колонной, состоящей из трёх простых колонн. Избыточное тепло в колонне снимается сверху колонны с помощью острого испаряющегося орошения и по высоте колонны двумя промежуточными циркуляционными орошениями.

Принципиальная схема атмосферной колонны

Рис. 3.1

Количество циркуляционных орошений рекомендуется принимать равным количеству боковых фракций.

На основании литературных данных примем следующее число тарелок в концентрационной части колонны: в секциях бензина, керосина и дизтоплива - по 8 тарелок. На каждое циркуляционное орошение примем по 2 тарелки. В отгонной части колонны и в стриппинг-секциях примем по 6 тарелок. Таким образом, при наличии двух циркуляционных орошений в колонне общее число тарелок в атмосферной колонне будет 34.

2.4. Физические характеристики в различных секциях колонны

2.4.1. Давление

Примем давление вверху колонны (над верхней, 34-ой тарелкой) 140 кПа. Это немного выше атмосферного и необходимо для преодоления гидравлических сопротивлений при прохождении паров бензина через конденсатор-холодильник.

Примем к установке в колонне клапанные тарелки. По справочным данным гидравлическое сопротивление одной клапанной тарелки составляет ∆Р_тар = 0,6 кПа. Рассчитаем абсолютное давление под каждой тарелкой по высоте колонны, начиная сверху (табл.4.1).

2.4.2. Плотность и молекулярный вес

Плотность жидкости в отдельных сечениях колонны принимается из расчёта равномерного перепада её по тарелкам. Поэтому, зная плотность в конечных точках данного сечения колонны, рассчитываем её по отдельным тарелкам.

Так, относительная плотность бензина D₂ составляет 0,7309. Это и есть плотность жидкости на верхней, 34-ой тарелке. Плотность керосина 0,7804 – это плотность жидкости, стекающей с нижней 1-ой тарелки стриппинга К-3/2.

Бензиновую секцию колонны (8 тарелок) и керосиновый стриппинг К-3/2 (6 тарелок) можно представить как простую колонну из 14 тарелок, дистиллят которой бензин D₂, а остаток – керосин. Зная плотности на верхней и нижней тарелках этой простой колонны, рассчитаем плотности по оставшимся тарелкам. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал:

Плотность на 33-ей тарелке 0,7309+0,0038=0,7347

Плотность на 32-ой тарелке 0,7347+0,0038=0,7385

И так далее. После 27-ой тарелки колонны переходим на 6-ю тарелку стриппинга. Плотности на тарелках керосинового стриппинга приводятся в таблице 4.2.

Следующее сечение – между 27-ой тарелкой основной колонны и первой тарелкой стриппинга К-3/1, с которой стекает дизтопливо с плотностью 0,8371. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал в данном сечении составляет:

Плотность на 26-ой тарелке 0,7575+0,005=0,7625.

Плотность на 25-ой тарелке 0,7625+0,005=0,7675

После 17-ой тарелки переходим на 6-ю тарелку дизельного стриппинга.

С 1-ой тарелки основной колонны стекает мазут с плотностью 0,9437. Перепад плотности на один межтарельчатый интервал в сечении между 17-ой и 1-ой тарелками составляет:

Плотность на 16-ой тарелке 0,8075+0,0085=0,8160.

Плотность на 15-ой тарелке 0,8160+0,0085=0,245

И так далее.

Аналогично плотности рассчитывается по тарелкам молекулярный вес.

Таблица 4.1.

Физические характеристики по высоте колонны

Секция	Номер тарелки	Давление под тарелкой, кПа	Плотность жидкости на тарелке,	Молекулярный вес жидкости на тарелке	Температура на тарелке, 0С
Секция бензина	34	140,6	0,7309	109	110
	33	141,2	0,7347	112	118,57
	32	141,8	0,7385	116	127,14
	31	142,4	0,7423	119	135,71
	30	143,0	0,7461	123	144,28
	29	143,6	0,7499	126	152,85
	28	144,2	0,7537	129	161,42
	27	144,8	0,7575	133	170
2-ое ЦО	26	145,4	0,7625	139	180,1
	25	146,0	0,7675	146	190,2
Секция керосина	24	146,6	0,7725	152	200,3
	23	147,2	0,7775	158	210,4
	22	147,8	0,7825	165	220,5
	21	148,4	0,7875	171	230,6
	20	149,0	0,7925	177	240,7
	19	149,6	0,7975	183	250,8
	18	150,2	0,8025	190	260,9
	17	150,8	0,8075	196	271
1-ое ЦО	16	151,4	0,8160	211	278,64
	15	152,0	0,8245	225	286,28
Секция дизтоплива	14	152,6	0,8330	240	293,92
	13	153,2	0,8415	254	301,56
	12	153,8	0,8500	269	309,2
	11	154,4	0,8585	283	316,84
	10	155,0	0,8670	298	324,48
	9	155,6	0,8755	312	332,12
	8	156,2	0,8840	327	339,76
	7	156,8	0,8925	341	347,4
Отгонная часть	6	157,4	0,9010	356	355
	5	158,0	0,9095	370	350
	4	158,6	0,9180	385	345
	3	159,2	0,9265	399	340
	2	159,8	0,9350	414	335
	1	160,4	0,9435	428	330

Таблица 4.2.

Физические характеристики в стриппинг-секциях

Стриппинг	Номер тарелки	Плотность жидкости на тарелке,	Молекулярный вес жидкости на тарелке	Температура на тарелке, 0С
Стриппинг К-3/2	6	0,7613	136	166,65
	5	0,7651	139	163,32
	4	0,7689	143	159,99
	3	0,7727	146	156,66
	2	0,7765	150	153,33
	1	0,7803	153	150
Стриппинг К-3/1	6	0,8125	202	268,5
	5	0,8175	209	266
	4	0,8225	215	263,5
	3	0,8275	221	261
	2	0,8325	228	258,5
	1	0,8375	234	256