3.1.2 Определение температурного режима колонны

Температура верхнего и нижнего продуктов колонны определяются аналитическим методом по уравнениям изотерм паровой

(3.1)

и жидкой фаз

, (3.2)

где: y_i^’- состав верхнего продукта, в мольных долях

х_i^’-состав нижнего продукта колонны, в мольных долях

к_i-константа фазового равновесия i-го компонента в принятых условиях.

Константы фазового равновесия рассчитываются по формуле:

, (3.3)

где П – давление насыщенных паров компонентов при принятых условиях, атм (ата);

Р_о – общее давление в рассчитываемом сечении колонны, атм.

Температура потоков определяется методом постепенного приближения уравнения изотерм к единице.

Для перевода массовой доли компонентов в мольную используется формула:

, (3.4)

где х_i – массовая доля i-го компонента;

х_i^' – мольная доля i-го компонента;

М – молекулярная масса компонента.

Молекулярная масса нефтяных фракций вычисляется по формуле Воинова:

M=60+0,3×t+0,001×t², (3.5)

где t – средняя температура кипения фракции, ^°С

Давление насыщенных паров индивидуальных углеводородов и воды рассчитывается по формуле Антуана:

, ата (3.6)

где А, B, C – константы Антуана [Приложение];

Т – температура, при которой определяется Р_i, К.

Давление насыщенных паров фракций рассчитывается по формуле Ашворта, атм.

, ат. (3.7)

(3.8)

где Т – температура при которой определяется давление, К;

Т₀ – средняя температура кипения фракции, К.

Для определения температуры верха колонны составляется таблица с необходимыми данными.

Таблица 3.2 – Исходные данные для определения температуры верха колонны

Компоненты верхнего продукта	Массовые доли, xi	Молекулярная масса, М	Мольные доли, x’i	Т-ра кипения индивидуальных углеводородов и фракции, °С	Давление насыщенных паров, Pi	Константа фазового равновесия
Всего	1		1				1

Давление в верхней части колонны принимается на основе данных производства. Задаются температурой верха, при которой уравнение паровой фазы равно 1. Температура определяется методом постепенного приближения.

Для определения температуры низа колонны также составляется таблица с необходимыми данными.

Таблица 3.3 – Исходные данные для определения температуры низа колонны

Компоненты нижнего продукта	Массовые доли, xi	Молекулярная масса, М	Мольные доли, x’i	Т-ра кипения индивидуальных углеводородов и фракции, °С	Давление насыщенных паров, Pi	Константа фазового равновесия
Всего	1		1				1

Давление в низу колонны принимается с учетом перепада давления. Задаются температурой низа колонны, при которой уравнение жидкой фазы равно 1. Это определяется методом постепенного приближения.