Расчет колонны для стабилизации бензина по методу ключевых компонентов (ректификационная колонна с диаметром 0,8 м и 27 клапанными тарелками), страница 13

.

,                                       (3.72)

.

,                                      (3.73)

.

,                                (3.74)

.

Тогда число теоретических тарелок в нижней части колонны по уравнению (3.62) составит:

.

На секцию питания отводится 1 тарелка. Тогда общее количество тарелок на колонну составит:

,                                (3.75)

где    Nтеор – общее число теоретических тарелок, приходящееся на колонну;

N1, N2 – число теоретических тарелок для верхней и нижней части колонны соответственно;

NF – число тарелок в секции питания.

.

Для перехода к действительному числу тарелок, зададим величину к.п.д. тарелки, равную ηтар=0,55:

Тогда число действительных тарелок составит:

 

,                                         (3.76)

где    Nдейст – общее число действительных тарелок, приходящееся на колонну;

Nтеор – общее число теоретических тарелок, приходящееся на колонну;

ηтар  – к.п.д. тарелки

.

3.7 Тепловой баланс

Для начала необходимо сделать переход от мольных концентраций к массовым для компонентов сырья в паровой и жидкой фазе. Пересчет произведем по формулам (3.77) и (3.78) для жидкой и паровой фазы соответственно:

,                                            (3.77)

,                                            (3.78)

где    х` и у` – массовая доля компонентов сырья в жидкой и паровой фазе соответственно;

MV, ML – мольные массы паровой и жидкой части сырья, кг/кмоль;

Мкомп – мольные массы компонентов сырья, кг/кмоль;

х и у – мольная доля компонентов сырья в жидкой и паровой фазе соответственно.

Результаты расчетов представим в виде таблицы 3.16.

Таблица 3.16 – Массовые концентрации компонентов сырья

Компонент

Массовая доля (жидкая фаза), х`

Массовая доля (паровая фаза), у`

С2Н6

5,020*10-5

3,007*10-3

С3Н8

6,449*10-4

0,039

и-С4Н10

9,482*10-4

0,010

н-С4Н10

4,538*10-3

0,041

28 – 40 0С

0,032

0,101

40 – 60 0С

0,053

0,132

60 – 80 0С

0,092

0,163

80 – 100 0С

0,138

0,171

100 – 120 0С

0,156

0,133

120 – 140 0С

0,158

0,092

140 – 160 0С

0,174

0,067

160 – 180 0С

0,191

0,048

Итого:

1,000

1,000

Используя справочные данные /2/, определим теплоемкость индивидуальных углеводородов при tD=73,957 0С методом линейной интерполяции. Справочные и расчетные значения приведены в таблице 3.17.

Таблица 3.17 – Теплоемкость индивидуальных углеводородов

Температура С2Н6, 0С

-40

-30

-20

-10

73,957

Удельная теплоемкость С2Н6, кДж/(кг*0С)

3,262

3,318

3,378

2,601

3,944

Температура С3Н8, 0С

0

10

20

30

73,957

Удельная теплоемкость С3Н8, кДж/(кг*0С)

2,412

2,442

2,492

2,578

2,957

Температура и-С4Н10, 0С

-50

-40

-30

-20

73,957

Удельная теплоемкость
и-С4Н10, кДж/(кг*0С)

2,056

2,104

2,156

2,200

2,617

Температура н-С4Н10, 0С

50

60

70

80

73,957

Удельная теплоемкость
н-С4Н10, кДж/(кг*0С)

2,692

2,772

2,851

2,939

2,886