WinRAR archive / лаб.1-2

Зададим расходы сырой нефти на вход в колонну однократного испарения:

№ варианта	Расход нефти, кг/час
1	1700
2	1900
3	2100
4	2300
5	2500
6	2700
7	3000
8	3100

Рассчитаем минимальный диаметр колонны:

1. Расчет скорости пара при разделении фаз

Допускаемая скорость парового потока w_п в свободном сечении аппарата определяется по уравнению Обрядчикова и Хохрякова

, (1)

где _ж - плотность жидкости, кг/куб.м;

_п - плотность пара, кг/куб.м.

2. Диаметр любой ректификационной колонны определяется из уравнения расхода:

(2)

где D_k – внутренний диаметр колонны, м;

V₀ – объемный расход пара в колонне, м³/с;

w₀ – допустимая скорость пара, м/с.

3. Расчет плотности газов (паров)

Уравнение выведенное из уравнения состояния идеального газа Менделеева-Клапейрона с учетом коэффициента сжимаемости:

, (3)

где  - плотность, кг/м³;

P – общее давление в системе, Па;

M - молекулярная масса, кг/моль;

R – универсальная газовая постоянная, Дж/моль·К;

T – температура, K;

z – коэффициент(фактор) сжимаемости газа .

Фактор сжимаемости является функцией приведенных параметров:

(4)

где: - приведенные температура и давление, соответственно.

Для соединений, нормальная температура которых не превышает 235К, используют выражение для расчета критической температуры:

(5)

Для соединений с более высокими нормальными температурами кипения:

(6)

Критическое давление (Па) рассчитывается по уравнению Льюиса:

(7)

где: М – средняя молекулярная масса, К – константа, которая для продуктов прямой перегонки нефти равна 6.3 – 6.4.

Для расчета плотности смеси газов пользуются принципом аддитивности.

, (8)

где _см - плотность смеси газов, кг/м³;

_i - плотность i-го компонента, кг/м³;

y_i – мольная доля i-го компонента в смеси.

4. Расчет плотности жидкостей

Для пересчета плотности нефтяных фракций и нефтепродуктов с одной температуры на другую пользуются уравнением:

, (9)

где _T – плотность нефтепродукта при температуре T, кг/м³;

– относительная плотность нефтепродукта;

T – температура, К;

5. Расчет объемного расхода пара

Объемный расход пара считается из массового расхода:

(10)

Массовый расход рассчитываем, исходя из массовой доли отгона, которая связана с мольной долей отгона соотношением:

(11)

где - массовая доля отгона, средняя мольная масса сырья и средняя мольная масса пара, соответственно.

Средние мольные массы потоков находятся по правилу аддитивности:

(12)

Массовый расход пара равен:

(13)

Ход выполнения работы

1. Определить плотности потоков.

2. Рассчитать мольные, массовые и объемные расходы потоков.

3. Рассчитать допускаемую скорость пара в свободном сечении колонны.

4. Вычислить диаметр колонны и округлить до ближайшего стандартного.