Технологический расчет процесса гидроочистки бензиновых фракций. Минимально допустимое содержание сероводорода в очищенном циркулирующем газе, страница 16

При отсутствии для заданных условий опытных значений КФР углеводородных фракций, они могут быть приравнены отношению давления насыщенных паров фракции при температуре системы к общему давлению.

Давление насыщенных паров бензиновой фракции вычисляем по формуле Ашворта:

  ,                           [16], стр. 115

где  - функция температуры:

     ,

 єС, 

 ⁰С  - температура кипения фракции при атмосферном давлении,

 определяем из Приложения 7 [17], стр.232

, 

  ,

  Па  

При расчете сепараторов ВД (3,2 МПа и более), предназначенных для работы при умеренных температурах (35-60 ⁰С), КФР бензиновых фракций настолько малы, что могут быть приравнены нулю, [18], стр. 100.

Задача расчета сепаратора решается таким путем: при заданном давлении (р=3,2 МПа) и температуре (t=40 ⁰C) определяется мольный состав паровой и жидкой фаз. Если заданные условия не позволяют определить требуемое количество газа (N_ЦВСГ), то их необходимо изменить.

Методика расчета согласно [15] приведена ниже.

Основные уравнения для расчета:

              (1)

                   (2)

                                          (3)

                     (4)

                             (5)

где N (или nn в программе расчета сепаратора) - общее число молей в исходной смеси;

N_i  - число молей компонента i в исходной смеси;

К_i - константа фазового равновесия компонента i;

- общее число молей в равновесной газопаровой фазе;

- мольная доля компонента i в жидкой равновесной фазе;

 - массовое количество компонента i в газопаровой равновесной фазе;

 - общее массовое количество смеси газов и паров;

  - молекулярная масса компонента i

Численное значение искомой величины  находится по формуле (1) методом подбора. Согласно (2), численное значение каждой дроби равенства (1) равно . Таким образом, величины

и   определяются одновременно.

На страницах 15-18  представлена программа расчета сепаратора ВД на ЭВМ. Величина находится методом половинного деления. При идеальной работе сепаратора ВД число молей в равновесной газопаровой фазе (при р=3,2 Мпа и t=40 ⁰С) составляло бы  кмоль/ч.

В реальных условиях погрешность составляет  ± 10%, поэтому концы отрезков принимаем равными

0,9 и 1,1. На этом отрезке находится искомое значение . Результаты расчета представлены в таблице 2.4.16.

2.3.2.4.  Расчет размеров сепаратора.

На основании расчета состава паровой фазы приступаем к расчету сепаратора высокого давления.

Объем газов и паров, отделяющихся в сепараторе:

   ,

  ,  где    - количество i-го компонента в газовой смеси, кг/ч;

       - молекулярная масса i-го компонента;

  р          - давление в сепараторе, МПа;

t          - температура в сепараторе, ⁰С ;

Молекулярная масса отделяемого газа (ЦВСГ) равна 7,6 кг/моль.

К  ,       [17], стр.17, рис.5

 МПа  , [17], стр.17, рис.5

,         [17], стр.16, рис.3

Диаметр сепаратора определяется по формуле:

    ,                  (диаметр сепаратора обозначается в программе Diam)

где  - допустимая линейная скорость газового потока, м/с

Принимаем    м/сек,       [19], стр.281   

Линейная скорость движения нестабильного гидрогенизата определяем по формуле:

      

Количество жидкости в сепараторе:

   ,  где  кг/ч - количество газопродуктовой смеси,        поступающей в сепаратор ВД.

Объем жидкой фазы в сепараторе определяется по формуле:

 , где  - плотность нестабильного гидрогенизата при t=40 ⁰С  (в программе  обозначается D)

,

 - плотность нестабильного гидрогенизата при 20 ⁰С  

  кг/ч 

Принимаем -минутный запас жидкости, тогда высота жидкости в сепараторе составит:

    (в программе )

Площадь поперечного сечения сепаратора:

   

Время пребывания газа в сепараторе  сек., тогда:

           (в программе )

Общая высота сепаратора определяется по формуле:

  , где     - высота опорной части

Принимаем   м.

Результаты расчета размеров сепаратора (с помощью ЭВМ) представлены на странице 18.