Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Курсовой ТПНГ

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
18.05.2015
Размер:
32.75 Mб
Скачать

 

7Т.

ЕХНОЛОГИЧЕСКИЙРАСЧЕТВАКУУМНО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОЛОННЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

7Общие.1свед ния

 

 

 

 

 

Специфиэксплуатациивакуумолообусловленанизкимойны

 

 

 

 

 

 

остаточнымдавлением

 

аппаратеиусловияминагреватяжёлогопофракционному

 

 

 

 

 

сосырьятаву.Ввакуумколонеобходимосоздатьойнеусловия,обеспечивающие

 

 

 

 

 

 

высдолютгонакуюиминимальноеразложение

 

компонентов.Дляэтогоследует

 

применятьвакуумсоздающуюаппаратуру,обеспечива

 

 

 

ющуюнаименьшее

 

остаточноедавсистуменьшление.Для времпремазутабываниянипечи

 

 

 

 

 

 

иснижениягидравличсопротивленияслприменидуетскогопечьдвустороннегоь

 

 

 

 

 

 

облученияподатьвеёзме количествовиктороеводяногопара(500кг/).

 

 

 

 

 

 

Такжеследуетсократитьдоминирасстояниемумаеждувводомсырьяколоннуи

 

 

 

 

 

 

выводоммазутаизпечи,трансфернуюлиниювыполминимальнымчисломть

 

 

 

 

 

 

поворотови

s-образнойформы.

 

 

 

 

 

 

Длясокращвремпреостаткабыванияколоннеотгоннуючасть

 

 

 

 

 

 

колонныдел

аютсуженной.Колоннаоснащаетсясемью

 

 

 

пакретамигулярной

 

насадки GEMPAK фирмы KOCH-GLITSCH,имеющихмалоегидравлическое

 

 

сопротивление(130Панамнасадки)

 

 

.Т акжевколоннеустановлены

 

 

собирающие

лопастные тарелки,скоторыхпроисходитотборбоковых

 

 

родуктсопротивление(

 

450Па)

,

ижелобчатыераспред лители

, посредствомкоторыхпроизводится

 

 

орошениепакетнасо(адкипротивление

350 Па).

 

 

 

 

 

Количествоводяногопара,подаваемогокубколон,прин1,2%наыимаем

 

 

 

 

 

 

мазут:

 

 

 

ВП = 0,012 ∙ 294454,72 = 3533,46 кг/ч ;

 

 

(пункт5)

.

 

 

 

 

МатериальныйбалансвакуумколоК ойны

 

-4представлентаблице5.3

 

 

 

7.2 Опрегидравлическихеленсопротивлений

 

 

 

пакетовнасадки

 

Высотынасад

 

оквзятыизпрактданныхипрческихдставленытаблице7.1.

 

 

 

 

 

Таблица7.1

– Высотыпакетовнаса

доквакуумколоК нойны

 

-4

 

 

 

 

№пакета

1

2

3

4

5

6

7

 

Высотапакета,м

 

2

1,5

2

2

1,5

2

2,5

Послктолймщинойькувыбрарегулярной1 насадкиимеет

 

 

 

 

 

 

гидравлическоесопроПато,130гидравлическиеивлениесопротивления контактныхустройствравны:

! = 2 ∙ 130 = 260 Па;

! = 1,5 ∙ 130 = 195 Па;

! = 2 ∙ 130 = 260 Па;

! = 2 ∙ 130 = 260 Па;

! = 1,5 ∙ 130 = 195 Па;

! = 2 ∙ 130 = 260 Па;

! = 2,5 ∙ 130 = 325 Па.

32

 

 

 

 

 

 

7.3 ОпртеделениемпературыверханизаколонныК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-4

 

 

 

Наоснованпрактилитератуческих

 

 

 

 

 

 

рныхданныхпринимаемтемпературу

вверхуколонравнойС110°,температуруывнизуколонаС20°нижены

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

темперавзоневводасырья,т.е.уры3

 

 

 

 

 

 

 

50°С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.4 Опртеделениемпературывыводабоковыхпродуктов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температурувыводабоковыхпродбудемопределятктов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ьподборомтаких

температур,прикоторыхбудетсоблюдатьсяравенство:

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гокомпопридатемпературенентаныхи

 

 

где

 

 

 

– константафазоравновесияого

 

 

 

! i- !

= 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

!

