vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Уточнение температур на тарелках отбора боковых погонов.

Температура на тарелках вывода боковых погонов соответствует температуре начала однократного испарения жидкости, находящейся на данной тарелке при парциальном давлении нефтяных паров на этой тарелке. Поскольку в стриппинг – секции происходит отпарка только лёгких фракций, то наклон кривой разгонки и температуру 50%-го отгона как для дистиллята, так и для флегмы, поступающей в стриппинг, можно принять одинаковыми.

Результаты расчёта по определению температур начала и конца ОИ компонента дизтоплива и вакуумного газойля приведены в таблице 2.7.

Температура жидкости, отводимой с тарелки отбора компонента дизтоплива, была уточнена из теплового баланса конденсационной секции:

t17=184˚C.

При составлении теплового баланса колонны принятое значение этой величины было 170˚С, т.е. на 14˚С ниже расчётной, следовательно количество тепла, отводимого компонентом дизтоплива при температуре 184˚С составит:

QD – D’ = 11186,73 • 397,28 = 4,44 • 106 кДж/ч.

QD’ = 72,09 • 508,39 = 0,037 • 106 кДж/ч.

Таблица 2.7.К определению tнОИ и tкОИ дистиллятов при 0,1 МПа

Общее тепло отводимое компонентом дизтоплива:

QD = (4,44 + 0,037) • 106 = 4,477 • 106 кДж/ч.

В предварительных расчётах эта величина составляла 4,05•106 кДж/ч.

ΔQD = (4,477 – 4,050) • 106 = 0,427 • 106 кДж/ч.

50

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Соответственно этой разности тепла, отводимого компонентом дизтоплива между расчётной и предварительно принятой температурой, изменим количество тепла отводимого 1-м циркуляционным орошением:

Q1ЦО = (49,26 – 0,427) • 106 = 48,833 • 106 кДж/ч

Расход 1-го циркуляционного орошения:

Температуру жидкости на тарелке отбора фракции вакуумного газойля находим как температуру однократного испарения этой жидкости при парциальном давлении нефтяных паров на 10-й тарелке.

Из теплового и материального балансов по верхнему контуру над 10-й тарелкой определяем количество горячего орошения, стекающего на 10-ю тарелку.

t11= 250˚C; T10= 275˚C; 420фл= 0,8962; М= 357.

Давление на 10-й тарелке 9530 Па.

Расчёт величины парциального давления нефтяных паров на 10-й тарелке представлен в таблице 2.8.

Р = 312 + 4228 = 4540 Па.

Точка пересечения кривых ОИ и ИТК при π = 0,1 МПа, tпер = 394˚С.

Разность температур в точке пересечения кривых ОИ и ИТК при изменении парциального давления нефтяных паров:

Δt = 394 – 275 = 119˚C.

Температура начала ОИ вакуумного газойля при Рн.п.= 4537 Па:

tнОИ = t10 = 383 – 119 =264˚C.

51

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Таблица 2.8.К определению парциального давления нефтяных паров

Принятая температура на 10-й тарелке на 4˚С выше расчётной. Температура низа стриппинг – секции К – 1 соответственно будет ниже, а именно, tK – 1 = 254˚C.

Тепло отводимое фракцией вакуумного газойля из стриппинг – секции при уточнённой температуре:

QD = 154411,77 • 567,33 = 87,6 • 106 кДж/ч

тогда

ΔQD = (87,6 – 85,97) • 106 =1,63 • 106 кДж/ч.

Соответственно изменим количество тепла отводимого 2-м циркуляционным орошением:

Q2ЦО = (39,41 – 1,63) • 106 = 37,78 • 106 кДж/ч.

Расход 2-го циркуляционного орошения:

Уточнённый тепловой баланс колонны приведён в таблице 2.9.

Определение нагрузок тарелок в отдельных сечениях колонны по паровой и жидкой фазам

Определение нагрузок тарелок необходимо для выбора диаметра колонны, расчёта свободного сечения тарелок и гидравлического расчёта тарелок.

Из совместного решения материального и теплового балансов в отдельных сечениях находим нагрузки тарелок по паровой и жидкой фазам.

52

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

20-я тарелка

Т19 = 100˚С; t20 = 75˚C; 420фл = 0,8580; М = 266.

Горячее орошение на 19-ю тарелку:

Изменение энтальпии водяного пара и газов разложения на отдельной тарелке незначительное, поэтому в расчёте горячего орошения это не учитывается.

Количество нефтяных паров:

Gн. п. = 115867,25 – 112760,69 = 3106,56 кг/ч.

Таблица 2.9.Уточнённый тепловой баланс колонны

53

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Тепло, отводимое орошениями

Количество нефтяных и водяных паров под 20-й тарелкой:

Gп = Gн. п.+ zоб + D3’ + Gг = 3106,56 + 12132,35 +70,9 + 150,88 = 15460,69 кг/ч.

Плотность жидкости при t = 75˚C ж = 831 кг/м3, тогда количество жидкости стекающей с 20-й тарелки:

15-я тарелка

Т14 = 215˚С; t16 = 190˚C; 420фл = 0,8689; М = 282.

