Схема переработки сырья и параметры работы установок. Снижение издержек производства и/или повышение качества и/или выхода целевого продукта, страница 5

q_tв^п – энтальпия паров бензина, кДж/кг, q_tв^п = 560,32 кДж/кг

Q_б= (24508,3/3600)*560,32 = 3814 кВт

2.  С полуотбензиненной нефтью:

Q_п.отб = G_п.отб*q_tв^ж, где G_п.отб – количество полуотбензиненной нефти, кг/ч;

q_tв^ж – энтальпия полуотбензиненной нефти при температуре низа К – 1, кДж/кг, q_tв^ж = 510,96 кДж/кг.

Q_п.отб =(465687,5/3600)*510,96 = 66102 кВт

3.  С орошением

Q_ор= G_ор*∆q_ор= G_ор*(q_tв^п – q_tор^ж)

где G_ор – количество острого орошения, кг/ч;

q_tв^п – энтальпия паров орошения отводимого из колонны вместе с верхним продуктом, при температуре верха К – 1, q_tв^п = 560,32 кДж/кг;

q_tор^ж  - энтальпия орошения, подаваемого в колонну в виде жидкости при температуре t_ор= 30^оС, q_tор^ж = 63,50 кДж/кг.

Q_ор=(36763/3600)*(560,32-63,50) = 5073 кВт

Находим количество тепла вносимое в колонну с горячей струей:

Q_г.с.=( 3814+66102+5073)– 64972 = 10017 кВт

Результаты расчета сведем в таблицу 11.

Таблица 11

Тепловой баланс колонны К – 1

Наименование потоков	G, кг/с	ρ1515	t, оС	Q, кВт
Приход Сырая нефть в том числе паровая фаза жидкая фаза Горячая струя Итого Расход 1.  Бензиновая фракция 2.  Полуотбензиненная нефть 3.  Орошение Итого	136,2 17,7 118,5 6,5 142,2 6,8 126,8 15,2 148,8	0,8918 0,8032 0,8904 0,6640 0,914 0,6640	200 200 344 344 100 230 30	64972 13629 51343 10017 74989 3814 66102 5073 74989

Зная количество тепла, вносимого в колонну горячей струей, можно определить необходимое количество циркулируещей горячей струи.

Для определения доли отгона горячей струи необходимо построить кривую ОИ полуотбензиненной нефти при давлении в месте ввода ее в К – 1.

Р_г.с. = Р_вв + ∆р*n = 4,0*760 + 5*7 = 4,16 атм, где Р_вв – давление в секции питания К – 1, атм;

∆р – перепад давления на одну тарелку, мм. рт. ст.;

n – количество тарелок в отгонной части колонны.

При давлении 4,16 атм доля отгона составляет е = 0,72. Зная температуру горячей струи, поступающей в К – 1, и состав паров по ИТК можно определить количество горячей струи:

G_г.с. = Q_г.с./(е*q_tг.с.^п  + (1-е)*q_tг.с.^ж – q_tн^ж), кг/ч

q_tг.с.^п  , q_tг.с.^ж – теплосодержание паровой и жидкой фаз горячей струи при выходе из печи, кДж/кг

q_tн^ж – теплосодержание горячей струи на выходе из колонны, кДж/кг

G_г.с. = 10017/(0,72*1152,83 + (1-0,72)*856,35) = 6,5 кг/с

Определение основных размеров колонны К – 1

Для определения диаметра колонны необходимо установить сечение, через которое проходит максимальное количество паров.

Объем паров определим по уравнению Клайперона:

, м³/с где P и t – температура (^оС) и давление (атм) в выбранном сечении;

N – число молей в выбранном сечении, N = G/M.

Для колонны К – 1, работающей с подачей холодного орошения, таким сечением является сечение под верхней тарелкой.

В результате отвода тепла орошение конденсирует на верхней тарелке часть паров, поднимающихся ему на встречу. Конденсат или горячее орошение стекает на расположенную ниже тарелку, где, встречая более горячие пары, испаряется и образует под тарелкой, с которой отводится верхнее орошение, количество паров G_пар, равное количеству горячего орошения G_г.ор.. В этом случае:

G_г.ор. = Q_ор/(q_t^п – q_t^ж), где t – температура под верхней тарелкой, которая может быть принята равной температуре верха колонны;

G_г.ор = 5073/(560,32 – 226,13) = 15,2 кг/с

Объем паров под верхней тарелкой будет равен суммарному объему паров горячего орошения и паров балансового количества бензина, находящемся в этом сечении, и определяется по формуле:

, где G₁ = G_б

G₂ = G_г.ор

М₁ – молекулярная масса бензиновой фракции н.к. – 85^оС.

м³/с