Проект установки ЭЛОУ-АВТ (стр. 7 из 9)
6.2.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ МАЗУТА В НИЗУ КОЛОННЫ
Колонна работает с вводом водяного пара в нижнюю часть колонны, где происходит испарение наиболее легкой части углеводородов, на что тратится теплота и температура мазута снижается на 10-250С по отношению к температуре входа сырья в зону питания. Принимаем температуру в низу колонны в нашем примере следующей
tниза=370 – 20 = 3500С
6.2.8 РАСЧЕТ ПАРЦИАЛЬНЫХ ДАВЛЕНИЙ ФРАКЦИЙ
Расчеты парциальных давлений фракций 120-1800С, 180-2300С, 230-2800С, 280-3500С представлены в табл. 6.7-6.10.
Таблица 6.7
Расчет парциального давления фракции 120-1800С (Робщ = 0,140 Мпа)
| Компонент | Расход, (Gi) кг | Мi | Ni=  , кмоль | yi=  | Pобщ ∙ yi |
| Водяной пар Фр.120-1800С+ острое орошение | 1,806 9,7+19,4=29,1 | 18 134 | 0,100 0,217 | 0,315 0,685 | 0,044 0,096 |
| Итого | 30,906 | - | 0,317 | 1,000 | 0,140 |
Таблица 6.8
Расчет парциального давления фракции 180-2300С (Робщ = 0,148 Мпа)
| Компонент | Расход, (Gi) кг | Мi | Ni= , кмоль | yi= | Pобщ ∙ yi |
| Водяной пар Фр.120-1800С Фр.180-2400С +флегма | 1,65 9,7 7,8+15,6=23,4 | 18 134 170 | 0,092 0,072 0,138 | 0,305 0,238 0,457 | 0,045 0,035 0,068 |
| Итого | 34,75 | - | 0,302 | 1,000 | 0,148 |
Таблица 6.9
Расчет парциального давления фракции 230-2800С (Робщ = 0,155 Мпа)
| Компонент | Расход, (Gi) кг | Мi | Ni= , кмоль | yi= | Pобщ ∙ yi |
| Водяной пар Фр.120-1800С Фр.180-2300С Фр.230-2800С +флегма | 1,504 9,7 7,8 7,3+14,6=21,9 | 18 134 170 203 | 0,084 0,072 0,046 0,108 | 0,271 0,233 0,148 0,348 | 0,042 0,036 0,023 0,054 |
| Итого | 40,904 | - | 0,310 | 1,000 | 0,155 |
Таблица 6.10.
Расчет парциального давления фракции 280-3500С (Робщ = 0,161 Мпа)
| Компонент | Расход, (Gi) кг | Мi | Ni= , кмоль | yi= | Pобщ ∙ yi |
| Водяной пар Фр.120-1800С Фр.180-2300С Фр.230-2800С Фр.280-3500С+флегма | 1,29 9,7 7,8 7,3 10,7+21,4=32,1 | 18 134 170 203 253 | 0,072 0,073 0,046 0,036 0,127 | 0,203 0,206 0,130 0,102 0,359 | 0,033 0,033 0,021 0,016 0,058 |
| Итого | 58,19 | - | 0,354 | 1,000 | 0,161 |
6.2.9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВЫВОДА БОКОВЫХ ПОГОНОВ И ТЕМПЕРАТУРЫ В ВЕРХУ КОЛОННЫ
Для определения температур вывода боковых погонов и температуры в верху колонны строим кривые ИТК и линии ОИ при атмосферном давлении соответствующих фракций и затем с помощью сетки Максвелла строим линии ОИ фракций при их парциальных давлениях, определенных в таблицах 6.7-6.10.
Парциальное давление фракции 120-1800С составляет 0,096 Мпа
Парциальное давление фракции 180-2300С составляет 0,068 Мпа
Парциальное давление фракции 230-2800С составляет 0,054 Мпа
Парциальное давление фракции 280-3500С составляет 0,058 Мпа
Исходные данные для построения кривых ИТК приведены в табл. 6.11-6.14. Кривые ИТК и линии ОИ, построенные при атмосферном давлении и соответствующих парциальных давлениях представлены на рис.6.2-6.5.
