Технологический расчет основного оборудования Юрубчено-Тохомского месторождения, страница 30

ρ_п – плотность паров при температуре 88 °С, кг/м³,

Определим плотность жидкости в сечении I-I по формуле

,

α – средняя температурная поправка

 = 0,549 г/см³ (см. табл. 2.19)

ρ_ж = 0,549-0,000910∙(88-20) = 487 кг/м³

=0,3 м/с

Далее определяем диаметр колонны в сечении I-I  по формуле

где    V_c – секундный объем паров в сечении I-I, м³/с

W_Д – допустимая скорость паров, м/с²;

 м

Принимаем диаметр колонны в сечении I-I равным 1,8 м.

Определим высоту слоя жидкости над сливной перегородкой тарелки в верхней части колонны по уравнению

где     Δh – высота слоя жидкости над сливной перегородкой, м;

W_ж – объемный расход жидкости в сечении I-I, м³/с;

L=(0,75÷0,8)∙d – периметр сливной перегородки, м;

d – диметр верхней части колонны, м;

d=1,8 м

n – число сливных устройств на тарелке;

n – 1шт.

Объемный расход жидкости рассчитаем по формуле

,

где     g_I-I – расход жидкости в сечении I-I, кг/ч;

g_I-I = 45296 кг/ч.

ρ_ж = 487 кг/м³.

=93 м³/ч.

= 0,032 м = 32 мм.

Сечение II-II - сечение в зоне питания

Сечение в зоне питания представлено на рис.2.12.

Сечение II-II

Рис. 2.12

Определяем нагрузку по парам в сечении II-II:

где     G_II-II – поток паров, проходящий через сечение II-II, кг/ч;

G_c – расход паров сырья, кг/ч;

G_низа – расход паров, поступающих в сечение с низа колонны, кг/ч.

G_c = 20431 кг/ч.

,

где   ΔQ – количество тепла, которое необходимо подвести в низ колонны, кДж/ч;

H²²² – энтальпия паров при температуре в низу колонны, кДж/кг;

h²²² – энтальпия жидкости при температуре в низу колонны, кДж/кг;

t=211°C;

=0,547 г/см³, (см. табл. 2.19).

867 кДж/кг

=504 кДж/кг

=185950

G_II-II =20431+185950 = 506381 кг/ч

Нагрузка по жидкости в сечении II-II:

g_II-II = g_c + g_г.о.о.

где     g_c = 260766 кг/ч (см. табл. 2.14)

g_г.о.о. = 45296 кг/ч.

g_II-II = 260766 + 45296 = 306062 кг/ч

Секундный объем паров в сечении II-II определяем по уравнению

,

где    V_c – секундный объем паров в сечении II-II, м³/с;

t_II-II – температура в сечении II-II, °С;

t_II-II = 222°С;

P_II-II =P_вход – давление в зоне питания колонны, МПа;

P_вход = 1,25 МПа;

z – коэффициент сжимаемости;

z=1,0;

М – молярная масса паров, кг/кмоль.

Принимаем условно, что составы паров сырья и паров поступающих в зону питания из куба колонны одинаковы. Рассчитаем молярную массу паров из соотношения

,

где    М_II-II – молярная масса паров в сечении II-II, кг/кмоль;

N_Д – число кмоль дистилята, кмоль/ч;

G_Д – расход паров сырья в зоне питания, кг/ч.

G_Д = 20431 кг/ч (см. табл. 2.14).

N_Д = 429,7 кмоль/ч (см. табл. 2.14).

=47 кг/кмоль.

 = 3,9 м³/с.

Определим плотность паров в сечении II-II:

,

где     G_II-II – поток паров, проходящий через сечение II-II, кг/ч

V_c – секундный объем паров в сечении II-II, м³/с;

=14,6

Определим плотность жидкости в сечении II-II формуле

,

α – средняя температурная поправка

 = 0,823 г/см³ (см. табл. 2.19)

ρ_ж = 0,823-0,000910∙(222-20) = 639 кг/м³

Допустимую скорость паров в зоне питания колонны рассчитаем по уравнению

,

где    W_Д – допустимая скорость паров, м/с;

С – коэффициент, зависящий от типа тарелки, расстояния между тарелками, поверхностного натяжения жидкости, области применения. Принимаем С=780.

 = 0.43 м/с.

Далее определяем диаметр колонны в сечении II-II  по формуле

где    V_c – секундный объем паров в сечении I-I, м³/с

W_Д – допустимая скорость паров, м/с²;

м.

Принимаем диаметр колонны в сечении II-II равным 3,4 м.

Определим высоту слоя жидкости над сливной перегородкой тарелки в зоне питания колонны по уравнению

где     Δh – высота слоя жидкости над сливной перегородкой, м;

W_ж – объемный расход жидкости в сечении II-II, м³/с;

L=(0,75÷0,8)∙d – периметр сливной перегородки, м;

d – диаметр колонны, м;

d=3,4 м

n – число сливных устройств на тарелке;

n – 4шт.

Объемный расход жидкости рассчитаем по формуле

,

где     g_II-II – расход жидкости в сечении II-II, кг/ч;

g_II-II = 260766 кг/ч.