Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет ректификационных колонн установок перегонки нефти. Учебное пособие.pdf
81
3.5.8. Расчет теплового баланса вакуумной колонны
ЛВГ (t2)
легкие углеводороды (t1)
III
гудрон
I
ТВГ (t3)
мазут
II
Ц.о. 1 – ЛВГ
Ц.о. 2 – ТВГ
t=370 C
t=355 C
Целью расчета теплового баланса является определение количества циркуляционных орошений при отборе ЛВГ и ТВГ. Количество
тепла, вносимого или выносимого потоком, рассчитывается по
формуле
=
(3.76)
Причем в зависимости от агрегатного состояния потока энтальпия рассчитывается по разным формулам.
Колонна также делится на простые колонны, и на основе расчета определяется, сколько тепла нужно снять циркуляционным орошением и количество колонн.
Данные для расчета представлены в табл. 3.33.
Рис. 3.9. Схема вакуумной колонны для расчета
теплового баланса колонны
82
Таблица 3.32 – Данные для расчета теплового баланса вакуумной
Количе-
кДж/ч
Первая колонна
Приход
Итого
30074,74
∑Q
1 прих.
Расход
2) Гудрон
5802,29
355
Итого
30074,74
∑ Q
1 расх.
Вторая колонна
Приход
паровой поток
24272,49
t3
Итого
24272,49
t3
∑ Q
2 прих.
Расход
в гудрон (ж.ф.)
8203,939
t3
Итого
24272,49
∑ Q
2 расх.
Третья колонна
Приход
1) Н.к.-420 (п.ф.)
7515,962
t2
Итого
7515,962
t2
∑ Q
3 прих.
Расход
2) ЛВГ(ж.ф.)
6650,582
t2
Итого
7515,962
∑ Q
3 расх.
колонны
Энталь-
пия,
кДж/кг
ство
тепла,
Статьи баланса
Количест-
во, кг/ч
Плотность
Темпера-
тура, °С
1) Мазут
а) Пар. фаза
б) Жидк. фаза
2) Водяной пар
1) Суммарный
паровой поток:
в т.числе.
а) Углеводороды
б) Водяной пар
1) Суммарный
1) ТВГ (ж.п.)
2) Н.к.-420 (п.ф.)
3) Компоненты
30000
22525,7
7474,229
74,74
24272,44
24188,777
83,672
8552,58
7515,962
370
370
370
t
3
t
3
t
3
∑ Q
2 прих.
t3
t
2
1) Легкие углеводороды (п.ф.)
точное тепло в I и II простой колонне. Поэтому рассчитывается суммарное количество тепла:
865,38
t1
Циркуляционный тяжелый вакуумный газойль снимает избы-
83
=
+
. (3.77)
Количество циркулирующего ТВГ составляет (кг/ч):
,
(3.78)
2
– энатальпии ТВГ при температурах вывода и
где i
=
1
и
ввода в колонну.
Для определения количества циркулирующего ЛВГ рассчитывается количество тепла, которое необходимо снять в третьей простой
колонне:
=
. (3.79)
Количество циркулирующего ЛВГ составляет, кг/ч:
. (3.80)
=
3.5.9 Определение основных размеров вакуумной колонны
Расчет диаметра колонны проводится аналогично разделу
3.4.7.
Диаметр рассчитывается в двух сечениях колонны: 1) в месте
ввода сырья; 2) наверху колонны.
Диаметр нижней части колонны обычно составляет половину
диаметра средней части колонны.
При расчете высоты колонны помимо высоты насадки (раздел
3.5.7) учитывают расстояние между верхним днищем и верхней тарел-
кой (1,0 м), высоту питательной секции (3,0 м), расстояние между
нижним днищем и нижней тарелки (5,0 м)
3.5.10 Подбор пароэжекторного насоса
Эжекторы предназначены для отбора низконапорного газа высоконапорным.
Эжекторы просты в изготовлении и состоят из сопла, патрубка
для подвода высоконапорного газа, камеры сжатия, диффузора, патрубка для подвода низконапорного газа с кольцевым соплом, образующим вход в камеру смешения, и регулировочного винта.
84
В эжекторе откачивающийся низконапорный поток получает
энергию при смешивании с высоконапорным потоком, обладающим
большой энергией (напором), в результате чего образуется суммарный
поток, и энергия его больше энергии откачиваемого потока, но меньше
энергии рабочего потока.