Таблица 6.11
Исходные данные для построения кривой ИТК фракции 120-180оС
| № | Температура выкипания, оС | Выход, % масс. | ||
| На нефть | на фракцию | суммарный | ||
| 120-128 | 1,1 | 11,3 | 11,3 | |
| 128-136 | 1,3 | 13,4 | 24,7 | |
| 136-144 | 1,6 | 16,5 | 41,2 | |
| 144-152 | 1,3 | 13,4 | 54,6 | |
| 152-160 | 1,0 | 10,4 | 65,0 | |
| 160-170 | 1,7 | 17,5 | 82,5 | |
| 170-180 | 1,7 | 17,5 | 100,0 | |
| ИТОГО | 9,7 | 100,0 | - | |
Таблица 6.12
Исходные данные для построения кривой ИТК фракции 180-230оС
| № | Температура выкипания, оС | Выход, % масс. | ||
| На нефть | на фракцию | суммарный | ||
| 180-187 | 0,8 | 10,3 | 10,3 | |
| 187-194 | 1,2 | 15,4 | 25,7 | |
| 194-201 | 1,1 | 14,1 | 39,8 | |
| 201-208 | 1,3 | 16,6 | 56,4 | |
| 208-215 | 0,8 | 10,3 | 66,7 | |
| 215-222 | 1,5 | 19,2 | 85,9 | |
| 222-230 | 1,1 | 14,1 | 100,0 | |
| ИТОГО | 7,8 | 100,0 | - | |
Таблица 6.13
Исходные данные для построения кривой ИТК фракции 230-280оС
| № | Температура выкипания, оС | Выход, % масс. | ||
| На нефть | на фракцию | суммарный | ||
| 230-237 | 0,7 | 9,6 | 9,6 | |
| 237-244 | 1,0 | 13,7 | 23,3 | |
| 244-251 | 1,0 | 13,7 | 37,0 | |
| 251-258 | 1,2 | 16,4 | 53,4 | |
| 258-265 | 1,2 | 16,4 | 69,8 | |
| 265-272 | 1,1 | 15,1 | 84,9 | |
| 272-280 | 1,1 | 15,1 | 100,0 | |
| ИТОГО | 7,3 | 100,0 | - | |
Таблица 6.14
Исходные данные для построения кривой ИТК фракции 280-350оС
| № | Температура выкипания, оС | Выход, % масс. | ||
| На нефть | на фракцию | суммарный | ||
| 280-290 | 1,5 | 14,0 | 14,0 | |
| 290-300 | 1,5 | 14,0 | 28,0 | |
| 300-310 | 1,7 | 15,9 | 43,9 | |
| 310-320 | 1,7 | 15,9 | 59,8 | |
| 320-330 | 1,5 | 14,0 | 73,8 | |
| 330-340 | 1,4 | 13,1 | 86,9 | |
| 7. | 340-350 | 1,4 | 13,1 | 100,0 |
| ИТОГО | 10,7 | 100,0 | – | |
Построив на основании данных, приведенных в табл. 6.11-6.14 кривые ИТК и кривые ОИ для атмосферного давления (0,1 МПа), получаем температуры, отвечающие началу и концу линий однократного испарения соответствующих фракций.
Температуры 10,50 и 70%-ного отгона находим непосредственно по кривой ИТК. Определяем угол наклона. По двум значениям – углу наклона ИТК и температуре 50%-ного отгона находим на графике Обрядчикова – Смидович НОИ и КОИ.
По кривой ИТК фракции 120 – 1800С находим (рис. 6.1):
tИТК10% = 127°С, tИТК50% = 149°С, tИТК70% = 163°С
Рассчитываем угол наклона ИТК:
ÐИТК =
= 0,6По графику Обрядчикова – Смидович находим
0% (НОИ) Þ 35% (ИТК)
100% (КОИ) Þ 58% (ИТК)
Затем по кривой ИТК получаем температуры
tОИНК = 141,5°С, tОИКК = 154,50С
Соединяя полученные точки, получаем линию ОИ фракции 120 – 180°С при атмосферном давлении.
Затем с помощью графика Максвелла находим температуры начала и конца линий ОИ при давлениях, равных парциальным давлениям соответствующих фракций.
Фракция 120-180оС
tОИНК = 141,5°С, tОИКК = 154,50С при атмосферном давлении
tОИНК = 140°С, tОИКК = 1530С при парциальном давлении
Фракция 180-230оС
tОИНК = 201°С, tОИКК = 2080С при атмосферном давлении
tОИНК = 185°С, tОИКК = 1920С при парциальном давлении
Фракция 230-280оС
tОИНК = 253°С, tОИКК = 2580С при атмосферном давлении
tОИНК = 228°С, tОИКК = 2330С при парциальном давлении
Фракция 280-350оС
tОИНК = 307°С, tОИКК = 3180С при атмосферном давлении
tОИНК = 281°С, tОИКК = 2920С при парциальном давлении
Для фракции 120-180оС температура вывода из колонны равна температуре конца однократного испарения при парциальном давлении данной фракции, для фракций, выводимых боковыми погонами из колонны, эти температуры равны температурам начала линий ОИ соответствующих фракций при их парциальных давлениях.
Температура вывода фракции 120-180оС равна температуре конца ОИ, для других погонов берутся температуры начала ОИ. Таким образом, температуры вывода фракций равны:
для фракции 120-180оС tвыв = 153оС;
для фракции 180-230оС tвыв = 185оС;
для фракции 230-280оС tвыв = 228оС;
для фракции 280-350оС tвыв =281оС.
6.3 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОЛОННЫ
Используя результаты расчетов, составляем тепловой баланс колонны К-2. Он приведен в табл. 6.15. Продолжаем вести расчет на 100 кг сырья.
При составлении баланса энтальпию паров рассчитывали по формуле
, кДж/кг.Энтальпию жидкой фазы вычисляем по формуле
, кДж/кг.Таблица 6.15
Материальный и тепловой баланс колонны К-2