6) Расчет диаметра колонны

Диаметр верхней части колонны Du определяется в зависимости от максимального расхода паров и их допустимой скорости в свободном сечении колонны по уравнению (5.57). Предварительно вычисляют объём паров (W, м³/с), проходящих за 1 секунду сечение колонны.

[5,с.56] (5.57)

где W - объемная скорость паров, м³/сек;

U - линейная скорость паров, м/сек.

Объёмная скорость паров W (м³/с) определяется по формуле :

[5, с. 56] (5.58)

где, V1mol - мольное количество паров верхнего продукта с учётом количества холодного орошения, кмоль/ч;

Tv - температура колонны, °С;

Z - коэффициент сжимаемости;

Pv – давление верха колонны, атм.

Tv = 205 °С;

Z = 0,7 ;

Pv =10,03 атм.

По формуле Саудерса и Брауна по формуле (5.59) рассчитывается допустимая скорость паров, м/с:

[5, с. 55] (5.59)

где, ρρ1 - абсолютная плотность жидкой фазы, кг/м³;

ρ – абсолютная плотность паров, при заданной температуре и давлении, кг/м³;

Kt – коэффициент зависящий от расстояния между тарелками.

W = 0,211 м³/с;

U =0,217 м/с;

_{Du = 1100 мм.}

_{По результатам расчета диаметр равен 1100 мм.}

Диаметр нижней части колонны считается аналогично.

[5,с.56] (5.60)

где W - объемная скорость паров, м³/сек;

U - линейная скорость паров, м/сек.

Объёмная скорость паров V (м³/с) определяется по формуле :

[5, с.56] (5.61)

где, V2mol - мольное количество паров нижнего продукта с учётом горячей струи, кмоль/ч;

Tn - температура низа колонны, °С;

Z - коэффициент сжимаемости;

PN – давление низа колонны, атм

Tn = 230 °С;

Z = 0,8 ;

PN = 10,198 атм.

По формуле Саудерса и Брауна по формуле (4.58) рассчитывается допустимая скорость паров, м/с:

V = 0374 м³/с;

U = 0,199 м/с;

_{Dn = 1550 мм.}

_{По результатам расчета диаметр равен 1550 мм. Принимаем его равным 1600 мм.}

В действительности у ректификационной колонны К-12 верхний диаметр равен 1200 мм, а нижний 1600 мм. Оставляем диаметр колонны без изменений, поскольку состав сырья, поступающего на установку, всегда меняется, и ректификационная колонна в действительности рассчитана с учётом этого фактора.

7) Расчет высоты колонны

Высота колонны зависит от числа, типа тарелок и расстояния между ними. Фактическая высота складывается из высот:

h₁ – высота днища, м.

h1 = 0,5 ∙dn= 0,8 м

h₂ – высота укрепляющей части колонны, м.

h2 = (NU – 1) ∙ 0.75, [5, с.35] (5.62)

где NU – число тарелок в укрепляющей части колонны.

h2 = (12 –1) ∙ 0.75 =8,25 м

h3 – расстояние между нижней укрепляющей тарелкой и верхней отгонной принимаем 1.9 м.

h3 =1.9 м

h4 - высота отгонной части колонны, м

h4 = (NO – 1) ∙ 0.75, [5, с. 36] (5.63)

где NO - число тарелок в отгонной части колонны.

h4 = (9 – 1) ∙ 0.75 = 6 м

h5 – расстояние между нижним днищем и нижней отгонной тарелкой принимается равным 5,0 м.

h₅ = 5,0 м

h6-высота крышки,м

h₆=0,5∙dv=0,6 м

h7-высота в месте ввода сырья, м

h₇=3 ∙r=2,25 м

h8-высота кубовой части, примем 4,6 м

Общая высота колонны : H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 + h6 + h7+ h8

H = 0,8 + 8,25 + 1,9 + 6 +5+0,6+2,25+4,6 = 29,4м

На действующей установке высота колонны составляет 30,8 м.