
- •Содержание пояснительной записки:
- •2.1 Исходные данные для расчета
- •2.2 Характеристика нефти по гост р 51858-2002
- •2.3 Физико-химические свойства сырья
- •Физико-химические свойства сырья
- •2.4 Минимальное число теоретических тарелок
- •2.5 Состав дистиллята и остатка
- •2.6 Материальный баланс колонны
- •2.7 Температурный режим колонны
- •2.7.1 Расчет температуры верха колонны
- •2.7.2 Расчет температуры низа колонны
- •2.7.3 Расчёт доли отгона сырья на входе в колонну
- •Расчеты сведены в Таблицу 10.
- •2.8 Минимальное флегмовое число
- •Расчёт минимального флегмового числа
- •2.9 Оптимальное флегмовое число. Оптимальное число теоретических тарелок.
- •2.10 Место ввода сырья в колонну. Рабочее число тарелок.
- •2.11 Внутренние материальные потоки
- •2.12 Тепловой баланс колонны
- •2.13 Диаметр колонны
- •2.14 Высота колонны
2.7 Температурный режим колонны
2.7.1 Расчет температуры верха колонны
Температура верха Тверха колонны рассчитывается как температура конденсации насыщенных паров дистиллята на выходе из колонны.
Давление насыщенных паров находиться по формуле Ашворта:
Где Pi – давление насыщенных паров при Т, Па; То – средняя температура кипения фракции при атмосферном давлении. [3]
Температура верха колоны близка к температуре кипения 1 фракции.
Расчёт ведётся путём подбора такой температуры, при которой уравнение изотермы паровой фазы превращается в тождество:
где
,
Pi – давление насыщенных паров при Тверха, по уравнению Ашворта,
Рверха – давление вверху колонны, примем равным 4 ат.
4ат. = 392266 Па
Расчет выполняется с помощью программы MicrosoftExcel.
Результаты расчета представлены в таблице 8.
Таблица 8
Расчет температуры верха колонны
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 |
Искомая температура Тверха=385,04 К = 112,04ОС.
2.7.2 Расчет температуры низа колонны
Температура низа Тниза колонны рассчитывается как температура кипения остатка. Расчёт ведётся путём подбора такой температуры, при которой уравнение изотермы жидкой фазы превращается в тождество:
где
,
Pi – давление насыщенных паров при Тниза ,
Рниза – давление внизу колонны, примем равным 5 ат.
5ат. = 490332,5 Па
Расчет выполняется с помощью программы MicrosoftExcel.
Результаты расчета представлены в таблице 9.
Таблица 9
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 |
Искомая температура Тниза=530,63 К =257,63ОС.
2.7.3 Расчёт доли отгона сырья на входе в колонну
Температура ввода сырья в отбензинивающую колонну составляет обычно 200-220оС. Примем
= 493 К = 220ОС
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:
Где e` - мольная доля отгона;
сi - массовая доля отдельных фракций в нефти;
ci`, xi`, yi` - мольные доли отгона отдельных фракций в сырье, в жидкой и паровой фазах сырья;
Мi – молекулярный вес отдельных фракций;
Рвх– абсолютное давление в зоне питания, примем его равным среднему давлению в колонне 4,5 ат или 441,299 кПа;
Pi – давление насыщенных паров отдельных фракций при температуре ввода сырья, по уравнению Ашворта;
Т – температура при которой определяется давление паров, 493 К;
Тср– средняя температура кипения фракции, К.