мольнаядоля

 

i-гокомпонентавжидкойфазе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

давлении;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

условия хиспавприсутствииенияводяногопарапарцдавлениеальное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

смесиуглеводопределяемформулеродов2.

 

 

 

фр

 

фр

 

 

13, [5]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

!

 

 

 

 

где Р – давместелотборание

 

 

 

= ∙

! = ∙

 

!

!,

 

N

фр

– количествомолей

 

 

 

 

боковогопродукта

 

 

 

 

,кПа;

 

 

выводимойфракции;

 

 

 

 

 

– суммамолвсфраехй,вкводянойлючаяцийпар,

 

 

 

 

 

 

 

 

сеченииотбора;

 

 

 

расход i-ойфракции,кг/час;

 

 

 

M

 

– молярнмассая

i-ойфракции,

кг/кмоль.

 

 

Gi

 

!

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

Молярнуюмассу

 

i-ойфракцииопредел

 

яем поформуле

 

Воинова:

где

 

 

 

– средняятемпературакипенияфракции.

! = 60 + 0,3 ∙ ср

+ 0,001 ∙ ср!,

 

 

 

 

 

срКонстантуфазоравопределяемновесияого

 

 

 

 

 

поформуле:

 

 

 

где Рi – давлениенасыщенныхпаров

 

 

 

ойфра кцииуглеводородов,которнах дим

 

 

 

!i-= !/ фр,

2,68 ∙

,

 

 

из формулыАшворта:

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Т – температуравзоневывода

 

lg ( − 3158) = 7,6715 −

!

 

!

 

 

 

фракции,К.

 

 

 

 

 

 

 

продукта,К;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и ! – функциитемпературы,котовыражаютсяуравнениемые:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

1250

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Согласновышеизлметодикерасчета

 

! + 108000 − 307,6 − 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пределяемженноймпературывывода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

боковыхфракций.Расчетпроводимпомощью

 

 

 

 

 

 

 

 

MS Excel.

 

 

 

 

 

 

 

 

7.4.1Опр. теделениемпературывыводавакуумногогазойляфр(.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

230-360°С)

 

 

 

Молямассафрная230акции

 

 

 

 

-360°С:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вг = 60 + 0,3 ∙ ср + 0,001 ∙ ср! =

 

 

 

где t

ср

 

= С295°

 

= 60 + 0,3 ∙ 295 + 0,001 ∙ 295

!

= 235,525

кг/кмоль ,

 

 

 

– средняятемпературакипеданнойфракцииия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

 

Расходводянпа,проходящагочерезданнсечкоениеслгоставляетнны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сумму расходов водяного пара,по

 

давкубаемогоколонны

 

 

ивзмеп.ечвик

 

Приниммолярнмассг разложениязовемую

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45кг/кмоль.Кратность

 

циркуляционногоорошениядлявакуумногогазойля

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

равна 20пункт(3Тогда.2.2).

 

парциальноедавлуглеводородовсмес

 

 

 

 

 

 

даннойфракции

:

 

 

 

 

вг = ∙

!

 

 

 

 

 

 

 

 

вг/ вг

 

 

 

 

 

!

! = 7,105 ∙ вг/ вг + гр/ гр + вп/ вп =

 

 

 

 

 

 

 

 

20 ∙

14722,74

 

 

 

 

 

 

 

 

= 7,105 ∙

 

 

235,525

 

 

 

 

 

кПа .

 

 

 

 

 

14722,74

 

588,91составляющиеопреде4033,46 = 5,972

 

 

 

 

 

 

20 ∙

235,525

+

 

 

45

 

+

18

 

 

 

 

 

Разбиваемфракцию

 

230-360°С

 

на

 

 

 

 

ляемдлякаждой

фракции х’ , Рi, Кi.П ринимаем температурувыводафракции

 

 

 

 

Твг = 153°С.Результаты

расчпредставленытаблице7.

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица7.

