Расчет диаметра колонны

7.4 Расчет диаметра колонны

Диаметр колонны можно определить по уравнению [15]:

D=,

Где G_п – объемный расход паров, м³/с

 V_л  - допустимая линейная скорость паров, м/с.

Для расчета диаметра ректификационной колонны необходимо определить объемный расход паров (м³/с) в тех сечениях колонны где они образуются.

Объемный расход паров [15]:

G_п = 22,4∙Т∙0,101∙∑ (G_i/М_i)/(273∙Р)/3600,

где Т – температура системы, К;

Р – давление в системе, МПа;

G_i– расход компонента, кг/ч;

Мi – молекулярная масса компонента кг/кмоль.

Определение объемного расхода паров в точке ввода сырья:

Температура в точке ввода сырья 140⁰С

Давление в точке ввода сырья 350 кПа

Расход паров 16890 кг/ч

Молекулярная масса паров 88,99 кг/кмоль

Тогда объёмный расход паров:

G_п=22,4∙(140+273)∙0,101∙(16890/(3600∙88,99))/(273∙0,350)=0,516 м³/с,

Определение объемного расхода паров в точке ввода горячей струи:

Температура в точке ввода горячей струи 200⁰С

Давление в точке ввода горячей струи 356 кПа

Расход паров 10756 кг/ч (табл. 7.3)

Молекулярная масса паров 100,6 кг/кмоль

Тогда объёмный расход паров:

G_п=22,4∙(200+273)∙0,101∙(10756/(3600∙100,6))/(273∙0,356)=0,327 м³/с,

Определение объемного расхода паров в точке вывода паров дистиллята:

Температура в точке вывода паров дистиллята 93,5⁰С

Давление в точке вывода паров дистиллята 341 кПа

Расход паров: фр нк-70^оС+орошение 7500+15000=22500 кг/ч (табл. 7.3).

Молекулярная масса паров 76,5 кг/кмоль

Тогда объёмный расход паров:

G_п=22,4∙(93,5+273)∙0,101∙(22500/(3600∙76,5))/(273∙0,341)=0,73 м³/с,

Дальнейшее определение диаметра производим по максимальному расходу паров т.е. G_п=0,73 м³/с.

Допустимая линейная скорость паров [15]:

V_л= (0,305*С*Ö(ρ_ж – ρ_п)/ ρ_п )/3600,

где С – коэффициент, зависящий от расстояния между тарелками и условий ректификации; С=300 [15];

ρ_ж , ρ_п – абсолютная плотность соответственно жидкости и паров, кг/м³.

а) Плотность жидкой фазы

r₁₅¹⁵ = 1,03∙М/(44,29+М),

где М – молярная масса паровой фазы, кг/кмоль.

r₁₅¹⁵ = 1,03∙76,6/(44,29+76,6)=0,6526

r₄^93,5=r₁₅¹⁵-(93,5-15)∙a=0,6526-93∙0,000962= 0,5771

r_ж(93,5°С)= 577,1 кг/м³

б) Плотность паровой фазы

r_п=r_о∙Т₀∙Р/(Т∙Р₀) [15],

где r_о – плотность пара при нормальных условиях, кг/м³

r_п=76,6∙273∙0,341/(22,4∙381∙0,101)=0,86 кг/м³

Получаем,

V_л= 0,305∙300∙Ö((577,1-0,86) / 0,86) /3600=0,66 м/с

Соответственно диаметр колонны равен:

D =

По ГОСТ 21944-76 принимаем диаметр 1,3 м.

7.7   Расчет высоты колонны

Рис. 6. К расчету высоты колонны четкой ректификации.

h₁ = ½D=½∙1,3=0,65 м

h₂=(n_в-1)∙h_т=(36-1)∙0,25=8,75 м

h₃= h_т∙3=0,25∙3=0,75 м

h₄=(n_н-1)∙ h_т=(24-1)∙0,25=5,75 м

h₅=1,5 м

Высоту слоя жидкости в нижней части колонны рассчитывают по её запасу на 10 минуты, необходимому для обеспечения нормальной работы насоса. Принимая запас на 600 с, объем кубового остатка с учётом расхода горячей струи составит:

V=(G_к+G_гс)∙600/3600r

Где r - плотность кубового остатка при температуре внизу колонны, кг/м³:

r=(0,7151-0,000884∙(154-15))∙1000=679,7 кг/м³

тогда

V=(24286+5621)∙600/(3600∙679,7)=7,33 м³

Площадь поперечного сечения колонны:

S=pD²/4=0,785∙1,3²=1,33 м²

тогда

h₆=V/S=7,33/1,33=5,6 м.

Высоту юбки h₇ принимают, исходя из практических данных, равной 4 м.

Общая высота колонны составляет:

H=h₁+ h₂+ h₃+ h₄+ h₅+ h₆+ h₇ =0,65+8,75+0,75+5,75+1,5+5,6+4=27,00 м

Похожие работы

Проект реконструкции цеха первичной переработки нефти и получения битума на ОАО «Сургутнефтегаз»

Скачать

316221

40

172

... расчет величины затрат необходимых для внедрения этого проекта в производство. Оценить изменение себестоимости продукции получаемой в цехе первичной переработки нефти и получения битума. В цехе установлено две печи: для нагрева нефти П-1 и для подогрева мазута и пара П-3, после реконструкции должна быть установлена печь, которая полностью заменит обе печи П-1 и П-3. Производительность печи по ...

Принципы промышленной первичной переработки нефти

Скачать

40925

2

10

... — 8 шт. с производительностью 250 — 500 т нефти в сутки каждая. В сочетании с химическим методом этот метод имеет наибольшее распространение в промышленной нефтепереработке. 2. Принципы первичной переработки нефти Нефть представляет собой сложную смесь парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводов, различных по молекулярному весу и температуре кипения. Кроме того, в нефти содержатся сернистые ...

Процесс переработки нефти на ЗАО "Павлодарский НПЗ"

Скачать

76348

2

0

... процессы разделения нефти на фракции, когда используются ее потенциальные возможности по ассортименту, количеству и качеству получаемых продуктов и полупродуктов — перегонка нефти; ко вторичным относят процессы деструктивной переработки нефти и очистки нефтепродуктов, предназначенные для изменения ее химического состава путем термического и каталитического воздействия. При помощи этих методов ...

Переработка нефти

Скачать

95455

0

9

... качестве сырья можно использовать бензины (для получения сжиженного газа); керосино-соляровые фракции и вакуумные дистилляты (для получения бензина, реактивного и дизельного топлив); остаточные продукты переработки нефти (для получения бензина и реактивного и дизельного топлива); гачи и парафины (для получения высокоиндексных масел); высокосернистые нефти, сернистые и высокосернистые мазуты (для ...