Проектирование установки АВТ: Методические указания по выполнению курсового проекта по первичной переработки нефти

Страницы работы

Фрагмент текста работы

массовая доля компонентов в жидкой и паровой фазах;

N – число киломолей узкой фракции определяется N = F/M

k – константа фазового равновесия определяется ;

Р – общее давления с учётом изменения от сопротивления тарелок.

- упругость паров (парциальное давление) при температуре рассчитывается по формуле: Р= 0,1*,  где

 температура системы, температура компонента. См. приложение № 1.

Массовая доля отгона определяется по формуле:

ем = е * Му \    

Плотность пара             

Плотность жидкости      

Если в итоге расчёта суммарный х не равен 1, задаются новым значением «е» и повторяют расчёты до выполнения условий    Надо помнить, что необходимо из нефти испарить – превратить в пар, ту часть нефти, которая после ввода  в колонну поднимется в концентрационную часть колонны и разделится на компоненты выводимые с верхней части колонны. Для колонны К-2 доля отгона находится в пределах от 0,6 до 0,9.

При решении методом подбора для сокращения времени на расчёты необходимо воспользоваться графиком зависимости  от е.

Для удобства расчёт однократного или двух кратного испарения ведём на 100 кг нефти, тогда % будут соответствовать килограммам.

у и х– мольная доля компонента в паровой и жидкой фазах;

                      е

                    0,7

 


                    0,6  

                              0,9     1,1    

При выполнении расчётов на персональном компьютере составляется таблица исходных данных.

Таблица №10  Исходные данные для расчёта доли отгона на персональном компьютере.

п\п

Пределы выкипания

Массовые доли в кг.

Темпер.

Кипения-t

Молек. Масса - М

Плотность

d

1.

2.

3.

10.

11.

85-100

100-140

140-180

450-500

>500

1.7.2.  Расчёт температуры вывода бокового погона в зоне дизельного топлива.

Температура бокового погона определяется методом подбора: задаются количеством флегмы g и ее составом (х принятое значение) и последующими расчетами доказывается правильность принятого состава флегмы.

Количество флегмы рекомендуется принимать, равным 15-25 кг., а состав флегмы произвольно  близкий к действительной.

1.  Принимаем количество флегмы g = 20 кг.

Состав флегмы хб , хк, хдт,  принимаем в массовых долях:

- доля бензиновой фракции хб  - 0,05;

- доля керосиновой фракции хк – 0,50;

- доля дизельной фракции хдт -0,95.

2.  Рассчитываем количество компонентов во флегме g:

Б = 20 х 0,05 = 0,1 кг.

К = 20 х 0,50 = 1,0 кг.

ДТ = 0,945 = 18,9 кг.

Составим уравнение материального баланса по контуру на схеме № 1.

QЦО         G

F – сырьё поступающее в колонну.

Mф – фракция мазута

Fg                                                  g – флегма двигающаяся по тарелкам.

G – пары поднимающиеся по колонне.

в.п.                      в.п. – перегретый водяной пар в колонну.

Материальный баланс контура 1.

Мф                              

                                                               F + g + в.п. = G + Mф , где

     F – сырьё – нефть поступающая в колонну и имеет фактический фракционный состав. Бф,  Кф,  ДТф, Мф – фактический выход фракций по материальному балансу колонны К-2.

     F = Бф + Кф +  ДТф + Мф

Подставим в материальный состав контура и получим:

     G = Бф + Кф +  ДТф + g + в.п.

3.  Рассчитываем количество компонентов в парах G.

      Б = 8,01 + 0,1 = 8,11кг.

      К = 9,7 + 1,0 = 10,7 кг.

      ДТ = 24,3 + 18,9 = 43,2 кг.

      в.п. = 89,73 х 0,01 = 0,8973 кг. Пар подаётся 0,01% на сырьё колонны.

Где 8,01; 9,7; 24,3; 89,73 – из материального баланса колонны, а 0,1; 1,0; 18,9 – количество компонентов флегмы в колонне.     

Температура паров G рассчитывается из условия конца однократного испарения ОИ методом подбора.       , расчёты сводятся в таблицу № 11.

Таблица №11  Расчёты температуры паров G.

Компо

нент

кг.

кг- моль

N

Принимаем t =

M*x

храсч=

P

K=P/PДТ

х=у/k

Б

К

ДТ

в.п.

8,11

10,7

43,2

0,897

0

0

0

0,0045

0,0615

0,9340

0

                                                              

Константа фазового равновесия водяного пара принимается  из условия, что конденсация недопустима, то есть водяной пар в жидкости отсутствует (хвп=0). Условие хвп = увп / kвп = 0 может быть выполнено, если kвп        , так как увп не равен 0.

Определяем давление на тарелке отбора дизельного топлива РДТ.

РДТ = РН – n*,  где  n – номер тарелки отбора,  - перепад давления на тарелке МПа.

Если   , значит состав флегмы выбран, правильно или близок к расчётному, если нет, задаём новые значения и расчёт повторяем с пункта 2.

При положительном результате переходим  к составлению теплового баланса

Уравнение теплового баланса.

QF  +  Qg = QG  + QM + QЦО,  где

QF  и  Qg – тепло, вносится сырьём и флегмой;

QG  и QM – тепло выносимое парами и мазутом;

QЦО – тепло снимаемое промежуточным циркуляционным орошением.

Водяной пар в материальном балансе не учитываем, для уменьшения расчётов.

1.  Количество тепла приходящего с сырьём:

QF  = F *JF     где

JF  = J * еМ + j*(1 - еМ);

F – количество сырья на 100 кг исходной нефти;

JF – энтальпия паро-жидкосной смеси сырья;

J, j – соответственно энтальпия паровой и жидкой фазы сырья;

еМ –массовая доля отгона сырья на входе в колонну.

Энтальпия жидкости и пара (кДж\кг) рассчитывается по формулам:

- для жидкости  j = 4.187*(0.403*t + 0.000405*t2) /;

- для пара J = 4.187*, где

t – температура жидкости и пара;

 - относительная плотность жидкости и пара.

2.  Количество тепла приходящего с флегмой g.

Температура флегмы g – это и есть температура вывода бокового погона и рассчитывается  по формуле:

tg = tG – (tF – tG)/ nДТ,

где   tG, tf  - температуры паров и вводимого сырья, а nДТ – число тарелок вывода дизельного топлива.

Плотность флегмы определяется:   зная плотность и температуру флегмы, рассчитываем энтальпию jg, затем количество тепла вносимого флегмой:

Qg = g * jg.

Находим тепло вносимое в колонну: QПРИХ. = QF  + Qg = F *J+ g * jg.    

3.  Количества тепла выносимого из колонны с парами G:

Определяем количество углеводородных паров G = 8.11 + 10.7 + 43.2 = 62.01 кг.

Рассчитываем плотность паров:   зная плотность и температуру флегмы

Похожие материалы

Информация о работе