2 – Опртеделение мпературывы

водавакуумногогазойля

 

 

Фракция

tср,С°

 

 

М,кг/моль

 

 

 

 

х’ i

 

 

 

Рi,кПа

 

Кi

Кi · х’ i

230-260

 

245

 

 

193,5250

 

 

0,2902

 

 

9,9209

1,6612

0,4821

260-290

 

275

 

 

218,1250

 

 

0,2721

 

 

5,6340

0,9434

0,2567

290-310

 

300

 

 

240,0000

 

 

0,1399

 

 

4,1715

0,6985

0,0977

310-330

 

320

 

 

258,4000

 

 

0,1137

 

 

3,6351

0,6087

0,0692

330-360

 

345

 

 

282,5250

 

 

0,1841

 

 

3,3346

0,5584

0,1028

Итого:

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0000

 

 

 

 

 

 

1,0085

 

Поскольку

! ! ≈ 1,тотемподобранаератураверно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.4.2Опр. теделениемпературывывода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VD-1 (фр. 360

-430°С)

 

 

Молямассафрная360акции

 

 

 

 

-430°С:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!"!! = 60 + 0,3 ∙ ср + 0,001 ∙ ср! =

 

 

где t

ср = С395° = 60 + 0,3 ∙ 395 + 0,001 ∙ 395

!

= 334,53

кг/кмоль ,

 

 

 

средняятемпературакипеданнойфракцииия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Считаем,что

 

 

 

ерезданнсечениекопроходятлонныпарыфракций

 

 

 

 

 

 

 

 

230-360°С (вакуумныйгазойль)и 360

 

 

 

 

 

-430°С

(VD-1). Расходводяногопара,

 

проходящчерезданнсечкоениелгонны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

составляетсумму

расходов водяного

пара,подаваемогокубколонныизме. чвик

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кратностьциркуляционного

 

орошениядля

 

VD-1

 

3пункт( 3Тогда.парциальное2.2)давл. смес

 

 

 

 

 

 

 

углеводородовданнойфракции:

!

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ∙ !"!!/ !"!!

 

 

!"!! = ∙

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

!

= 8,1 ∙ вг/ вг + 3 ∙ !"!!/ !"!! + гр/ гр + вп/ вп =

 

 

 

 

 

 

 

3 ∙

85862,99

 

 

 

 

 

 

 

 

= 8,1 ∙ 14722,74

 

334,53

 

 

 

 

 

 

 

 

85862,99 588,91оставляющиеопределяемдлякаждой4033,46 = 5,83 кПа .

 

 

 

 

235,525

334,53

 

+

 

45

+

18

 

 

 

Разбиваемфракцию360

 

 

 

+ 3 -430°Снас

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фракции х’ , Рi, Кi.Принимаемтемпературувыводафракции

 

 

 

 

3.

 

 

 

ТVD-1 =

182°С.

Результадставленырасчпр тааблице7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

Таблица7.

3 – Опртеделениемпературывы

 

вода фракции 360-430°С(

VD-1)

Фракция

tср,С°

М,кг/моль

х’ i

Рi,кПа

Кi

Кi · х’ i

360-370

365

302,7250

0,1659

3,4988

0,6001

0,0995

370-380

375

313,1250

0,1549

3,3896

0,5814

0,0901

380-390

385

323,7250

0,1419

3,3138

0,5684

0,0807

390-400

395

334,5250

0,1407

3,2618

0,5595

0,0787

400-410

405

345,5250

0,1420

3,2265

0,5534

0,0786

410-420

415

356,7250

0,1320

3,2027

0,5493

0,0725

420-430

425

368,1250

0,1225

3,1868

0,5466

0,5002

Итого:

 

 

1,0000

 

 

1,0003

Поскольку

!

! ≈ 1,тотемподобранаератураверно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.4.3 Опртеделениемпературывывода

 

 

 

 

 

 

 

VD-2 (фр.

430-500°С)

Молямассафрнаяакции

 

 

 

 

 

430-500°С:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!"!! = 60 + 0,3 ∙ ср + 0,001 ∙ ср! =

 

 

 

где tср = 465°С

= 60 + 0,3 ∙ 465 + 0,001 ∙ 465

!

= 415,73 кг/кмоль ,

 

 

средняятемпературакипеданнойфракцииия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Считаем,чточерезданнсечениекопроходятлонныпарыфр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

акций

230-360°С (вакуумныйгазойль), 360

 

 

 

 

 

-430°С

 

 

(VD-1)и 430

 

-500°С

(VD-2). Расход

водянпа,проходящагочерезданнсечкоениеслгоставляетннысумму

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расходов водяного пара,подаваемогокубколонныизме. чвик

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кратность

циркуляционногоорошениядля

VD-2

равна 3пункт( 3Тогда.2парциальное.2).

 

 

давлсмесуглеводородовниданнойфракции:

!

