Расчет температур выхода фракций из колонны

 

Для расчетов принимаем:

- перепад давления на одной сборной тарелке 0,5 кПа;

- перепад давления на одной структурной насадке 0,3 кПа

- количество водяного пара: подаваемого вниз колонны К-1 принимаем равным 1,0 % масс от количества мазута

G_{в.п(низ К-1)} = 0,01*400000 = 4000 кг/ч;

По практическим данным [13] принимаем: температуру выхода паров из верха колонны равной 70^оС; температуру вывода гудрона из куба колонны – 350^оС (охлаждение квенчем); температуру вывода затемненного продукта с тарелки, расположенной над зоной ввода сырья 360^оС.

Зная перепад давления в пакетах насадки, определяем температуру бо­ковых дистиллятов. Температуру вывода боковых дистиллятов колонны оп­ределяем по изотерме жидкой фазы [14]:

Sх_i'* k_i=1

где k_i - константа фазового равновесия i-компонента;

х_i' - мольная доля i-компонента в смеси углеводородов.

Константы фазового равновесия для компонентов находим по уравне­нию:

k_i= p_нi/Р,

где p_нi - давление насыщенных паров i-компонента углеводородной смеси при температуре отбора продукта, кПа;

Р – общее давление в точках вывода боковых фракций, кПа

Давления насыщенных паров компонентов p_нi находим по номограмме [15].

 

Массовые доли узких фракций возьмем по таблице 3.

Мольные доли компонентов х_i' пересчитаем из массовых долей по формуле:

;

где М, М_i – молярная масса смеси и компонента, соответственно, кг/моль.

Молярную массу найдем по формуле Крэга [15]:

;

где - относительная плотность компонента [таблица 3].

При помощи MS Excel проводим подбор температуры боковых выводов колонны. Результаты заносим в таблицы 10 – 11;

Таблица 10 Расчёт температуры вывода фр. 360-560 °С

Расчёт температуры вывода фр.360-560 °С
	Исходные данные:
	Расход дистиллята, G=		166880,00	кг/ч
	Давление в колонне, Р=	8,70	кПа
	Результаты расчёта:
	Температура в колонне,°С	286,32
Состав дистиллята, молярные массы Mi, давление насыщенных паров (Рі), константы фазового равновесия (Кi) фракций
Фракция	Мi,	Массовые	Расход,	Расход,	Мольные	Рнi,	Кi	y'I*Ki
	кг/кмоль	доли, yi	кг/ч	кмоль/ч	доли, y'i	кПа
360-370	302,73	0,0894	20279,50	66,99	0,28	23,66	2,72	0,7692
370-380	313,13	0,0624	14154,82	45,21	0,19	18,44	2,12	0,4046
380-390	323,73	0,0608	13791,87	42,60	0,18	14,29	1,64	0,2954
390-400	334,53	0,0587	13315,51	39,80	0,17	11,00	1,26	0,2125
400-410	345,53	0,0559	12680,36	36,70	0,15	8,41	0,97	0,1498
410-420	356,73	0,0518	11750,31	32,94	0,14	6,39	0,73	0,1021
420-430	368,13	0,0508	11523,47	31,30	0,13	4,82	0,55	0,0732
430-440	379,73	0,0483	10956,37	28,85	0,12	3,61	0,41	0,0505
440-450	391,53	0,048	10888,32	27,81	0,12	2,68	0,31	0,0361
450-460	403,53	0,0476	10797,58	26,76	0,11	1,97	0,23	0,0256
460-470	415,73	0,0472	10706,85	25,75	0,11	1,44	0,17	0,0180
470-480	428,13	0,0462	10480,01	24,48	0,10	1,05	0,12	0,0124
480-490	440,73	0,0458	10389,27	23,57	0,10	0,75	0,09	0,0086
490-500	453,53	0,0458	10389,27	22,91	0,10	0,54	0,06	0,0060
500-510	466,53	0,0453	10275,85	22,03	0,09	0,38	0,04	0,0040
510-520	479,73	0,0439	9958,28	20,76	0,09	0,26	0,03	0,0027
520-530	493,13	0,0432	9799,49	19,87	0,08	0,18	0,02	0,0018
530-540	506,73	0,04	9073,60	17,91	0,08	0,12	0,01	0,0011
540-550	520,53	0,0356	8075,50	15,51	0,07	0,08	0,01	0,0006
550-560	534,53	0,0331	7508,40	14,05	0,06	0,06	0,01	0,0004
Итого		1,0000	166880,00	473,61	2,00			1,0008

Температуру вывода широкой масляной фракции принимаем равной 285^оС.

Таблица 11 Расчёт температуры вывода фр. <360 °С

Расчёт температуры вывода фр.<360 °С
	Исходные данные:
	Расход дистиллята, G=		17560,00	кг/ч
	Давление в колонне, Р=	7,60	кПа
	Результаты расчёта:
	Температура в колонне,°С	180,81
Состав дистиллята, молярные массы Mi, давление насыщенных паров (Рі), константы фазового равновесия (Кi) фракций
Фракция	Мi,	Массовые	Расход,	Расход,	Мольные	Рнi,	Кi	y'I*Ki
	кг/кмоль	доли, yi	кг/ч	кмоль/ч	доли, y'i	кПа
310-320	253,73	0,20	3512,00	13,84	0,37	16,96	2,23	0,83
320-330	263,13	0,20	3512,00	13,35	0,36	12,93	1,70	0,61
330-340	272,73	0,20	3512,00	12,88	0,35	9,79	1,29	0,44
340-350	282,53	0,20	3512,00	12,43	0,33	7,36	0,97	0,32
350-360	292,53	0,20	3512,00	12,01	0,32	5,50	0,72	0,23
Итого		1,00	17560,00	37,31	1,00			1,00

Температуру вывода фракции <360^о принимаем 180^оС.