14. Высота колонны

Высота колонны рассчитывается по уравнению:

Н_К =H₁+H_к+ Н_и + Н_п ­+ Н₂ + Н_н + Н_о, м

где Н₁– высота от верхнего днища до верхней тарелки, м;

Н_к– высота концентрационной тарельчатой части колонны, м;

Н_и– высота исчерпывающей, отгонной тарельчатой части колонны, м;

Н_п– высота секции питания, м;

Н₂– высота от уровня жидкости в кубе колонны до нижней тарелки,м;

Н_н– высота низа колонны, от уровня жидкости до нижнего днища, м;

Н_о– высота опоры, м.

Высота Н₁(сепарационное пространство) принимается равной половине диаметра колонны, если днище полукруглое, и четверти диаметра, если днище эллиптическое. Полушаровые днища применяют для колонн диаметром более 4 метров. Поэтому Н₁= 0,25^.3,8=0,95м.

Высоты H_к и Н_изависят от числа тарелок в соответствующих частях колонны и расстояния между ними:

Н_к= (N_конц – 1)h= (35 – 1)0,6 = 20,4 м

Н_и= (N_отг – 1)h= (35 – 1)0,6 = 20,4 м

где h= 0,6 м – расстояние между тарелками.

Высота секции питания Н_п берётся из расчёта расстояния между тремя-четырьмя тарелками:

Н_п= (4 - 1)h = (4 - 1)0,6 =1,8 м

Высота Н₂принимается равной от 1 до 2 м, чтобы разместить глухую тарелку и иметь равномерное распределение по сечению колонны паров, поступающих из печи. Примем Н₂ = 1,5 м.

Высота низа (куба) колонны Н_нрассчитывается, исходя из 5-10 минутного запаса остатка, необходимого для нормальной работы насоса в случае прекращения подачи сырья в колонну:

м

где _ж– абсолютная плотность остатка при температуре низа колонны (см. раздел 11);

F_к=- площадь поперечного сечения колонны, м².

Штуцер отбора нижнего продукта должен находится на отметке не ниже 4-5 м от земли, для того, чтобы обеспечить нормальную работу горячего насоса. Поэтому высота опоры Н_оконструируется с учётом обеспечения необходимого подпора жидкости и принимается высотой не менее 4-5 м. Примем Н_о= 4 м.

Полная высота колонны:

Н_К = 0,95+20,4+20,4+1,8+6,88+4 = 54,43 м

15. Диаметры штуцеров

Диаметры штуцеров определяют из уравнения расхода по допустимой скорости потока:

, м

где V – объёмный расход потока через штуцер, м³/с;

Величина допустимой скорости W_доп принимается в зависимости от назначения штуцера и фазового состояния потока (м/с):

Скорость жидкостного потока:

на приёме насоса и в самотечных трубопроводах 0,2-0,6

на выкиде насоса 1-2

Скорость парового потока:

в шлемовых трубах и из кипятильника в колонну 10-30

в трубопроводах из отпарных секций 10-40

в шлемовых трубах вакуумных колонн 20-60

при подаче сырья в колонну 30-50

Скорость парожидкостного потока при подаче сырья в колонну

(условно даётся по однофазному жидкостному потоку) 0,5-1,0

Рассчитанный диаметр штуцера далее округляется в большую сторону до ближайшего стандартного значения:

Таблица 13

Стандартные значения диаметров штуцеров

Dу, мм	Dу, мм	Dу, мм	Dу, мм	Dу, мм	Dу, мм
10	50	200	600	1400	2600
15	65	250	800	1600	2800
20	80	300	900	1800	3000
25	100	350	1000	2000
32	125	400	1100	2200
40	150	500	1200	2400

Приложение 1

График зависимости коэффициента С₁ от расстояния между тарелками Н_т

1 – кривая для нормальных нагрузок клапанных, ситчатых, каскадных и аналогичных тарелок и для максимальных нагрузок колпачковых тарелок;

2 – кривая нормальных нагрузок для колпачковых тарелок;

3 – кривая для вакуумных колонн без ввода водяного пара и для стриппинг-секций атмосферных колонн;

4 – кривая для вакуумных колонн с вводом водяного пара и для десорберов;

5 – кривая для абсорберов;

6 – кривая для колонн, разделяющих вязкие жидкости под вакуумом или высококипящие ароматические углеводороды или пенящиеся продукты.

Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. 672 с.

Хорошко С.И., Хорошко А.Н. Сборник задач по химии и технологии нефти и газа. Учеб. пособие. — Мн.: Выш. шк., 1989.

М. А. Самборская , Ю.Б. Швалев Технологическое проектирование тарельчатых колонн фракционирования нефти: Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Основы научных исследований и проектирование», « Технологическое проектирование и типовое оборудование нефтехимических процессов» для студентов направления 240100 «Химическая технология и биотехнология» и специальностей 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов» и 240802 «Процессы и аппараты химических производств и химическая кибернетика».

– Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 48 с.