 

 

= 10,22 ∙

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ∙ !"!!/ !"!!

 

=

!"!! = ∙

!

 

!

вг

 

 

!"!!

 

 

 

!

 

 

 

 

 

+

+ 3 ∙

!"!!

+ /

+

/

 

 

 

 

 

 

вг

 

!"!!

!"!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гр

гр

вп

вп

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ∙

73319,23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 10,22 ∙ 14722,74

 

 

 

 

 

 

415,73

 

 

 

 

 

 

4033,46 = 4,982 кПа .

 

 

85862,99500°Снасоставляющие73319,23определяемдлякаждой588,91

 

 

235,525

 

+

 

334,53

+ 3 ∙

 

415,73

 

+

45

+

18

 

 

Разбиваемфракцию

 

 

 

430-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фракции х’ , Рi, Кi.Принимаемтемпературувыводафракции

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

ТVD-2 = 301°С.

Результадставленырасчпр тааблице7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица7.

4 – Опртеделениемпературывы

 

 

 

 

 

 

водафракции

430-500°С(

VD-2)

Фракция

tср,С°

 

 

 

 

М,кг/моль

 

 

 

 

 

х’ i

 

 

 

Рi,кПа

 

 

 

Кi

 

Кi · х’ i

430-440

435

 

 

 

 

 

379,7250

 

 

 

0,1823

 

 

6,6244

 

 

1,3297

0,2424

440-450

445

 

 

 

 

 

391,5250

 

 

 

0,1926

 

 

5,7328

 

 

1,1507

0,2216

450-460

455

 

 

 

 

 

403,5250

 

 

 

0,1563

 

 

5,0556

 

 

1,0148

0,1586

460-470

465

 

 

 

 

 

415,7250

 

 

 

0,1308

 

 

4,5451

 

 

0,9123

0,1193

470-480

475

 

 

 

 

 

428,1250

 

 

 

0,1261

 

 

4,1635

 

 

0,8357

0,1054

480-490

485

 

 

 

 

 

440,7250

 

 

 

0,1075

 

 

3,8804

 

 

0,7789

0,0837

490-500

495

!

!

453,5250

 

 

 

0,1044

 

 

3,6724

 

 

0,7371

0,0770

Итого:

 

 

 

 

 

 

1,0000

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0080

Поскольку

≈ 1,тотемподобранаератураверно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

7.4.4 Опртеделениемпературывывода

 

 

 

 

 

VD-3 (фр. 500 -560°С)

 

 

Молямассафрная500акции

 

 

 

 

 

-560°С:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!"!! = 60 + 0,3 ∙ ср + 0,001 ∙ ср! =

 

 

 

 

где t

ср = 530°С = 60 + 0,3 ∙ 530 + 0,001 ∙ 530

!

= 499,9 кг/кмоль ,

 

 

 

 

средняятемпературакипеданнойфракцииия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Считаем,чточерезданнсечениекопроходятлонныпарыфракций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

230-360°С (вакуумныйгазойль), 360

 

 

 

 

 

 

-430°С

(VD-1), 430-500°С

(VD-2)и500 -560°С

(VD-3). Расходводянпа,проходящагочерезданнсечкоениелгонны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

составляетсумму

расходов водяного пара,подаваемогокубколонныизмеевик

 

 

 

 

печи.

Кратностьциркуляционногоорошениядля

 

 

 

 

 

 

 

VD-3 равна 3пункт(3

.2Тогда.2).

парциальноедавлсмесуглеводородовданнойфракции:

 

 

!"!! = ∙

!

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

! =

 

 

 

 

 

 

= 12,275 ∙ вг

 

!"!!

 

 

 

3 ∙ !"!!/ !"!!

 

 

 

=

 

 

+

+

!"!!

 

!"!!

 

+ гр/ гр + вп/ вп

 

 

 

вг

!"!!

 

!"!! + 3 ∙

 

!"!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 12,275 ∙ 14722,74

 

85862,99

 

3 ∙ 49409,50/499,9

 

588,91

 

4033,46

+

+

73319,23

+ 3 ∙

49409,50

+

+

 

 

235,525

334,53

 

415,73

 

 

499,9

45

18

 

 

Разбиваемфракцию500

 

-

 

!"!! = 3,536 кПа

 

 

 

 

 

из

них х’ , Рi, Кi.Принимаемтемпературувыводафракции

560°Снасоставляющиеопределяемдлякаждой

 

ТVD-3 = 321°С.Результаты

 

 

5.