КПД эжектора для одинаковых жидкостей колеблется в пределах 0,2-0,35 и представляет собой отношение полезной мощности к
затраченной.
Режим работы эжектора характеризуется четырьмя основными
параметрами:
1) рабочим напором, обусловленным разностью напора рабо-
чей жидкости перед входом в эжектор и напора суммарного потока за
эжектором;
2) полезным напором, создаваемым эжектором, т.е. разностью
напора при выходе из аппарата и напора отбираемого газа перед входом в эжектор;
3) объемным расходом рабочей жидкости;
4) объемным расходом отбираемого из колонны газа.
Подбор парожидкостного насоса
Основа выбора пароэжекторного насоса сводится к определению:
1) диаметра горловины I ступени, мм;
2) рабочих характеристик пароэжекторного вакуумного насоса
(по абсолютному давлению у входа в вакуум-насос и номинальному
расходу отсасываемой смеси, в кг/ч).
Необходимые характеристики парожидкостного насоса подбираются по табл. 1.24 и рис. 1.48 источника [11].
Количество отсасываемой смеси (верхнего продукта) берется
по табл. 3.29 с добавлением воздуха, который попадает в вакуумную
колонну через неплотности. Количество воздуха, подсасываемого через неплотности аппаратуры – 0,01-0,2 % на сырье, поступающее в
вакуумную колонну.
85
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Баннов, П.Г. Процессы переработки нефти: в 2 ч. /
П.Г. Баннов. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2000. – 220 с.
2. Мановян, А.К. Технология переработки природных энерго-
носителей / А.К. Мановян. – М.: Химия, 2004. – 454 с.
3. Технология переработки нефти: в 2 ч. Ч. 1. Первичная пере-
работка нефти / под ред. О.Ф. Глаголевой, В.М. Капустина. – М.:
Химия, 2006. – 399 с.
4. Ахметов, С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа /
С.А. Ахметов. – Уфа: Гилем, 2002. – 671 с.
5 Гуревич, И.Л. Технология переработки нефти и газа. Ч. 1. /
И.Л. Гуревич. – М.: Химия, 1972. – 360 с.
6. Багиров, И.Т. Современные установки первичной перера-
ботки нефти / И.Т. Багиров. – М.: Химия, 1974. – 200 с.
7. Коротков, П.И. Первичная переработка нефти на высоко-
производительных АВТ / П.И. Коротков, Б.Н. Исаев, В.Г. Тетерук. –
М.: Химия, 1978. – 118 с.
8. Сарданашвили, А.Г. Примеры и задачи по технологии пере-
работки нефти и газа / А.Г. Сарданашвили, А.И. Львова. – М.: Химия,
1980. – 254 с.
9. Кузнецов, А.А. Расчеты процессов и аппаратов нефтепере-
рабатывающей промышленности / А.А. Кузнецов, С.М. Кагерманов,
Е.Н. Судаков. – Л.: Химия, 1974. – 342 с.
10. Танатаров, М.А. Проектирование установок первичной пере-
работки нефти / М.А. Танатаров, М.Н. Ахметшина, Р.А. Фасхутдинов. –
М.: Химия, 1975. – 200 с.
11. Танатаров, М.А. Технологические расчеты установок пере-
работки нефти / М.А. Танатаров, М.Н. Ахметшина, Р.А. Фасхутдинов. –
М.: Химия, 1987. – 352 с.