Количество жидкости стекающей на 15-ю тарелку:

g15 (0,03 4,43 0,06 32,15 29,53 47,25) 106 44,84 106 235799,99 кг/ч. 754,06 407,74

Флегмовое число:

54

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Плотность жидкости при t = 190˚C ж = 759 кг/м3, тогда количество жидкости стекающей с 15-й тарелки:

4-я тарелка

Из материального и теплового балансов отгонной части колонны находим нагрузки по парам и жидкости (см. рис. 4.).

g5 + gF = G4 +W1 ,

g5• qж360˚ + gF• qж380˚ = G4 qп370˚ +W1 qж360˚ ,

Из материального баланса количество паров, поднимающихся с 4-й на 5-ю тарелку:

G4 = 188470,59 – 187164,71 + g5 = g5 +1305,88.

Из теплового и материального балансов количество жидкости, стекающей с 5-й на 4- ю тарелку:

g5 (50,0 50,70) 106 1305,88 1113,13 2956,63 кг/ч. 1113,13 858,24

G4 = 2956,63 + 1305,88 = 4264,51 кг/ч.

Паровое число:

П = 187164,714264,51 0,023

55

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Нагрузка 4-й тарелки по жидкости:

g5 + gF = 188470,59 + 2956,63= 191427,22 кг/ч

Плотность паров:

п = 4264,51 3529,41 0,083 кг/м3. 3600 26.1

Расчет стриппинг–секции К–1С.

Материальный и тепловой баланс секции:

g10 + z1 = Gп + D2 ,

g10 • qж264˚ + z1 • (i400˚ - iT )= Gп • qпT + Q ,

D2 =154411,77кг/ч, z1 =1544,12 кг/ч. tD =254˚C, t10 =264˚C, 420g= 0,8862.

K – 1C = 9130 + ΔPтр = 9130 + 500 = 9630 Па.

Принимаем Тп =262˚С, Мп =305, 420=0,8725.

1544,12 • (3280 – 3004) + Gп • 594,36 + 154411,77 • 594,36 =

= Gп • 845,05 + 87,6 • 106.

Gп = (92,20 87,60) 106 18349,36 кг/ч. 845,05 594,36

56

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Плотность паров:

Определение диаметра колонны.

Диаметр колонны определяется по наиболее нагруженной тарелке по паровой фазе.

Вакуумная колонна условно делится на три пояса: верхний пояс для конденсационных тарелок, средний – для концентрационных и нижний – для отгонных.

Для верхнего пояса наиболее нагруженной тарелкой является 17-я тарелка.

Максимальная скорость паров:

где Cмакс – коэффициент, зависящий от типа тарелок, расстояния между ними, нагрузки по жидкости на единицу длины слива, плотности паров и жидкости.

Cмакс = 8,47•10-5 • (К1 •К2 •С1 – С2 •( - 35)) ,

При расстоянии между тарелками более 350 мм коэффициент К2 = 1,0, К1 для клапанных тарелок принимаем 1,2, С1 определяется по графику, в зависимости от расстояния между тарелками, С2 для клапанных балластных тарелок равен 4,0.

Значение находят из следующего выражения:

57

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

где Lж – нагрузка тарелки по жидкости, м3/ч;

V1 – объём паров в данном сечении, м3/с;

р – число потоков жидкости на тарелке.

Для конденсационной части наиболее нагруженной является 17-я тарелка, тогда при расстоянии между тарелками 600 мм С1= 765, К2 = 1,0, К1=1,2, С2=4,0.

Cмакс = 8,47•10-5 • (1,2 •1,0 •765 – 4,0 •(8,68 – 35)) = 0,0867,

Диаметр верхнего пояса:

Согласно нормалям на тарелки принимаем Dв= 4,5 м; сечение колонны Sк= 15,90 м2, относительная площадь прохода паров Fсв= 0,163, длина бокового слива В= 5,13 м, тарелки двухпоточные по жидкости.

Удельная нагрузка тарелки по жидкости:

Для верхнего пояса минимальную нагрузку по парам имеет 20-я тарелка.

Определим минимально-допустимую скорость паров 20-й тарелки:

Смин = 0,0915 • Fсв = 0,0915 • 0,163 = 0,0149,

Фактическая скорость паров на 20-й тарелке:

58

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

wп = 104,315,9 6,56 м/с

Проведённые расчёты показывают устойчивость работы 20-й тарелки.

Для концентрационной части наиболее нагруженной является 15-я тарелка, тогда при расстоянии между тарелками 800 мм С1= 870, К2 = 1,0, К1=1,2, С2=4,0.

Cмакс = 8,47•10-5 • (1,2 •1,0 •870 – 4,0 •(40,9 – 35)) = 0,086

Диаметр концентрационной части:

Согласно нормалям на тарелки принимаем Dв= 8 м; сечение колонны Sк= 50,24 м2, относительная площадь прохода паров Fсв= 0,163, длина бокового слива В= 5,13 м, тарелки двухпоточные по жидкости.

Для отгонной части:

Максимально-допустимая скорость паров на 4-й тарелке

Cмакс = 8,47•10-5 • (1,2 •1,0 •765– 4,0 •(34,33 – 35)) = 0,0780,

Диаметр нижнего пояса:

Для отгонной части принимаем диаметр Dк= 2,8 м, Sк= 6,15 м2, Fсв= 0,100, В= 1,5 м.

59