 

 

 

 

 

расчпредставленытаблице7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица7.

5 – Опртеделениемпературывы

 

 

 

водафракции

500-560°С(

VD-3)

Фракция

tср,С°

М,кг/моль

 

 

 

х’ i

 

 

Рi,кПа

 

Кi

 

Кi · х’ i

500-510

505

 

466,5250

 

 

0,1651

 

3,9421

1,1149

 

0,1840

510-520

515

 

479,7250

 

 

0,1605

 

3,7187

1,0517

 

0,1688

520-530

525

 

493,1250

 

 

0,1562

 

3,5551

1,0054

 

0,1570

530-540

535

 

506,7250

 

 

0,1626

 

3,4364

0,9718

 

0,1580

540-550

545

 

520,5250

 

 

0,1802

 

3,3512

0,9477

 

0,1708

550-560

555

 

534,5250

 

 

0,1755

 

3,2906

0,9306

 

0,1633

Итого:

 

 

 

 

 

 

 

1,0000

 

 

 

 

 

 

 

1,0019

 

 

Поскольку ! ! ≈ 1,тотемподобранаератураверно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.5 ТепловойбалансколонныК

 

 

 

 

-4

 

 

 

Наосновематерибал,приальногонсавтаблицееденного5рассчитаем.3,

 

 

тепловойбалансвакуумколонойн

ыК

-4Тепловой. балансучитывает

количествотепла,входящегоколоннувыхизнее.Согласдящегозаконуо

прих. =

расх.

сохраненияэнергиибез(учёпотерьеплавокружающуюсреду):

 

КолоразбиваемнчетыренуконтураА(,Б,В,

 

Г),далеесоставтепловойяем

балапоконтурам.Схемасконтуровпредставленарисунке

 

4.

36

 

Рис. 2

– СхемаконтуровкуумколоК нойны

 

-4.

 

Приопределтемпвыводабоковыхературниифракцийпункт( 7.

 

 

 

4)были

определеныихмолярнтакже,ассмолярны

 

 

емассыихпар.Полученныев

 

значениязаносимвтаблицу7.6.

 

 

 

 

 

Таблица7.6

– Молярныемассыкомпв Клоненнетов

Мi,

-4

!"

Компонент

Молярнаямасса

Относиплотностьельная

кг/кмоль

 

ГазыразложенияГР()

 

45

 

0,5191

!"

VD-1

 

235,53

 

0,9096

 

ВакуумныйгазойльВГ()

 

334,53

 

0,8670

 

VD-2

 

 

0,9308

 

VD-3

 

415,73

 

0,9462

 

 

 

499,9

 

 

 

Мазут (пар)

 

392,84

 

0,9256

 

Мазутжидкость( )

 

676,72

 

0,9667

 

Относиплотностьельная

!" втаблицеопределенапо

формуле Крэга,исходя

измолярноймассыкомпонента:

!"

1,03 ∙

 

 

 

!"

 

(пункт6).

!"

= + 44,29

 

мазувзяиз

 

-4

Молекулярнаямасса

та

 

расчетадолитгонавходеК

 

 

 

37

 

 

 

Всвязитем,чтовводанесыпрьяоичастичноеиспарениеходит,тепло

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

вносимоеколонну

 

 

мазутом,

рассчитыдляпарожидкойвфазпоается

 

 

 

 

 

 

следующимформулам

 

 

:

 

 

 

 

ж мп = м ∙ ∙ мп,

ж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

расход мазута,

кг/ч;

 

 

e – массовая долятгонапаровсырьявходе

 

 

 

 

 

 

 

м = м

1 −

м ,

 

 

 

 

 

колонну;

п

энтальпияпаровойфазыпритемпературевводасырья,кДж/кг;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

 

дкойфазыпритемпературе

 

вводасырья

,кДж/кг.

 

 

 

 

 

энтальпияжи

 

 

 

 

 

мж

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длянахожденияэнтальпжидкком их

 

1

 

 

 

понентов (кДж/кг)притемпературе

 

 

 

T (°К)

воспользуемсяследующейформулой

 

 

 

[8]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж! =

 

0,0017 ∙ ! + 0,762 ∙ − 334,25

 

 

 

 

 

 

Энтпаровльпию

 

 

!"

 

 

 

/кг)притемпературе

T (°К)

определимпо

 

 

 

 

 

компонентовкДж!"(

 

 

 

 

формуле:

!

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

!"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MS

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетпроводимпрограмме

 

 

 

 

 

 

 

Excel,полученныерезультаты

 

 

 

 

 

 

 

 

п

=

0,00059 ∙

 

+ 0,134 ∙ + 129,58

∙ 4 − !" − 308,99

 

 

 

представленытаблицах7.7

 

 

 

 

-7.10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7.7 – Тепловойбалаконтурас

 

А колонныК

-4

 

 

 

 

 

 

 

Компонент

 

Температура

Расход G, кг/ч

Энтальпия

Кол-вотепла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t, °С

 

!,кДж/кг

Q,кДж/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приход

 

 

 

 

!

 

 

Маипечизут

 

 

 

 

 

 

 

370

 

294454,72

1977,4

303,30 ∙ 10

Водянойпарссырьем

 

 

 

 

 

 

 

370

 

500

 

1392,9

 

 

Дополнительный

 

 

 

 

 

395

 

3533,46

1476,9

0,70 ∙ 10!

 

 

 

 

водянойпар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5,22 ∙ 10

!

 

 

 

 

 

Итого:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пароваяфаза:

 

 

 

 

 

 

 

Расход

 

 

 

309,22 ∙ 10!

 

Газыразложения

 

 

 

 

 

310

 

588,91

1112,0

0,66 ∙ 10

!

 

 

Вакуумныйгазойль

 

 

 

 

 

 

310

 

14722,74

970,0

 

 

 

 

 

 

 

VD-1

 

 

 

 

 

 

310

 

85862,99

952,6

14,28 ∙ 10!

 

 

 

 

VD-2

 

 

 

 

 

 

310

 

73319,23

944,0

81,79 ∙ 10!

Водянойпарссырьем

 

 

 

 

 

 

 

310

 

500

 

1202,5

69,21 ∙ 10!

 

Дополнительный

 

 

 

 

 

310

 

3533,46

1202,5

0,60 ∙ 10!

 

 

 

 

водянойпар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,25 ∙ 10

!

 

 

 

Жидкфаз: ая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

VD-3

 

 

 

 

 

 

321

 

49409,50

738,3

36,48 ∙ 10

 

 

 

 

Гудрон

 

 

 

 

 

350

 

70551,35

809,8

 

 

 

 

 

 

Итого:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57,13 ∙ 10!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

264,40 ∙ 10!

 

 

Разностьмеждутеплом

 

 

 

 

,

входящимконтурА»«выходящим

 

 

знего,

 

 

составляет:

! = 309,22 − 264,40

∙ 10! = 44,82 ∙ 10! (кДж/ч)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

Таблица7.

8 – Тепловойбалаконтурас

 

Б колонныК

-4

 

 

 

 

 

Компонент

Температура

Расход G, кг/ч

Энтальпия

Кол-вотепла

 

t, °С

 

!,кДж/кг

Q,кДж/ч

 

 

 

 

Приход

!

Газыразложения

310

 

588,91

1112,0

14,28

 

VD-1

 

310

 

85862,99

952,6

∙ 10!

Вакуумныйгазойль

 

310

 

14722,74

970,0

0,66

∙ 10

 

 

VD-2

 

310

 

49409,50

944,0

81,79

∙ 10!

Водянойпарссырьем

 

310

 

500

1202,5

69,21

∙ 10!

Дополнительный

310

 

3533,46

1202,5

0,60

∙ 10!

Итого:

 

 

 

 

4,25

∙ 10

!

водянойпар

 

 

 

 

 

 

 

 

Пароваяфаза:

 

 

Расход

 

170,79 ∙ 10!

Газыразложения

260

 

588,91

974,1

12,45

 

!

VD-1

 

260

 

85862,99

830,2

∙ 10!

Вакуумныйгазойль

 

260

 

14722,74

845,9

0,57

∙ 10

 

 

Водянойпарссырьем

 

260

 

500

1055,8

71,28

∙ 10!

Дополнительный

260

 

3533,46

1055,8

0,53

∙ 10!

Жидкфаз: ая

 

 

 

 

 

3,73

∙ 10

!

водянойпар

 

 

 

 

 

33,97

 

Итого:

 

301

 

49409,50

687,5

∙ 10

!

VD-2

 

 

 

 

 

 

Разностьмеждутеплом

, входящим вконтурБ«

»ивыходящимизнего,

122,53 ∙ 10!

