Модернизация основного оборудования блока регенерации растворителя на установке депарафинизации (стр. 3 из 15)

x	0	5	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
y	0	60,3	72	80,3	82,7	84,2	85,5	86,9	88,2	90,4	94,3	100
t	100	77,9	69,6	64,5	62,5	61,6	60,7	59,8	59	58,2	57,5	56,9

По кривой температур кипения t = f (x) имеем :

- температура в кубе колонны t_w= 99˚C

- температура дистиллята t_D= 56˚C

- температура кипения исходной смеси t_F= 65˚C

Определяем минимальное и рабочее флегмовое число.

Минимальное флегмовое число определяем по формуле :

R_min=

, (3.2)

где

- мольные доли легколетучего компонента соответственно в исходной смеси и дистилляте, кмоль/кмоль смеси, - концентрация легколетучего компонента в паре, находящемся в равновесии с исходной смесью, кмоль/кмоль смеси.

Мольная доля легколетучего компонента в исходной смеси определяется по формуле :

; (3.3.)

где М_A = 58 – молекулярная масса ацетона [6],

Мв = 18 - молекулярная масса воды.

Получим :

Аналогично

Тогда :

Рабочее флегмовоечисло определяем по формуле:

R = 1,3∙R_min+ 0,3 (3.4.)

R = 1,3∙0,252 + 0,3 = 0,63

Уравнение рабочих линий :

а) для верхней (укрепляющей) части :

; (3.5.)

;

б) для нижней (исчерпывающей) части :

, (3.6.)

, где F – относительный мольный расход питания.

Относительный мольный расход питания определяем по формуле :

(3.7. )

,

Действительное число тарелок определяем по формуле:

, где - коэффициент полезного действия тарелки [6]. (3.8)

шт.

Принимаем действительное число тарелок

= 19шт.

3.1.5 Тепловой баланс колонны

Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в дефлегматоре– конденсаторе

Q_D = G_D(1+R)∙

(3.9.)

где r_D- удельная теплота конденсации паров в дефлегматоре, Дж/кг.

Удельная теплота конденсации паров в дефлегматоре определяем по формуле :

(3.10.)

где

=516,1 кДж/кг – удельная теплота конденсации ацетона при Т=56˚С ;

кДж/кг – удельная теплота конденсации воды при Т=56˚С.

= 0,94∙516,1+(1-0,94)∙2351,5=626,2 кДж/кг

Q_D = 0,4∙(1+0,63)∙626,2∙10³ = 408282,4 Вт

Расход тепла, получаемого в кубе - испарителе от греющего пара.

Qк = Q_D + G_D∙C_D∙

+G_W∙C_W∙t_W- G_W∙C_F∙t_F+Q_ПОТ (3.11.)

где Q_пот≈ 0,03∙Q_К – тепловые потери колонны в окружающую среду.

Q_К =1,03∙(408282,4+0,4∙2346,4∙56+0,6∙4190∙99-1∙3268,2∙65)=497294,76 Вт

Расход тепла в паровом подогревателе исходной смеси :

Q = 1,05∙G_F∙C_F∙(t_F- t_пар) (3.12.)

Q = 1,05∙1∙3226,3∙(65-25)=135504,6 Вт

Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в водяном холодильнике дистилляте

Q = G_W∙C_W∙(t_w-t_кон)(3.13.)

Q = 0,6∙4190∙(99-25)=186036 Вт

Расход греющего пара, имеющего Рабс=0,3 МПа

а) в кубе - испарителя

= , (3.14)

где

=2141∙10^{3 -} удельная теплота конденсации греющего пара.

=

в) в подогревателе исходной смеси

=

Всего 0,24+0,07 = 0,31 кг/с = 1116 кг/ч

Расход охлаждающей воды при нагреве ее на 20˚С

а) в дефлегматоре

(3.15)

б) в водяном холодильнике дистиллята

в) кубовый остаток (вода) не охлаждается, а сливается в ПЛК.

Всего 0,005+0,0004=0,0054

= 19,44 м³/ч

3.1.6 Определение диаметра колонны

Диаметр колонны определяется по формуле :

D =

, (3.16)

где V – объемный расход проходящего по колонне пара, м³/с,

ω – скорость пара,

Объемный расход проходящего по колонне пара определяется по формуле :

, (3.17)

где

˚С = 350,65К – средняя температура в колонне.

Средние концентрации жидкости :

а)в верхней части колонны:

б) в нижней части колонны :

Средние концентрации пара находим по уравнениям рабочих линий :

а) в верхней части колонны :

б) в нижний части колонны :

Средние температуры пара определяем по диаграмме t- x,y :

а) при

˚С

б) при

˚C

Средние мольныемассы и плотности пара :

а)

кг/кмоль

б)

ρ

Плотность воды и ацетона в жидком состоянии приблизительно равны. Температура в верху колонны при

равняется 56˚С, а в кубе - испаряется при равняется 99˚С.