vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Нt и ht - энтальпия паров и жидкости ЦО3 при температуре t = 302 оС. Условно принимаем, что плотность ЦО3 равна плотности фракции
280-350 оС
( |
20 |
|
15 |
|
4 |
=0,856, |
15 |
= 0,859). Энтальпии паров и жидкости ЦО3 равны |
Н302 = 952 кДж/кг; h293 = 717 кДж/кг;
g |
гцо3 |
|
|
|
3 |
|
|
3,6 10 |
||
952 |
717 |
||
|
|||
= 15,3 кг.
Эскиз сечения IV -IV
Рис. 6.17.
G IV-IV = 15,9+11,2+9,9+13,8+27,6+15,3 = 93,7 кг.
Нагрузка по жидкости:
g IV-IV = gфл 280 350 + gцо3 + gгцо3,
где g IV-IV - поток жидкости, проходящий через сечение IV-IV, кг. g IV-IV = 27,6+16+15,3 = 58,9 кг.
Сечение V-V - сечение в зоне питания
Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении V-V.
gс + gфл280-350 = gм + Gниз;
откуда
Gниз = gс + gфл280-350 - gм = L (1-ēр) + gфл280-350- gм Gниз =100(1 - 0,509) + 27,6 - 49,2 = 27,5 кг.
где L = 100 кг, расход на входе в колонну кг; Нагрузка по парам:
G V-V = Gс + Gниз,
где Gс – количество паров, поступивших в колонну с сырьем, кг;
Gс = L ēр = 100 0,509 = 50,9 кг.
G V-V = L ēр + gс + gфл280-350 – gм = L ēр + L (1-ēр) + gфл280-350 – gм=
= L + gфл280-350– gм;
gм - расход мазута, кг.
G V-V = 100 + 27,6 – 49,2 = 78,4 кг.
Нагрузка по жидкости:
g V-V = L (1 – ēр) + gфл280-350,
где ēр - массовая доля отгона.
g V-V = 100 (1 – 0,509) + 27,6 = 76,7 кг.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Эскиз сечения V-V
Рис. 6.18.
В табл. 5.15 представлены нагрузки по парам и жидкостям в различных сечениях колонны.
Таблица 5.15
Нагрузки по парам и жидкостям в различных сечениях колонны.
Сечение |
|
Нагрузка сечения, кг |
|
|
|
|
|
|
По парам |
|
По жидкости |
I-I |
78,8 |
|
62,9 |
II-II |
59,2 |
|
48,1 |
III-III |
69,9 |
|
48,9 |
IV-IV |
93,7 |
|
58,9 |
V-V |
78,4 |
|
76,7 |
Определение диаметра основной колонны.
Диаметр колонны рассчитываем в трех сечениях: -сечение I-I под верхней тарелкой;
-сечение IV-IV –самое нагруженное;
-сечение V-V сечение в зоне питания. Сечение колонны определяем по формуле
S Vп , Wд
где Vп – объемный расход паров в рассчитываемом сечении колонны, м3/с; Wд – допустимая скорость паров в рассчитываемом сечении колонны,
м/с.
Объемный расход паров в рассчитываемом сечении определяем по
уравнению |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G н |
|
|
Z |
|
|
22,4 (273 t) 0,1 |
|
|
Vп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k , |
|
|
|
|
|
||||||
|
M н |
18 |
|
3600 273 Р |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
где GH и Z – расход нефтяных и водяных паров, кг/ч; МНi – молярные массы нефтепродукта кг/кмоль;
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
18 – молярная масса воды;
t – температура в рассчитываемом сечении, оС; Р – давление в рассчитываемом сечении, МПа;
k – коэффициент пересчета со 100 кг сырья на реальную загрузку колонны. Он определяется по уравнению
k
|
G |
|
с |
||
|
||
|
100 |
|
944092 |
|
100 |
||
|
9440, 92
,
где k - коэффициент пересчета, кг/100 кг;
Gс - расход сырья, кг/ч. Gс = 944092 кг/ч (см. табл. 6.5). Допустимую скорость паров определяем по уравнению
WД = 0,85 10-4 С
Ж 
П
1
,
где С – коэффициент, величина которого зависит от конструкции тарелок и расстояния между ними. Его величину определяем по формуле
С = К С1 – С2( - 35),
где К – коэффициент, который зависит от типа тарелок. Так для клапанных тарелок К = 1,15;
С1 – коэффициент, зависящий от расстояния между тарелками. Примем расстояние между тарелками равным 600 мм. С1 = 750 ; С2 - коэффициент, равный 4 для клапанных тарелок;
- коэффициент, учитывающий влияние жидкостной нагрузки на допустимую скорость паров. Определим его по формуле
|
W |
|
|
К C |
|
0,5 |
|
|
|
0,655 |
|
|
|||||||
с |
|
|
1 |
|
|
|
|
||
|
n |
|
V |
|
3600 |
|
|
|
|
|
|
П |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
Ж П
1
0,25
,
где n - число сливных устройств на тарелке;
Wc – нагрузка колонны по жидкой фазе в рассчитываемом сечении, м3 ч. Нагрузку колонны по жидкой фазе находим из соотношения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g k |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Wc = |
|
|
|
|
, |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ж |
|
||||||||
где g – нагрузка по жидкости в рассчитываемом сечении, кг; |
||||||||||||||||||
|
ж - плотность жидкой фазы при температуре рассматриваемого |
|||||||||||||||||
сечения, г/см3. Она находится из выражения: |
|
|||||||||||||||||
|
t |
= |
20 - |
(t - 20). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п – плотности пара, кг/м3. Определяется по формуле |
|||||||||||||||||
|
|
|
G |
п |
k |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
3600 |
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр колонны определяется по формуле: |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 Vп |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
d = |
4 S |
= |
, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
WД |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Высоту подпора жидкости над сливной перегородкой рассчитываем по формуле:
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
|
|
W |
|
2 |
h 3 |
|
c |
|
или |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
6400 l n |
|
|
|
W |
h |
c |
|
6400 l n |
|
2 / 3
,
где h - высота подпора жидкости над сливной перегородкой, мм. Высота подпора слива не должна превышать 50 мм.
l - периметр слива (длина сливной перегородки).
Длина сливной перегородки может быть рассчитана по формуле: l = (0,75-0,8) d.
где d - диаметр колонны в рассматриваемом сечении, м.
Расчет диаметра колонны в сечении I – I GI-I = 15,9+ 62,9 = 78,8;
ZI-I = 1,702 кг.
gI-I = 62,9 кг.
PобщI-I=Pверха+∆Pт.
PобщI-I=0,14 +0,00066=0,14066.
k Gс 944092 9440, 92 100 100
V |
|
|
|
G |
|
|
Z |
|
|
22, 4 (273 t) 0,1 |
k |
|
|
|
||||||
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
п |
|
M |
|
|
|
18 |
|
3600 273 Р |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Vп |
|
|
78,8 |
|
1, 702 |
|
22, 4 (273 159) 0,1 |
9440,92 |
= 52,26 м3/с. |
|||||||||||
|
113 |
|
|
18 |
|
3600 |
273 0,14066 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
156 |
|
20 |
- |
(156–20) = 0,748–0,000841 (156–20) = 0,63 г/см3 = 630 кг/м3. |
|||||||||||||||
Ж |
= 4 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
G |
п |
|
k |
|
|
(78,8 1, 682) 9440,92 |
= 4,04 кг/м3. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
п |
3600 V |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
3600 52, 26 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
Wc = |
g k |
|
= |
62, 9 9440, 92 |
= 942,6 м3 ч. |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
Ж |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
630 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Принимаем n=4
|
W |
|
1,15 750 |
|
0,5 |
|
|
|
0,655 |
|
|||||||
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
V |
3600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
п |
|
|
|
|||
ж п
|
0,25 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
=
|
942, 6 |
|
1,15 750 |
|
0,5 |
630, 0 |
|
0,25 |
||||
= 0, 655 |
|
= 36,9. |
||||||||||
4 |
|
52, 26 3600 |
|
|
|
4, 04 |
1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
С =1,15 750 – 4 (36,9 – 35) = 854,9. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
Wд = 0,85 10-4 854,9 |
630, 0 |
1 = 0,905 м/с. |
||||||||||
4, 04 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
d =
4 V |
|
п |
|
W |
Д |
|
|
= |
4 52, 26 |
= 8,58 м. |
3,14 0, 905 |
Принимаем d=8,6 м.
52, 26 4
Wфакт = 3,14 8, 6 8, 6 =0,9.
Wфакт < Wд , следовательно диаметр выбран верно.