86
ПРИЛОЖЕНИЕ
Водород
H2
13,6333
164,90
3,19
Вода
H2O
18,3036
3816,44
-46,13
Сульфид водорода
H2S
16,1040
1768,69
-26,06
Аммиак
H3N
16,9481
2132,50
-32,98
Азот
N2
14,9542
588,72
-6,60
Кислород
O2
15,4075
734,55
-6,45
Монооксид углерода
CO
14,3686
530,22
-13,15
Диоксид углерода
CO2
22,5898
3103,39
-0,16
Метан
CH4
15,2243
897,84
-7,16
Этан
C2H6
15,6637
1511,42
-17,16
Пропан
C3H8
15,7260
1872,46
-25,16
Бутан
C4H10
15,6782
2154,90
-34,42
Изобутан
C4H10
15,5381
2032,73
-33,15
Пентан
C5H12
15,8333
2477,07
-39,94
2-Метилбутан
C5H12
15,6338
2348,67
-40,05
Бензол
C6H6
15,9008
2788,51
-52,36
Фенол
C6H6O
16,4279
3490,89
-98,59
Гексан
C6H14
15,8366
2697,55
-48,78
Толуол
C7H8
16,0137
3096,52
-53,67
Гептан
C7H16
15,8737
2911,32
-56,51
Стирол
C8H8
16,0193
3328,57
-63,72
Октан
C8H18
15,9426
3120,29
-63,63
Нонан
C9H20
15,9671
3291,45
-71,33
Декан
C10H22
16,0114
3456,80
-78,67
Таблица П.1 – Константы уравнения Антуана
Имя Формула A B C
87
Рисунок П.1 – График Кокса
88
Таблица П.2 – Значение функции а для расчета энтальпии
89
Таблица П.3 – Энтальпия и теплоемкость перегретого водяного пара
90
Таблица П.4 – Параметры насыщенного водяного пара
Давление,
105 Па
Температура,
0С
Удельный
объем, м3/кг
Энтальпия, кДж/кг
Теплота испарения,
кДж/кг
жидкости
пара
0,01
6,70
131,6
28,19
2514,8
2486,7
0,015
12,74
89,6
53,54
2526,1
2472,5
0,020
17,20
68,3
72,27
2534,5
2462,0
0,025
20,78
55,27
87,23
2540,8
2453,6
0,030
23,77
46,52
99,76
2546,6
2446,9
0,040
28,64
35,46
120,12
2555,0
2434,3
0,050
32,55
28,72
136,46
2562,1
2425,5
0,060
35,82
24,19
150,12
2568,0
2418,0
0,080
41,16
18,45
172,46
2577,6
2405,0
0,100
45,45
14,95
190,43
2585,2
2395,0
0,120
49,05
12,59
205,51
2591,9
2386,2
0,150
53,60
10,20
224,54
2599,8
2375,3
0,20
59,67
7,789
249,93
2610,7
2360,6
0,30
68,68
5,324
287,68
2626,2
2464,1
0,40
75,42
4,066
315,96
2637,6
2321,6
0,50
80,86
3,299
338,80
2646,4
2307,4
0,60
85,45
2,782
358,11
2652,2
2296,1
0,70
89,45
2,408
374,96
2661,0
2286,0
0,80
92,99
2,125
389,87
2666,5
2276,4
0,90
96,18
1,903
403,32
2671,5
2268,0
1,0
99,09
1,725
386,27
2676,5
2258,4
1,2
104,25
1,455
435,76
2684,5
2247,0
1,4
108,74
1,259
456,37
2691,2
2234,9
1,6
112,73
1,111
473,26
2697,2
2224,0
1,8
116,33
0,995
488,55
2702,9
2214,4
2,0
119,62
0,9018
502,54
2707,9
2205,6
3,0
132,88
0,6169
558,94
2726,4
2167,4
4,0
142,92
0,4709
602,10
2739,8
2137,7
5,0
151,11
0,3817
637,29
2749,8
2112,1
6,0
158,08
0,3214
667,46
2758,2
2090,3
7,0
164,17
0,2778
694,28
2764,9
2070,6
8,0
169,61
0,2448
718,16
2770,4
2052,6
9,0
174,53
0,2189
739,53
2775,0
2035,5
10
179,04
0,1980
759,64
2779,2
2019,9
11
183,20
0,1808
778,08
2782,5
2004,4
12
187,08
0,1663
795,26
2785,9
1990,6
13
190,71
0,1540
811,18
2788,8
1977,6
14
194,13
0,1434
826,68
2791,3
1964,6
15
197,36
0,1342
840,90
2793,4
1952,1
16
200,43
0,1261
854,76
2795,1
1940,3
17
203,35
0,1189
867,33
2796,8
1928,6
18
206,14
0,1125
880,73
2798,0
1917,3
19
208,81
0,1067
892,88
2799,7
1906,8
20
211,38
0,1015
904,62
2801,0
1896,3
30
232,76
0,06797
1003,92
2803,1
1801,7
40
249,18
0,05077
1082,69
2805,6
1720,4