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 (Р_Е-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:

Р_верха = Р_Е-2 + Р = 0,10 + 0,04 = 0,14 МПа

Общее давление на тарелке вывода фр. 180-230 ⁰С находим из уравнения

Р_180-230 = Р_верха + n₅  Рт,

где Р_180-230 - 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;

Р_180-230 = 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 (Р_вход) колонны:

Р _230-280 = Р_верха + (n₅ + n₄)  Р_т = 0,14 + (12 + 10 )  0,00066 = 0,155 МПа.

Р _280-350 = Р_верха + (n₅ + n₄ + n₃)  Р_т = 0,14 + (12 + 10 + 10)  0,00066 = 0,161 МПа.

Р_вход = Р_верха + (n₅ + n₄ + n₃ + n₂)  Р_т = 0,14 + (12 + 10 + 10 + 8)  0,00066 = 0,166 МПа.

Таким образом. общее давление по высоте колонны будет следующим:

Рверха = 0,140 МПа; Р180-230 = 0,148 МПа; Р230-280 = 0,155 МПа;

Р280-350 = 0,161 МПа; Рвход = 0,166 МПа.

6.2.4. Расход водяного пара

В нижнюю часть основной атмосферной колонны К-2 и стриппинг-секций подают водяной пар, который обеспечивает отпарку наиболее легких компонентов.

Водяной пар обязательно должен быть перегретым, так как не перегретый пар является причиной высоких температур помутнения нефтяных фракций.

Перегретый водяной пар должен иметь температуру перегрева выше температуры кипящей жидкости. В этом случае водяной пар влияет положительно на ректификацию в отгонной части колонны, так как в самой колонне не тратится тепло на нагрев пара до температуры продуктов в колонне.

Подача водяного пара в колонну позволяет снизить температуру перегонки и таким образом избежать термического разложения углеводородов. В присутствии водяного пара в колонне снижается парциальное давление паров углеводородов, а следовательно и температура их кипения. Недостатком подачи водяного пара является большой расход хладагента на его конденсацию.

Расход водяного пара в основной атмосферной колонне колеблется в пределах 1,6-2,8 %мас. на загрузку колонны по сырью. Принимаем в нашем примере расход водяного пара равным 2 %мас. на отбираемые фракции.

Дальнейший расчет ведем на 100 кг сырья.

Расход водяного пара, подаваемого в нижнюю часть колонны, находим из выражения

Z_низа = g_м  0,02,

где Z_низа - расход водяного пара, подаваемого в нижнюю часть колонны, кг;

g_м - расход мазута, g_м = 49,2 кг (см. табл. 6.5);

0,02 - расход водяного пара, в долях от единицы.

Z_низа = g_м  0,02 = 49,2  0,02 = 0,984 кг.

Расход водяного пара, подаваемого в нижнюю часть отпарной колонны (стриппинга) К-2/3:

Z_К-2/3 = g_280-350  0,02 = 13,8  0,02 = 0,276 кг,

где g_280-350 - расход фракции 280-350 °C, g_280-350= 13,8 кг (см. табл. 6.5).

Расход водяного пара, подаваемого в нижнюю часть отпарной колонны К-2/2:

Z_К-2/2 = g_230-280  0,02 = 9,9  0,02 = 0,198 кг,

где g_230-280 - расход фракции 230-280 °С, g_230-280 = 9,9 кг (см. табл. 6.5).

Расход водяного пара, подаваемого в нижнюю часть отпарной колонны К-2/1:

Z_К-2/1 = g_180-230  0,02 = 11,2  0,02 = 0,224 кг,

где g_180-230 - расход фракции 180-230 °С,

g_180-230 = 11,2 кг (см. табл. 6.5).

Определим расход водяного пара по высоте колонны.

Расход водяного пара на тарелке отбора фракции 280-350 ºС :

Z_280-350 = Z_низа = 0,984 кг.

Расход водяного пара на тарелке отбора фракции 230-280 ºС:

Z_230-280 = Z_низа + Z_К-2/3 = 0,984 + 0,276 = 1,26 кг.

Расход водяного пара на тарелке отбора фракции 180-230 ºС:

Z_180-230 = Z_низа + Z_К-2/3 + Z_К-2/2 = 0,984 + 0,276 + 0,198 = 1,458 кг.

Расход водяного пара в верху колонны:

Z_верх = Z_низа + Z_К-2/3 + Z_К-2/2 + Z_К-2/1 = 0,984 + 0,276 + 0,198 + 0,224 = = 1,682 кг.