6.2.9. Тепловой баланс колонны

Целью расчета теплового баланса основной колонны является определение количества теплоты, которое необходимо вывести из колонны циркуляционными орошениями и расход циркуляционных орошений. Тепловой баланс основной ректификационной колонны приведен в табл. 6.14. При его составлении следует учесть следующее.

Сырье колонны (отбензиненная нефть) поступает в нее в виде парожидкостной смеси. Распределение вещества по паровой и жидкой фазам определяется расчетной массовой долей отгона, полученной в результате расчетов в п. 6.2.6 настоящего проекта. В нашем примере эта величина равна 0,494. Следовательно, на 100 кг сырья в колонну поступает 49,4 кг паровой фазы и 50,6 кг жидкой фазы.

Таблица 6.14

Материальный и тепловой баланс колонны К-2

Статьи баланса	Расход (Gi), кг		Средняя температурная поправка на один градус ()		Температура ºС
Приход:
Нефть отбензиненная
в том числе:
- пары	50,9	0,804	0,000765	0,808	351
- жидкость	49,1	0,927	0,000607	0,930	351
Острое орошение	31,8	0,748	0,000841	0,752	30
Итого	139,8	-	-	-	-
Расход:
Фракция 100-180 + острое орошение	47,7	0,748	0,000841	0,752	156
Фракция 180-230	11,2	0,794	0,000778	0,798	189
Фракция 230-280	9,9	0,825	0,000738	0,829	230
Фракция 280-350	13,8	0,856	0,000699	0,859	286
Мазут	49,2	0,917	0,000620	0,920	336
Итого	131,8	-	-	-	-

Окончание таблицы 6.14

Статьи баланса	Энтальпия, кДж/кг		Количество теплоты (Qi), 10^3, кДж/ч Q = Gi ·H или Q = Gi ·h
	паров (Hi)	жидкости (hi)
Приход:
Нефть отбензиненная
в том числе:
- пары	1104	-	56,2
- жидкость	-	831	40,8
Острое орошение	-	60	1,9
Итого	-	-	98,9
Расход:
Фракция 100-180 + острое орошение	651	-	31,1
Фракция 180-230	-	425	4,8
Фракция 230-280	-	525	5,2
Фракция 280-350	-	670	9,2
Мазут	-	791	38,9
Итого	-	-	89,2

Расчетная доля отгона равна теоретической доле отгона или несколько превышает ее. Следовательно, количество жидкой фазы, поступающей в сырье основной колонны равно количеству мазута в сырье (так как теоретическая доля отгона равна доле светлых нефтепродуктов в отбензиненной нефти) или несколько ниже его. Так как испаряются в первую очередь легкие компоненты фракции, то в нашем примере плотность мазута должна быть немного ниже плотности жидкой фазы, поступающей в колонну, что и имеет место в действительности.

Тепло водяного пара при составлении баланса не учитываем, так как принято считать, что оно компенсирует тепловые потери в окружающую среду.

На основании данных, приведенных в табл.6.14 находим дисбаланс тепла, то есть относительную разность между количеством тепла, приносимым в колонну и количеством тепла, выводимого из колонны с фракциями. По величине дебаланса тепла судят о необходимости циркуляционных орошений. Дебаланс находим по следующей формуле

100,

где  - дебаланс тепла, %отн.;

Q_прих - количество тепла, приносимое в колонну потоками сырья и острого орошения, кДж; в нашем примере Q_прих = 98,9  10³ кДж/кг;

Q_расх - количество тепла, выводимое из колонны с мазутом, верхним, нижним и боковыми погонами, кДж; Q_расх = 91,5  10³ кДж/кг.

100 = 9,8 %отн.