книги из ГПНТБ / Сарданашвили А.Г. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа учеб. пособие для студентов нефт. спец. вузов

По методу Обрядчикова и Смидович [2, 5, 9J кривую ОИ для нефти и нефтепродуктов при атмосферном давлении строят следующим образом. Определяют тангенс угла наклона кривой ИТК по фор­ муле:

отгона по ИТК, соответствующий 0% отгона по ОИ. Полученные значения определяют положение кривой ОИ. Для этого на графике кривой ИТК. надо соединить прямой полученные точки, соответст­ вующие температурам 0 и 100% отгона.

Существуют и другие методы построения кривой ОИ — Нельсо­ на, Пирумова и др. [1]. Нельсон и Харви предложили следующий метод построения кривых однократного испарения фракции при атмосферном давлении: определяют tg < ИТК; по графику (рис. 13) определяют наклон кривой ОИ; по кривой 3 (см. рис. 13) опреде­ ляют — разность между 50%-ными точками на кривых ИТК (или ГОСТ) и ОИ, т. е.:

д*= < и т к - _ РИ

При давлениях, отличных от атмосферного, наклон кривой ОИ меняется. При давлениях выше атмосферного наклон кривой ОИ увеличивается, при пониженных — уменьшается, в критической области давлений ее наклон становится равным нулю, и кривая ОИ превращается в прямую, параллельную оси абсцисс. Имеется ряд эмпирических методов пересчета кривой ОИ с одного давления на другое.

Практически для пересчета кривой ОИ на давления выше атмо­ сферного используют приближенные методы, основанные на сле­ дующих допущениях: линии однократного испарения при разных давлениях параллельны между собой; точка пересечения кривых ИТК и ОИ при любых давлениях соответствует одному и тому же проценту отгона. При таком допущении для построения кривой ОИ при давлении, отличном от атмосферного, достаточно пересчитать температуру точки пересечения кривых ИТ К и ОИ на соответст­ вующее давление (см. Приложение 6) и через полученную точку провести прямую, параллельную кривой ОИ при атмосферном дав­ лении.

Температурный режим

При ректификации многокомпонентных смесей, таких как нефть и нефтепродукты, температуры потоков определяют подбором та­

В явном виде температура в уравнениях (53)—(55) не фигури­ рует. Однако величины Pt(ki = Р,/Я) и е' являются ее функциями

и при заданной температуре принимают вполне определенные зна­

ции [5, 8]. Температура конца однократного испарения сложной смеси должна иметь значение, удовлетворяющее равенству (54). При расчете температуры верха колонны, работающей с водяным паром при применении острого испаряющегося орошения, следует при подсчете парциального давления верхнего продукта учитывать

=1200 кг/ч водяных паров. Давление наверху колонны П = 1,5 am. Решение. Парциальное давление паров бензина равно:

Пример 2. Определить температуру наверху ректификационной колонны, в которой идет разделение этилбензола и ксилолов. Тем­ пература кипения этилбензола 136 °С, средняя для ксилолов 140,5 °С. Сверху колонны должна уходить фракция с содержанием низкокипящего компонента у' — 0,980. Давление в колонне близко

катмосферному.

Решение. Для определения температуры верха колонны исполь­ зуют уравнение (54). Задаются температурой, при которой опреде­ ляют величину k; = PJH для каждого компонента. Давление на­ сыщенных паров компонента Р{ можно определить по Приложе­ нию 6 или по формуле (18). Основной компонент, уходящий сверху колонны (максимальная доля в парах), — этилбензол, поэтому задаются температурой верха колонны, близкой к температуре его кипения. Принимают температуру 137 °С и проверяют, удовлетво­ ряет ли она условию, при котором соблюдается равенство (54). Подсчеты сводят в таблицу:

испарения при нулевой доле отгона и парциальном давлении па­ ров выводимой фракции [8]. Температура начала однократного испарения сложной смеси должна иметь значение, удовлетворяющее равенству (53).

При подсчете парциального давления фракции в колоннах, ра­ ботающих с водяным паром, следует учитывать влияние водяного пара и орошения. При выборе температуры в качестве первого при­ ближения можно пользоваться кривыми (рис. 15) [8], где в зависи­ мости от температуры выкипания 50% фракции по кривой ИТ К находят приблизительное значение температуры выхода этой фрак­ ции. Например, для фракции со средней температурой кипения 125 °С по графику (см. рис. 15) можно приблизительно определить температуру ее выхода из атмосферной колонны (180 °С).

Температуру низа колонны рассчитывают, используя уравне­ ние (53). Температуру низа колонны, работающей с водяным па­ ром, можно определять на основе опытных данных, принимая гра­ диент температуры низа колонны 10—25 °С. Эту температуру мож­ но также найти из уравнения теплового баланса отгонной части колонны, предварительно задавшись количеством фракции, которое необходимо отпарить из остатка. Рекомендуется [9] рассчитывать колонну так, чтобы количество образовавшихся паров не превыша­ ло 25—35% от количества остатка.

Пример 3. Определить температуру выхода из колонны 6538 кг/ч жидкой нефтяной фракции молекулярного веса 114,4. Кривая ИТ К фракции приведена на рис. 16. Давление наверху колонны состав­ ляет 1,5 am. Фракция отбирается с 19-ой тарелки сверху, через ко­ торую проходит 1000 кг/ч водяных паров. Перепад давления на каж­ дой тарелке принят равным 3 мм рт. ст.

Решение. На рис. 16 дана кривая разгонки данной фракции — ИТК. К этой кривой строят кривую ОИ (см. стр. 41) при атмосфер­ ном давлении. По построенной кривой ОИ видно, что началу одно­ кратного испарения (0% отбора) соответствует температура-210 °С.

Температуру начала однократного испарения корректируют на парциальное давление 606 мм рт. ст. по графику Кокса (см. При­

^250

поненты, мольные доли которых в смеси следующие: изобутана —

Решение. Дл я определения температуры низа колонны исполь­ зуют равенство (53):

2 ktx', = і

в котором мольные доли компонентов смеси нам известны. Надо определить величину kt (см. стр. 19) для каждого компонента: