2.11. Высота колонны

Высота атмосферной колонны рассчитывается по уравнению:

Н_К = Н₁ + Н_к + Н_п + Н₂ + Н_и + Н_н + Н_о,

где Н₁ - высота от верхнего днища до верхней тарелки, м;

Н_к – высота концентрационной тарельчатой части колонны, м;

Н_п – высота секции питания, м;

Н₂ – высота от уровня жидкости в кубе колонны до нижней колонны, м;

Н_и - высота отгонной, исчерпывающей тарельчатой части колонны, м;

Н_о – высота опоры, м;

Н_н – высота низа колонны, от уровня жидкости до нижнего днища, м.

Высота Н₁ (сепарационное пространство) принимается равной 0,5 диаметра колонны, если днище полукруглое, и 0,25 диаметра, если днище эллиптическое. Полушаровые днища применяются для колонн диаметром более 4 м. Поэтому Н₁ = 0,5∙5,5 = 2,75 м.

Высота Н_к и Н_и зависят от числа тарелок в соответствующих частях колонны и расстояния между ними:

Н_к = (N_конц – 1)*h = (28 - 1)*0,8 = 21,6 м

Н_и = (N_отг – 1)*h = (6 – 1)*0,8 = 4,0 м

где h = 0,8 м – расстояние между тарелками.

Высота секции питания Н_п берётся из расчёта расстояния между тремя-четырьмя тарелками:

Н_п = (3 – 1)*h = (3 – 1)*0,8 = 1,6 м

Высота Н₂ принимается равной от 1 до 2 м, чтобы разместить глухую тарелку и иметь равномерное распределение по сечению колонны паров. Примем Н₂ = 1,5м.

Высота низа (куба колонны) Н_н рассчитывается, исходя из 5-10 минутного запаса мазута, необходимого для нормальной работы насоса в случае прекращения подачи сырья в колонну:

Н_Н = R₁*5/(ρ_R1*68*F_k), м

где ρ_R1 - абсолютная плотность мазута при температуре низа колонны.

Относительная плотность мазута при температуре низа колонны:

ρ³³⁰₄₍₁₎ = 0,9564 – (0,001838 – 0,00132*0Б9564)*(330 – 20) = 0,7779

F_k = 0,785*D_k² - площадь поперечного сечения колонны, м²

Н_Н = (234647*5)/(0,779*1000*60*0,785*5,5²) = 1,06 м

Штуцер отбора нижнего продукта должен находиться на отметке не ниже 4-5 м от земли для того, чтобы обеспечить нормальную работу горячего насоса. Поэтому высота опоры Н_о конструируется с учётом необходимого подпора жидкости и принимается высотой не менее 4-5 м. Примем Н_о = 4,0 м.

Полная высота колонны:

Н_К = 2,75 + 21,6 + 4 + 1,6 + 1,5 + 1,06 + 4 = 36,5 м

2.12. Расчёт диаметров штуцеров

Диаметр штуцера определяют из уравнения расхода по допустимой скорости потока:

где V – объёмный расход потока через штуцер, м³/с;

Величина допустимой скорости принимается в зависимости от назначения штуцера и фазового состояния потока, м/с.

Рассчитанный диаметр штуцера далее округляется в большую сторону до ближайшего стандартного значения.

2.12.1. Ввод сырья в колонну

Массовый расход потока через штуцер L₀ = 432073 кг/ч

Относительная плотность полуотбензиненной нефти = 0,8846

Относительная плотность при температуре ввода сырья:

Абсолютная плотность полуотбензиненной нефти при этой температуре

Примем скорость парожидкостного потока в штуцере W_доп = 1,0 м/с.

Объёмный расход потока:

_{VL0 = L0/3600*ρL0 = 432073/(3600*660,4) = 0,18 м}³_/с

Диаметр штуцера:

D_Ш = (4*0,18/3,14*1,0)^0,5 = 0,481 м

Принимаем к установке стандартный диаметр D_у = 500 мм.