Материальный и тепловой баланс блока ЭЛОУ-АВТ и атмосферных колонн К-1 и К-2, страница 10

Принимаем условно, что расход флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 230-280оС, остается постоянным до тарелки вывода фракции 280-350оС, изменяется только ее состав. ;

 - горячее орошение, возникающее от третьего циркуляционного орошения, кг.

,

где   - теплота, снимаемая третьим циркуляционным орошением (ЦО3), кДж/ч; ;

 и  - энтальпии паров и жидкости ЦО3 при температуре 234оС

Условно принимаем, что плотность ЦО3 равна плотности фракции 230‑280оС (= 0,825,  = 0,829). Определим энтальпии паров и жидкости ЦО3:

Н231= 791 кДж/кг; h231= 527 кДж/кг.

Нагрузка по жидкости:

,

где   - поток жидкости, проходящий через сечение IV-IV, кг;

        - расход ЦО3, кг; .

  Сечение V-V – сечение между вводом и выводом четвертого

  циркуляционного орошения

Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении V-V (рис. 6.6).

Нагрузка по парам:

,

где   - расход паров, проходящих через сечение V-V, кг;

        - расход паров фракции 280-350оС; (см. табл. 6.4);

   -расход флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 280‑350оС, кг. 

Принимаем условно, что расход флегмы, стекающей с тарелки вывода фракции 280-350оС, остается постоянным до тарелки ввода сырья в колонну,

изменяется только ее состав. ;

 


Рис. 6.6. Эскиз сечения V - V

 - горячее орошение, возникающее от четвертого циркуляционного орошения, кг.

,

где   - теплота, снимаемая четвертым циркуляционным орошением (ЦО4), кДж/ч; ;

 и  - энтальпии паров и жидкости ЦО4 при температуре 282оС

Условно принимаем, что плотность ЦО4 равна плотности фракции 280‑350оС (= 0,853,  = 0,856). Определим энтальпии паров и жидкости ЦО4:

Н282= 930 кДж/кг; h293= 692 кДж/кг.

Нагрузка по жидкости:

,

где   - поток жидкости, проходящий через сечение V-V, кг;

        - расход ЦО4, кг; .

Сечение VI-VI – сечение в зоне питания

Составим материальный баланс по парам и жидкости в сечении VI-VI (рис. 6.7).

Сечение VI-VI (см. ри. 6.7) проходит по питательной секции ниже ввода сырья. Принимаем условно, что количество флегмы, стекающей с тарелки

вывода фракции 280-350оС, до сечения VI-VI не меняется.

Рис. 6.7. Эскиз сечения VI - VI

В состав парового потока входят пары, поступающие с сырьем () и пары, поднимающиеся из отгонной части колонны (). Из материального баланса нижней части колонны (контура I), расположенной ниже сечения VI-VI определим

,

откуда

,

где  - расход сырья на входе в колонну, кг; ;

       - расход мазута, кг;  (см. табл. 6.3);

  - массовая доля отгона.

Нагрузка по парам:

,

где   - количество паров, поступающих в колонну с сырьем, кг.

 

Нагрузка по жидкости:

;

В табл. 6.12 представлены нагрузки по парам и жидкостям в различных сечениях колонны.

Таблица 6.12

Нагрузки по парам и жидкостям в различных сечениях колонны

Сечение

Нагрузка сечения, кг

по парам

по жидкости

I-I

34,6

25,7

II-II

46,6

64,8

III-III

57,0

67,4

IV-IV

69,0

72,4

V-V

92,0

84,9

VI-VI

62,6

79,2

       Расчет диаметра основной колонны

Сечение колонны определяем по формуле

,

где   – объемный расход паров в рассчитываемом сечении колонны, м3/с;

    – допустимая линейная скорость паров в рассчитываемом сечении колонны, м/с.

Объем паров в рассчитываемом сечении определяем по уравнению

,

где   - объем паров в рассчитываемом сечении, м3/с;

         – количество нефтяных паров в рассчитываемом сечении, кг;

 – молярные массы нефтяных фракций;

 - количество водяных паров в рассчитываемом сечении, кг;

18 – молярная масса воды;

 – температура в рассчитываемом сечении, оС;

 – общее давление в рассчитываемом сечении, МПа;

 – коэффициент пересчета со 100 кг сырья на реальную загрузку колонны.

Коэффициент пересчета   определяем из соотношения

,

где   - массовый расход сырья, кг/ч;  (см. табл. 6.3).

Допустимую скорость паров определяем по формуле

,

где  - допустимая линейная скорость паров, м/с;

       – коэффициент, величина которого зависит от конструкции тарелок и расстояния между ними. Его величину определяем по формуле

,

где  – коэффициент, который зависит от типа тарелок. Для клапанных тарелок ;

 – коэффициент, зависящий от расстояния между тарелками.