1. 7. Температурный режим колонны

Температура верха Т_верха колонны рассчитывается как температура конденсации насыщенных паров дистиллята на выходе из колонны.

Давление насыщенных паров находиться по формуле Ашворта:

Где P_i – давление насыщенных паров при Т_, Па; Т_о – средняя температура кипения фракции при атмосферном давлении.

А.М. Сыроежко, Пекаревский Б.В. Химическая технология топлива и углеродных материалов. Учебное пособие для студентов заочной формы обучения специальности «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов». – СПб, 2011г. – 111с.

2. Расчёт температуры верха колонны

Температура верха колоны близка к температуре кипения 1 фракции.

Pi, Па	ki
601314,8	1,532926	0,317641
314923,3	0,802831	0,556082
215604,2	0,549638	0,103013
168448,1	0,429423	0,023334
80276,12	0,204647	0
26593,42	0,067794	0
7525,769	0,019185	0
3310,988	0,008441	0
Итого	-	1,00000

Расчёт ведётся путём подбора такой температуры, при которой уравнение изотермы паровой фазы превращается в тождество:

где ,

P_i – давление насыщенных паров при Т_верха, по уравнению Ашворта,

Р_верха – давление вверху колонны, примем равным 4 ат.

4ат. = 392266 Па

Расчет выполняется с помощью программы Microsoft Excel.

Температура верха колоны находиться в приделах кипения 1 и 2 фракции.

Следовательно искомая температура будет в диапазоне 370,46 - 401,06 К.

Искомая температура Т_верха=385,04 К = 112,04^ОС.

Расчёт температуры низа колонны

Расчёт температуры низа колонны

Pi , Па	Кi
4134187	8,431395	0
2876710	5,866855	2,29E-05
2323893	4,739423	0,006825
2021086	4,121868	0,195912
1322843	2,697849	0,443014
682855,1	1,392637	0,259908
269771,1	0,55018	0,076871
44370,86	0,090491	0,015398
3518,429	0,007176	0,002083
Итого	-	1,00000

Температура низа Т_низаколонны рассчитывается как температура кипения остатка. Расчёт ведётся путём подбора такой температуры, при которой уравнение изотермы жидкой фазы превращается в тождество:

где ,

P_i– давление насыщенных паров при Т_низа,

Р_низа– давление внизу колонны, примем равным 5 ат.

5ат. = 490332,5 Па

Расчет выполняется с помощью программы Microsoft Excel.

Искомая температура Т_низа=530,63 К =257,63^ОС.

Расчёт доли отгона сырья на входе в колонну

Температура ввода сырья в отбензинивающую колонну составляет обычно 200-220^оС. Примем

= 493 К = 220^ОС

При такой температуре сырьё находится в парожидкостном состоянии, поэтому необходимо определить долю отгона сырья, состав паровой и жидкой фазы его.

Расчет доли отгона производим по методу А.М. Трегубова. Для этого путём последовательного приближения подбираем такое значение мольной доли отгона сырья e`, при котором выполняется тождество:

Расчёты сведены в табл. 9, где

e` - мольная доля отгона;

с_i - массовая доля отдельных фракций в нефти;

c_i`, x<sub>i</sub>`, y_i` - мольные доли отгона отдельных фракций в сырье, в жидкой и паровой фазах сырья;

М_i – молекулярный вес отдельных фракций;

Р_вх – абсолютное давление в зоне питания, примем его равным среднему давлению в колонне 4,5 ат или 441,299 кПа;

P_i – давление насыщенных паров отдельных фракций при температуре ввода сырья, по уравнению Ашворта;

Т – температура при которой определяется давление паров, 493 К;

Т_ср – средняя температура кипения фракции, К.

Таблица 9

Расчёт доли отгона сырья на входе в колонну

Компо- ненты	tcр	Mi	ci,			Pi, кПа		-1		+1
28-55	41,5	74,172	0,0217	0,292563	0,0614	2880,5	6,52732	5,5273	0,5917	1,5917	0,040762	0,266067	19,73472
55-82	68,5	85,242	0,0229	0,268647	0,0563	1899,397	4,304104	3,3041	0,3896	1,3896	0,043219	0,186021	15,85678
82-85	83,5	92,022	0,0037	0,040208	0,0084	1486,668	3,368845	2,3688	0,2912	1,2912	0,006902	0,023253	2,139766
85-101	93,0	96,549	0,0197	0,204041	0,0428	1266,539	2,870025	1,8700	0,2014	1,2014	0,036541	0,104873	10,12538
101-140	120,5	110,670	0,0757	0,684016	0,1435	778,7836	1,764753	0,7648	0,0804	1,0804	0,134106	0,236663	26,19154
140-180	160,0	133,600	0,1039	0,777695	0,1631	365,0801	0,827285	-0,1727	-0,0212	0,9788	0,165722	0,137099	18,31645
180-240	210,0	167,100	0,0973	0,582286	0,1221	126,6666	0,287031	-0,7130	-0,0808	0,9192	0,130631	0,037495	6,265458
240-350	295,0	235,525	0,1670	0,709054	0,1487	17,61843	0,039924	-0,9601	-0,1081	0,8919	0,163038	0,006509	1,533064
350-К.К.	455,0	403,525	0,4881	1,20959	0,2537	3,22047	0,007298	-0,9927	-0,1117	0,8883	0,279077	0,002037	0,821827
Итого	-	-	1,0000	4,7681	1,0000	-	-	-	-	-	1,0000	1,0000	100,985

Искомая величина е`=0,0916.

Молекулярные веса компонентов M_i вычисляем по формуле Воинова. По данным таблицы 9 средний молекулярный вес нефти:

Молекулярный вес паровой фазы M_y==100,985

Массовая доля отгона: