
- •6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
- •Материальный баланс блока АВТ
- •6.2 Технологический расчёт колонны К-2
- •6.2.1. Материальный баланс колонны К-2
- •Материальный баланс колонны и необходимые для расчета колонны данные представлены в табл.6.5
- •Материальный баланс колонны К-2
- •6.2.2. Выбор конструкции основной колонны, числа и типа тарелок
- •6.2.3. Расчет давления по высоте колонны
- •6.2.4. Расход водяного пара
- •6.2.5. Расход флегмы по высоте колонны
- •6.2.6. Определение температуры нагрева сырья на входе в колонну
- •6.2.7. Определение температуры мазута в низу колонны
- •6.2.8. Расчет температуры вывода фракций
- •6.2.8.1. Расчет парциальных давлений фракций
- •6.2.8.2. Определение температуры вывода боковых погонов и температуры вверху колонны
- •6.2.9. Тепловой баланс колонны
- •6.2.10. Выбор числа и расхода циркуляционных орошений
- •6.2.11. Расчет диаметра и высоты колонны
- •Диаметр колонны рассчитываем с учетом максимальной нагрузки по парам и жидкости. Для определения нагрузки рассматриваем несколько сечений колонны (рис. 6.10-6.14)
- •где GIII-III - поток паров, проходящий через сечение III-III, кг;
- •G230-280 - расход паров фракции 230-280 оС, G230-280 = 9,9 кг (см. табл. 6.5);
- •GIII-III = 15,9+11,2+9,9+19,8+13,1 = 69,9 кг.
- •где G IV-IV - поток паров, проходящий через сечение IV-IV, кг;
- •Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении V-V.
- •Определение диаметра основной колонны.
- •PобщI-I=Pверха+∆Pт.
- •PобщI-I=0,14 +0,00066=0,14066.
- •PобщIV-IV = P280-350 + ∆Pт.
- •PобщIV-IV = 0,161 +0,00066 = 0,16166.
- •СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
|
|
|
|
|
Таблица 6.4 |
|
|
Материальный баланс колонны К-2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выход на нефть, |
Выход на сырьё |
Расход, |
|
Статьи баланса |
|
колонны, |
||
|
|
%мас |
кг/ч |
||
|
|
|
%мас. |
||
|
|
|
|
|
|
Взято: |
|
|
|
|
|
|
Нефть отбензиненная |
|
89,3 |
100 |
944092 |
|
|
|
|
|
|
Итого |
|
89,3 |
100 |
944092 |
|
|
|
|
|
|
|
Получено: |
|
|
|
|
|
1. |
Фракция 100-180 оС |
|
14,2 |
15,9 |
150111 |
2. |
Фракция 180-230 оС |
|
10 |
11,2 |
105738 |
3. |
Фракция 230-280 оС |
|
8,9 |
9,9 |
93465 |
4. |
Фракция 280-350 оС |
|
12,3 |
13,8 |
130285 |
5. |
Мазут |
|
43,9 |
49,2 |
464493 |
|
|
|
|
|
|
Итого |
|
89,3 |
100 |
944092 |
|
|
|
|
|
|
|
Выход фракции 100 – 180 оС определен по кривой фактического отбора фракций нефти (см. рис 6.1.).
6.2 Технологический расчёт колонны К-2
6.2.1. Материальный баланс колонны К-2
Материальный баланс колонны и необходимые для расчета колонны данные представлены в табл.6.5
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.5 |
|
|
Материальный баланс колонны К-2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход, |
|
Плотность, |
Температура |
Молярная |
||
|
Статьи баланса |
Расход, кг/ч |
кипения фракции, |
|||||
|
% мас. |
|
4 |
20 |
масса |
|||
|
|
|
|
оС |
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Взято: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Нефть отбензиненная |
100 |
944092 |
– |
|
– |
– |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
Итого |
100 |
944092 |
– |
|
– |
– |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Получено: |
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Фракция 100-180 оС |
15,9 |
150111 |
0,748 |
145 |
113 |
||
2. |
Фракция 180-230 оС |
11,2 |
105738 |
0,794 |
205 |
160 |
||
3. |
Фракция 230-280 оС |
9,9 |
93465 |
0,825 |
255 |
205 |
||
4. |
Фракция 280-350 оС |
13,8 |
130285 |
0,856 |
315 |
262 |
||
5. |
Мазут |
49,2 |
464493 |
0,917 |
494 |
383 |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
Итого |
100 |
944092 |
– |
|
– |
– |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
-значение плотностей и молярных масс фракций нефти определены по соответствующим кривым плотностей и молярных масс перерабатываемой нефти (см. рис. 6.2).
-за среднюю температуру кипения фракций принята их температура 50% - ного выкипания (см. рис. 6.2).
6.2.2. Выбор конструкции основной колонны, числа и типа тарелок
Основная атмосферная колонна К-2 работает по схеме с двухкратной ректификацией и состоит из четырех простых колонн. Каждая из простых колонн имеет укрепляющую и отгонную секции. На каждую отбираемую фракцию устанавливаем 6-12 тарелок.
Стриппинги выполняют важную роль. При небольшом расходе водяного пара в стриппинг повышается температура начала кипения и понижается температура вспышки получаемой фракции. Разница между температурой отбираемой из стриппинга фракцией и температурой поступающей в стриппинг флегмы составляет 7-30 оС и зависит от расхода водяного пара, количества флегмы и доли отгона в стриппинге и требований к получаемой фракции
Вывод флегмы из основной колонны в стриппинг-колонну осуществим с двух тарелок, что позволит, изменяя отбор флегмы с этих тарелок, регулировать фракционный состав фракции, получаемой из отпарной колонны.
Ввод отпаренных легких фракций из стриппинг-колонны в основную колонну осуществим на одну тарелку выше, по отношению к тарелке вывода флегмы из основной в отпарную колонну.
Конструкция колонны должна обеспечить пребывание жидкости – мазута в отгонной части не менее 5-10 минут. Это время обеспечивает необходимые условия для отпарки легких компонентов из мазута и это время (10 минут) заложим в определение высоты уровня мазута в колонне.
Количество |
тарелок |
по высоте колонны принимаем из |
|||
практических |
данных. Используем клапанные |
тарелки. Общее число |
|||
тарелок в |
основной |
колонне |
на действующих установках колеблется от |
||
36 до 56. |
При |
выборе числа |
тарелок по высоте |
колонны воспользуемся |
данными из заводской практики.
В отгонной части колонны принимаем четыре тарелки, n1 = 4.
В укрепляющей части колонны - от зоны питания до тарелки вывода фракции 280-350 ºС принимаем 8 тарелок (с 5 по 12 тарелку, считая снизу), n2 = 8.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Схема колонны К-2
Рис. 6.3.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
От |
тарелки |
вывода |
фракции |
280-350 |
ºС |
до |
тарелки |
вывода |
|||||
фракции 230-280 ºС принимаем |
10 |
тарелок (с |
13 |
по 22), n3 |
= 10. |
|
|||||||
От |
тарелки |
вывода |
фракции |
230-280 |
ºС |
до |
тарелки |
вывода |
|||||
фракции 180-230 ºС принимаем |
10 |
тарелок (с |
23 |
по 32), n4 |
= 10. |
|
В верхней части колонны от тарелки вывода фракции 180-230 ºС до верха колонны принимаем 12 тарелок (с 33 по 44), n5 = 12.
Итого в колонне принято 44 тарелки, из которых в укрепляющей части 40 шт., а в отгонной - 4 шт (см. рис.6.3)
6.2.3. Расчет давления по высоте колонны
Расчет давления по высоте колонны ведем сверху вниз, учитывая перепад давления на тарелках.
Давление в емкости орошения Е-2 (см. рис.6.3.) на промышленных установках близко к атмосферному. Принимаем в нашем случае это давление равным 0,1 МПа (РЕ-1 = 0,1 МПа).
Потери давления от верха колонны до емкости Е-2 (Р) обычно находятся в пределах 0,03-0,05 МПа. Принимаем Р равным 0,04 МПа. Тогда общее давление в верху колонны (Рверх) будет следующим:
Рверха = РЕ-2 + Р = 0,10 + 0,04 = 0,14 МПа
Общее давление на тарелке вывода фр. 180-230 0С находим из уравнения
Р180-230 = Рверха + n5 Рт,
где Р180-230 - общее давление на тарелке вывода фр 180-230 0С, МПа
n5 - число тарелок в верху колонны, выше вывода фракции 180-230 0С. n5 = 12 шт.;
Рт - потеря давления на одной тарелке, МПа; Рт = 0,00066 МПа;
Р180-230 = 0,14 +12 0,00066 = 0,148 МПа.
Подобным же образом находим общее давление на тарелке вывода фракции 230-280 ºС, давление на тарелке вывода фракции 280-350 ºС и давление в зоне питания (Рвход) колонны:
Р230-280 = Рверха + (n5 + n4) Рт = 0,14 + (12 + 10 ) 0,00066 = 0,155 МПа.
Р280-350 = Рверха + (n5 + n4 + n3) Рт = 0,14 + (12 + 10 + 10) 0,00066 =
0,161 МПа.
Рвход = Рверха + (n5 + n4 + n3 + n2) Рт = 0,14 + (12 + 10 + 10 + 8) 0,00066
= 0,166 МПа.
Таким образом. общее давление по высоте колонны будет следующим: