5. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗРАХУНОК

5.1. Матеріальний баланс блоку стабілізації

Матеріальний баланс блоку стабілізації установки гідроочистки дизельного палива складений, виходячи із 340 робочих днів у році, і наведений у таблиці 5.1.

Таблиця 5.1

Матеріальний баланс блоку стабілізації

	% мас.	кг/год	т/добу	т/рік
Узято:
Сировина –бензинова фракція гідроочищена нестабільна	100,00	252900,00	6069,60	2063664,00
Всього:	100,00	252900,00	6069,60	2063664,00
Отримано:
Бензинова фракція стабільна	98,50	249106,50	5978,56	2032709,04
Газ	1,50	3793,50	91,04	30954,96
Всього:	100,00	252900,00	6069,60	2063664,00

5.2. Розрахунок стабілізаційної колони

5.2.1. Визначення тиску в колоні

Приймаємо за даними підприємства температуру оборотної води рівної 28°С, температуру сконденсованих й охолоджених газів рівною 38°С.

Для подальших розрахунків складаємо матеріальний баланс стабілізаційної колони.

Склад та кількість двох потоків живлення колони розраховані у програмному пакеті Mathcad на підставі даних дослідного пробігу (додаток 1) та разом з продуктами виходу колони, які необхідно отримати, наведені у табл. 5.1.

Схема проходження основних потоків у колоні показана на рис. 5.1.

Схема проходження основних потоків у колоні K

1 – гаряче живлення з Е-1, 2- холодне живлення з Е-2, 3 – суміш парів зверху колони, 4 – холодне зрошення бензин-відгоном, 5 –бензинова фракція стабільна, 6 – підігріта - бензинова фракція стабільна

Рис. 5.1.

Таблиця 5.1

Матеріальний баланс стабілізаційної колони

Тиск у ємності, при якому відбувається повна конденсація продукту при температурі системи, визначається по рівнянню ізотерми рідкої фази [7]

(5.1)

де, П_р - загальний тиск у рівноважній системі пар-рідина при температурі охолодження, МПа;

n - число умовних вузьких компонентів суміші;

Р_i - тиск насичених пар i-го компонента при температурі охолодження, МПа;

- молярна частка i-го компонента в рідкій фазі.

Для подолання втрат напору при русі пари через трубопроводи й апарати, розташовані після стабілізаційної колони необхідно, щоб тиск угорі колони трохи перевищувало розрахункове.

Тиск низу колони варто збільшити на величину відповідну гідродинамічному опору тарілок.

Тиск насиченої пари в залежності від температури розраховується за рівнянням Антуана [8]:

(5.2)

де Т - температура насиченої пари, К; А_і, В_і та С_і – коефіціенти, що залежать від фізичних властивостей речовини (температури кипіння, хімічної структури та інші).

Температуру насиченої пари у системі розраховуємо за рекомендаціями [7,9] за формулою

(5.3)

де T_F1 та T_F2 – температури гарячого та холодного живленнь відповідно, К.

Приймаємо T_F1 =210+273 = 483 К та T_F2 = 40+273 = 313 К.

Звідси температура насиченої пари дорівнює

Т = (483+313)/2 = 398 K.

Тиск насичених пар вузьких фракцій суміші розраховують по формулі Ашворта [8]

(5.4)

де Т_0i - температура кипіння фракції при атмосферному тиску, К;

;

;

М_і – молекулярна маса вузької фракції суміші, кг/кмоль.

Тиск у верхній частині колони знаходимо по рівнянню

(5.5)

де П_в - тиск у верхній частині колони, МПа; П_р - тиск у сепараторі, МПа; - гідродинамічний опір пар, МПа; приймаємо =0,05МПа; К - коефіцієнт запасу приймаємо К=1,3.

Всі розрахунки зводимо в таблицю 5.2.

В результаті проведених розрахунків П_р = 0,1299 МПа.

Тоді тиск у верхній частині колони дорівнює

(0,1299+0,05)·1,3=0,2339 МПа.

Тиск низу колони варто збільшити на величину відповідну гідродинамічному опору тарілок та розрахувати за формулою [7]

(5.6)

де П_н – тиск низу колони, МПа; n – кількість тарілок у колоні; - перепад тиску на одній тарілці, МПа.

Приймаємо n = n₁ + n₂, де n₁ = 7 – кількість тарілок у зміцнуючої частини колони, n₂ = 11 – кількість тарілок у відгінної частини колони; = 0,0007 МПа за літературними даними [7,9].

Тоді

Таблиця 5.2

Вихідні дані для визначення тиску в колоні