2.6. Тепловой баланс колонны

Тепловой баланс колонны рассчитывается с целью определения количества тепла, которое необходимо снять орошениями.

Приходные и расходные статьи теплового баланса приведены в таблице 6.1. Потери тепла в окружающую среду не внесены в тепловой баланс, это дает некоторый запас при определении тепла, снимаемого орошениями в колонне.

Энтальпию углеводородных паровых I^П и жидкостных I^Ж потоков рассчитываем по формулам:

, кДж/кг

где Т – температура потока, К

– относительная плотность потока.

, кДж/кг

Энтальпия перегретого водяного пара приведена в приложении 2.

Количество паровой фазы сырья:

L_П = L₀ · е = 115070· 0,49 = 56384,3 кг/ч.

Количество жидкой фазы сырья:

L_Ж = L₀ – L_п = 115070 – 56384,3 = 58685,7 кг/ч.

Энтальпию водяного пара определяем по приложению 3 на входе в колонну при температуре 400⁰С и давлении 6ат, на выходе из колонны при температуре 110⁰С и давлении 1ат (интерполяцией).

Энтальпию по формуле для парового потока рассчитываем только для бензина и паровой фазы сырья. Остальные потоки – по формуле для жидкости.

Относительную плотность паровой фазы сырья рассчитаем с учётом того, что в её составе находятся в основном светлые фракции:

Энтальпия паровой фазы сырья при 355 ⁰С:

Относительную плотность для жидкой фазы сырья можно принять равной плотности мазута , тогда

Таблица 6.1

Тепловой баланс колонны

Поток	Обозна- чение	Массовый расход G, кг/ч	t, 0С	Энтальпия I, кДж/кг	Количество тепла Q, кВт
ПРИХОД:
Паровая фаза сырья	LП	56384,3	355	1118,79	17522,83
Жидкая фаза сырья	LЖ	58685,7	355	837,35	13650,13
Водяной пар	∑Z	2881,8	400	3273,23	2620,22
Итого	-	117951,8	-	-	33793,18
РАСХОД:
Бензин	D2	7310	110	564,15	1145,54
Керосин	R3	15010	150	329,99	1375,87
Дизтопливо	R2	20090	256	593,87	3314,12
Мазут	R1	72660	330	764,00	15420,07
Водяной пар	∑Z	2881,8	110	2698,78	2160,37
Итого	-	117951,8	-	-	23415,97

Для бензина при 110 ⁰С:

Для керосина при 150 ⁰С:

Для дизельного топлива при 256 ⁰С:

Для мазута при 330 ⁰С:

Количество тепла в кВт для каждого потока определяем по формуле:

Общее количество тепла, которое необходимо снять орошениями в колонне:

Q_ор = Q_прих – Q_расход = 33793,18 – 23415,97 = 10377,21 кВт =

= 37357956 кДж/кг

Этот избыток тепла в колонне снимается острым холодным орошением вверху колонны и двумя промежуточными циркуляционными орошениями под тарелками отбора боковых фракций.