Практическое занятие №9 Тема: Приближенные методы построения линии однократного испарения (ои)

Температуры потоков три ректификации сложных смесей опреде­ляют при помощи линии ОИ: температуры жидких потоков - по нулевому отгону, температуры паровых потоков - по 100%-ному отгону на линии ОИ. Линии однократного испарения можно пост­роить на основании экспериментальных данных. Для приближен­ных расчетов пользуются зависимостью между линиями ОИ и ИТК или разгонки по ГОСТ. Эти методы определяют линию OИ приближенно как прямую линию.

По методу Обрядчикова и Смидович, линию ОИ для нефти и нефтепродуктов при атмосферном давлении строят следующим образом. Определяют тангенс угла наклона линии ИТК по формуле

(9.1)

где t₇₀ - температура отгона 70% фракции по ИТК, ⁰C; t₁₀ - температура отго­на 10% фракции по ИТК, ⁰C.

Затем то графику рисунок 9.1 по данным tg ИТК и t находят на оси ординат (в верхней ее части) степень отгона по ИТК, со­ответствующую 100% отгона по ОИ, и (в нижней ее части) степень отгона по ИТК, соответствующую 0% отгона по ОИ. Полу­ченные значения определяют положение линии ОИ. Для этого на графике кривой ИТК полученные точки, соответствующие темпе­ратурам 0 и 100% отгона, надо соединить прямой.

Рисунок 9.1 - График Обрядчикова и Смидовича.

Рисунок 9.2 - График для построения кривых ОИ нефтяных фракций:

Δt - разность между температурами выки­пания 50% по ИТK (или по ГОСТ) и ОИ; 1 - кривая для определения tg угла на­клона кривой ОИ при помощи разгонки по ГОСТ; 2 - то же при помощи разгонки по ИТK; 3 - кривая разности температур выкипания 50% по кривым НТК и ОИ.

Существуют и другие методы построения линии ОИ: Нельсо­на, Пирумова и др. Нельсон и Харви предложили следующий метод построения линии однократного испарения фракции при ат­мосферном давлении: определяют tg ИТK; по графику (рисунок 9.2) определяют наклон линии ОИ; по кривой 3 опреде­ляют Δt - разность между 50%-ными точками на линиях ИТК (или ГОСТ) и ОИ, т. е.

Отсюда определяем температуру 50% отбора по ОИ

Зная температуру, отвечающую 50%-ному отгону по ИТК (50%-ная точка по ИТК), можно вычислить температуры начала ,1 конца ОИ (в ⁰C)

Через полученные точки начала и конца ОИ проводят прямую. Построение ОИ по методу Пирумова заключается в следую­щем.

1.Определяют наклон кривой по ИТК

2. Находят наклон линии ОИ по графику 15, а в зависимости от наклона по ИТК.

3. По графику рисунок 3 в зависимости от наклона по ИТК и температуры 50% отбора t₅₀ определяют процент отгона п при пе­ресечении линий ИТК и ОИ.

4. По ИTK определяют температуру, соответствующую доле отгона п, %, при пересечении ИТК и ОИ (t_пep).

5. Вычисляют температуру начала ОИ t_нач из уравнения

Через (полученные точки t_нач и t_nep проводят прямую ОИ.

Пример 1. Построить линию ОИ при атмосферном давлении для узкой фракции (220 - 290⁰C) шкаповской нефти. Линия ИТК дана на рисунке 4.

Решение. Находят tg ИTK фракции 220-290 ⁰C.

Температура 50%-ного отгона равна 255⁰C (рисунок 4). По графику Обрядчикова и Смидович (рисунок 1), используя полу­ченные данные (tg ИTK = 0,7 и t₅₀ = 225⁰C), получают на оси ординат две точки - одна соответствует 42% отгона по кривой ИТК (0% отгона по ОИ), вторая - 53% отгона по ИТК (100% отгона по ОИ). Откладывают эти точки на рисунке 1 и соединяют их прямой.

Пример 2. Дана разгонка по Энглеру: 10% - 170 ⁰C, 50% - 250, 70% -375⁰C. Определить точки для построения ОИ по ме­тоду Пирумова.

1.Определяют наклон кривой разгонки

2. По графику рисунок 9.3, а определяют наклон линии ОИ. Он ра­вен 2,5.

Рисунок 9.3 - Диаграмма Пирумова

3. По графику рисунок 9.3 б определяют точку пересечения линии ИТК и ОИ в зависимости от наклона кривой разгонки, равного 3,4 и температуры 50% отгона, равной 250⁰C. Точка пересечения соответствует 30%.

4. По линии ИТК отбору 30% соответствует 250 ⁰C (в данном примере делаем такое допущение). Для определения этой точ­ки надо построить по данным разгонки линию ИТК.

5. Вычисляют температуру начала ОИ

Таким образом, для построения ОИ получили две точки: 0% ОИ - 175⁰C и 30% ОИ - 250⁰C.

Линию ОИ для остатка - мазута - строят, определяя тангенс угла наклона линии ИТК остатка как произведение величины тан­генса угла наклона линии ИТК нефти на долю остатка в нефти

- массовая доля отгона светлых нефтепродуктов.

Температура отгона 50% остатка определяется как сумма тем­пературы то линии ИТК, соответствующей доле отгона низкоки­пящей фракции, и произведения величины найденного угла накло­на линии ИТК для остатка на 50, т. е. (в ⁰C)

-температура, соответствующая доле отгона светлых фракций, ⁰C.

Дальнейшее построение линии ОИ для остатка проводят так же, как для нефти.

Пример 3. Найти угол наклона линии ИТК для мазута и тем­пературу отгона 50% его, если tg ИTK_нефти = 4 и температура, со­ответствующая отгону 60% светлых, равна 310⁰C.

Решение. Находят угол нак­лона линии ИТК для мазута

Температура отгона 50% ма­зута

Однако практически для пере­счета линии ОИ на давления вы­ше атмосферного используют при­ближенные методы, основанные

Рисунок 9.4 - Кривые ИТК и ОИ фракций 220-290 ºС (к примеру 1)

на следующих допущениях: линии однократного испарения при разных давлениях параллельны между собой; точка пересечения линий ИТК и ОИ при любых, давлениях соответствует одному и тому же проценту отгона. При таком допущении для построения линии ОИ при давлении, отличном от атмосферного, достаточно пересчитать температуру точки пересечения линий ИТК и ИО на соответствующее давление и через получен­ную точку провести прямую, параллельную линии ОИ при атмо­сферном давлении.