составляет:

 

170,79 − 122,53 ∙ 10! = 48,26 ∙ 10! (кДж/ч)

 

 

 

 

 

Б =

 

 

 

 

 

Таблица7.

9 – Тепловойбалаконтурас

 

В колонныК

-4

 

 

 

 

 

Компонент

Температура

Расход G, кг/ч

Энтальпия

Кол-вотепла

 

t, °С

 

!,кДж/кг

Q,кДж/ч

 

 

 

 

Приход

!

Газыразложения

260

 

588,91

974,1

12,45

 

VD-1

 

260

 

85862,99

830,2

∙ 10!

Вакуумныйгазойль

 

260

 

14722,74

845,9

0,57

∙ 10

 

 

Водянойпарссырьем

 

260

 

500

1055,8

71,28

∙ 10!

Дополнительный

260

 

3533,46

1055,8

0,53

∙ 10!

Итого:

 

 

 

 

 

3,73

∙ 10

!

водянойпар

 

 

 

 

 

88,56

 

Пароваяфаза:

 

 

Расход

 

∙ 10!

Газыразложения

170

 

588,91

751,7

9,51

 

 

!

Водянойпарссырьем

 

170

 

500

819,2

∙ 10!

Вакуумныйгазойль

 

170

 

14722,74

645,7

0,44

∙ 10

 

 

 

 

 

 

 

 

0,41

∙ 10!

39

Продолжениетаблицы7.9

 

 

 

 

 

 

 

 

2,90

∙ 10

!

Дополнительный

 

170

 

 

3533,46

 

819,2

 

Жидкфаз: ая

 

 

 

 

 

 

водянойпар

 

 

 

 

 

 

 

 

Итого:

 

 

182

 

 

85862,99

 

382,1

32,81 ∙ 10

!

VD-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46,07 ∙ 10!

Разностьмеждутеплом

,

входящим

вконтурВ«

»,

ивыходящимизнего

 

 

 

,

составляет:

В =

88,56 − 46,07

∙ 10! = 42,49 ∙ 10! (кДж/ч)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица7.

10 – Тепловойбалаконтурас

 

 

Г колонныК

 

-4

 

 

 

 

 

Компонент

Температура

Расход G, кг/ч

Энтальпия

Кол-вотепла

 

 

t, °С

 

!,кДж/кг

 

Q,кДж/ч

 

 

 

 

 

Приход

 

!

Газыразложения

 

170

 

 

588,91

 

751,7

 

9,51

 

Водянойпарссырьем

 

 

170

 

 

500

 

819,2

 

∙ 10!

Вакуумныйгазойль

 

 

170

 

 

14722,74

 

645,7

 

0,44

∙ 10

 

 

Дополнительный

 

170

 

 

3533,46

 

819,2

 

0,41

∙ 10!

Итого:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,90

∙ 10

!

водянойпар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пароваяфаза:

 

 

110

Расход

 

681,2

13,26 ∙ 10!

Водянойпарссырьем

 

 

 

 

500

 

 

0,37

∙ 10

!

Газыразложения

 

110

 

 

588,91

 

622,0

 

0,34

 

Дополнительный

 

110

 

 

3533,46

 

681,2

 

∙ 10!

Жидкфаз: ая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,41

∙ 10

!

водянойпар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,73

∙ 10

Итого:

 

 

153

 

 

14722,74

 

321

 

!

Вакуумныйгазойль

 

 

 

 

 

 

 

 

Разностьмеждутеплом

,

входящим

вконтурГ«

»,

ивыходящимизнего,

7,85 ∙ 10!

составляет:

Г =

13,26 − 7,85

∙ 10! = 5,41 ∙ 10! (кДж/ч)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.6 Опрасходеделениециркуляционныхрошенийв

Расчетколичествациркуляциорошепроизводитсянанияногове тепловогобалансаколонны,. к.разностьмеждуприходо мирасходтеплв омты колоннеснимаетсяциркуляционнымиорошениями.

Принимаем,чтокаждоециркуляционноеорошениеснимаоднотож т количествотеплоты .Разностьмеждуприрасхходтеплвовсехмдомты контурахколонны:

∆ = ∆ А + ∆ Б + ∆ В + ∆ Г = = 44,82 + 48,26 + 42,49 + 5,41 ∙ 10! = 140,98 ∙ 10!(кДж/ч)

40

 

Тогдасреднколичество,плотыотводимоеоднизц ркуляционных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

орошений:

 

 

 

 

ор

 

 

=

140,98 ∙ 10!

