2.10. Расчёт стриппинг-секций

Из совместного решения уравнений материального и теплового балансов находится нагрузка верхней тарелки каждой стриппинг-секции по паровой и жидкой фазе. Затем по максимальной паровой нагрузке определяется единый диаметр стриппинг-секций (колонна К-3).

2.10.1. Расчёт стриппинг-секции керосина

Составим уравнение материального баланса потоков без учета водяного пара:

g₂₇ = G₆ + R₃

Уравнение теплового баланса с учетом водяного пара:

Отсюда с учетом уравнения материального баланса находится количество нефтяных паров G₆, кг/ч:

Определяем количество флегмы, стекающей в керосиновый стриппинг, кг/ч:

g₂₇ = G₆ + R₃

g₂₇ = 5868,65 + 26566 = 32434,34 кг/ч

Объёмный расход паров, уходящих с 6-й тарелки стриппинга:

Плотность паровой фазы:

ρ_П = G₆/(3600∙V₆)

ρ_П = 5868,65/(3600∙0,527) = 3,09 кг/м³

Относительная плотность жидкой фазы, стекающей с 27-ой тарелки атмосферной колонны на верхнюю тарелку стриппинга при рабочих условиях:

ρ^t₄₍₂₇₎ = ρ²⁰₄₍₂₇₎ – γ∙(t – 20)

где t – температура на 27-й тарелке, ºС;

ρ²⁰₄₍₂₇₎ – относительная плотность на 27-й тарелке.

ρ^t₄₍₂₇₎ = 0,792 – (0,001838 – 0,00132∙0,792)∙(209 – 20) = 0,6422

Абсолютная плотность жидкой фазы:

ρ_ж(27) = ρ^t₄₍₂₇₎∙1000 = 0,6493∙1000 = 642,15 кг/м³

Нагрузка верхней, 6-й тарелки стриппинга по жидкости:

L_ж⁶ = g₂₇ / ρ_ж(27) = 32434,34/642,15 = 50,51 м³/ч

2.10.2. Расчёт стриппинг-секции дизтоплива

Составим уравнение материального баланса потоков без учета водяного пара:

g₁₇ = G₆ + R₂

где g₁₇ – количество флегмы, стекающей с 17-й тарелки в стриппинг, кг/ч;

G₆ – количество паров, уходящих с верхней 6-й тарелки стриппинга под 17-ю тарелку атмосферной колонны, кг/ч.

Уравнение теплового баланса с учетом водяного пара:

Отсюда с учетом уравнения материального баланса находится количество нефтяных паров G₆, кг/ч:

где - энтальпия жидкости при уточненной температуре и плотности на 17-й тарелке (после уточнения - 274ºС), кДж/кг;

- энтальпия нефтяных паров при температуре и плотности на 6-й тарелке стриппинга (после уточнения - 292,6ºС или 565,6 К), кДж/кг;

- энтальпия водяного пара при температуре 6-й тарелки стриппинга (при 292,6ºС), кДж/кг;

Определяем количество флегмы, стекающей в стриппинг дизтоплива, кг/ч:

g₁₇ = G₆ + R₂

g₁₇ = 4564,63 + 105263 = 109828,10 кг/ч

Объёмный расход паров, уходящих с 6-й тарелки стриппинга:

Плотность паровой фазы:

ρ_п = G₆/(3600∙V₆)

ρ_п = 4564,63/(3600∙1,20) = 1,0546 кг/м³

Относительная плотность жидкой фазы, стекающей с 17-ой тарелки атмосферной колонны на верхнюю тарелку стриппинга при рабочих условиях:

ρ^t₄₍₁₇₎ = ρ²⁰₄₍₁₇₎ – γ∙(t – 20)

где t – температура на 17-й тарелке (274ºС);

ρ²⁰₄₍₁₇₎ – относительная плотность на 17-й тарелке.

ρ^t₄₍₁₇₎ = 0,8287 – (0,001838 – 0,00132∙0,8287)∙(274 – 20) = 0,6397

Абсолютная плотность жидкой фазы:

ρ_ж(17) = ρ^t₄₍₁₇₎∙1000 = 0,6397∙1000 = 639,74 кг/м³

Нагрузка верхней, 6-й тарелки стриппинга по жидкости:

L_ж⁶ = g₁₇ / ρ_ж(17) = 109828,10 / 639,74 = 171,68 м³/ч

Результаты расчётов сводим в таблицу 2.18.

Таблица 2.18

Параметры стриппинг-секций

Стриппинг-секция	Объемный расход паров V, м3/с	Плотность паров ρп, кг/м3	Абсолютная плотность жидкости ρж, кг/м3	Нагрузка тарелки по жидкости Lж, м3/ч
Керосин	0,527	3,09	642,15	50,51
Дизтопливо	1,20	1,05	639,74	171,68

Наибольшую нагрузку по паровой фазе имеет стриппинг дизтоплива. Диаметр керосинового стриппинга принимается равным ему. Принимаем к установке тарелки клапанные, однопоточные, расстояние между тарелками 450 мм. Тогда К₁ = 1,15, С₁ = 765, К₂ = 1,0, К₃ = 4,0.

С_MAX = 1,15∙1,0∙765 – 4∙(125,74 - 35) = 516,78

W_MAX = 8,47∙10^-5∙516,78∙((639,74 – 1,05)/1,05)^0,5 = 1,077 м/с

Принимаем к установке диаметр стриппинг-секций 1,6 м.