 

 

 

 

!

(кДж/ч),

 

 

где

 

– число

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ор

 

= ор

 

4

 

 

= 35,25 ∙ 10

 

 

 

 

 

 

циркуляциорошенийвкол. оннеых

 

 

 

 

=

 

 

 

ор

 

,

 

 

 

 

 

 

Расходциркуляционногоорошениявзоневыводавакуумногогазойля:

ЦО!ВГ

 

цо!вг

цо!вг

 

 

 

 

 

где

цо!вг – энтальпияданногоциркуляц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вых

 

вх

 

 

 

 

 

 

кДж/кг; вых

 

 

цо!вг

 

орошениянавыхконногоз,лонныде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– энтальпияданногоциркуляцио

 

 

 

 

 

 

нногоорошениянавходе

 

 

колонну,кДж/кг.

вх

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температупотоканавыхизоралонныдессчитвпункте7р.4а.вна1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЦО!ВГ = 153

.Принимаемохлаждениеданногоциркуляционногоорошенияна90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЦО!ВГвх

= 153 − 90 = 63

 

 

цо!вг

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

.

градус.Температурапотонавходеколоннуравна

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 0,762 ∙ 426 − 334,25

= 321 (кДж/кг)

 

вых

 

 

=

 

0,8670 ∙ 0,0017 ∙ 426

 

 

 

вхцо!вг =

 

 

1

0,0017 ∙ 336! + 0,762 ∙ 336 − 334,25

= 122,1 (кДж/кг)

 

 

 

 

 

 

 

0,8670

ЦО!ВГ

=

 

35,25 ∙ 10!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

онного = 177224,74 (кг/ч)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

321 − 122,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кратдациркуляциностьного

 

вг

 

 

ЦО!ВГ

орошениясоставляет:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

177224,74

 

 

 

 

 

 

 

 

Темпепотокарошенияатуравзоневывода

 

 

 

 

 

вг

 

 

 

14722,74

VD-1 навыходеизк

олонны

 

 

 

 

 

 

 

 

циркуляционныхорошений.

 

=

 

 

 

 

= 12,04

 

 

 

 

Аналогичнорассчитаемрасходыостальных =

 

 

 

вых

 

 

 

 

 

рассчитанавпункте7.4.2

 

 

 

 

 

 

 

иравна

 

 

 

 

 

 

 

 

.Принимаемохлаждение

 

 

данногоциркуляционногоорошения

 

 

 

 

 

 

 

на ЦО!!"!! = 182

 

 

 

 

зоневывода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90 градус.Температурапотоканавходе

 

 

 

 

 

VD ЦО!!"!! = 182 − 90 = 92

. Расходциркуляционногоорошенияв

 

 

колоннуравна

 

 

 

 

 

вх

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!"!!

 

 

 

 

-1:

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

1

∙ 0,0017 ∙ 455

+ 0,762 ∙ 455 − 334,25

= 382,1 (кДж/кг)

 

 

вых

 

0,9096

 

 

 

вх!"!! =

 

 

1

0,0017 ∙ 365! + 0,762 ∙ 365 − 334,25

= 178,6 (кДж/кг)

 

 

 

 

 

 

 

0,9096

 

 

 

=

 

35,25 ∙ 10

!

 

= 173218,67 (кг/ч)

 

 

 

Кратда

 

 

 

ЦО!!"!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

382,1 − 178,6

 

 

 

 

 

 

циркуляционногоостьногоорошениясоставляет:

 

=

ЦО!!"!! = 173218,67 = 2,02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!"!!

 

 

 

 

 

Темпепотокарошенияатуравзоневывода

 

 

 

 

 

!"!!

 

вых

85862,99 VD-2 навыходеизк

олонны

рассчитанавпункте7.4.3

 

 

 

 

 

 

 

иравна

 

 

 

 

 

 

 

 

.Принимаемохлаждение

 

 

данногоциркуляционногоорошенияна90градус.Температурапов

 

 

 

 

 

 

 

ЦО!!"!! = 301

 

токанавходе

 

 

колоннуравна

 

 

 

ЦО!!"!!вх

= 301 − 90 = 211 .

 

 

 

 

 

 

 

 

41