Расчет колонны для стабилизации бензина по методу ключевых компонентов (ректификационная колонна с диаметром 0,8 м и 27 клапанными тарелками), страница 15

,                                       (3.89)

Где    QW – количество теплоты, которое уносится потоком остатка, кВт;

IW_ж – энтальпия смеси компонентов остатка в жидкой фазе, кДж/кг;

W – производительность колонны по сырью, кг/ч.

.

Количество теплоты, уносимое потоком дистиллята:

,                                  (3.90)

где    QD – количество теплоты, уносимое потоком дистиллята, кВт;

D – производительность колонны по дистилляту, кг/ч;

t_D – температура в верхней части колонны , ⁰С.

.

Применим схему с острым испаряющим орошением, тогда будет необходимо определить количество теплоты, отводимое на орошение.

,                                (3.91)

где    Q_dx – количество теплоты, отводимое на орошение, кВт;

R – действительное флегмовое число;

r_D – теплота испарения смеси компонентов дистиллята, кДж/кг.

Теплота испарения смеси компонентов дистиллята определяется по уравнению:

,                              (3.92)

где    r_D – теплота испарения смеси компонентов дистиллята, кДж/кг;

r_фр,h – теплота испарения ТКК (фракция 28 – 40 ⁰С) при температуре t_D=73,957 ⁰С, определяемая по формуле (3.93), кДж/кг;

ν_фр,h – концентрация ТКК в дистилляте (фракция 28 – 40 ⁰С), % (масс.);

ν_фр – концентрация компонентов дистиллята, не включая ТКК, данные табл. 3.5; % (масс.);

r_УВ – теплота испарения компонентов дистиллята, не включая ТКК (индивидуальные углеводороды), кДж/кг.

,                   (3.93)

где    r_фр,h – теплота испарения ТКК (фракция 28 – 40 ⁰С) при температуре t_D=73,957 ⁰С, кДж/кг;

t_D – температура в верхней части колонны , ⁰С;

М_комп,h – молекулярная масса ТКК (фракция 28 – 40 ⁰С), данные
табл. 3.7.

.

Для расчета теплоты испарения углеводородов воспользуемся формулой Трутона /3/:

,                                  (3.94)

где    r_УВ – теплота испарения компонентов дистиллята, не включая ТКК (индивидуальные углеводороды), кДж/кг;

К – коэффициент пропорциональности, определяемый по графику 1.10 /3/;

М_комп – молекулярная масса углеводородов, данные табл. 3.7;

t_кип – температура кипения углеводородов, ⁰С;

Полученные значения сведем в таблицу 3.19.

Таблица 3.19 – Расчетные данные для определения теплоты испарения УВ

Компонент	Температура кипения УВ  tкип, 0С	PD/(tкип*100)	Коэффициент пропорциональности, К	Теплота испарения УВ rУВ, кДж/кг
С2Н6	-88,63	54,845	23	1,038*103
С3Н8	-42,10	43,793	30	707,524
и-С4Н10	-11,70	38,698	36	536,852
н-С4Н10	-0,50	37,107	39	536,852

Тогда теплота испарения смеси компонентов дистиллята по формуле (3.92):

.

Количество теплоты, отводимое на орошение, рассчитываем по уравнению (3.91):

.

Тепло, которое необходимо вносить в колонну через подогреватель, определим по уравнению общего теплового баланса:

,                                    (3.95)

где    Q`_B – количество теплоты, вырабатываемое подогревателем, кВт;

Q_dx – количество теплоты, отводимое на орошение, кВт;

QD – количество теплоты, уносимое потоком дистиллята, кВт;

QW – количество теплоты, которое уносится потоком остатка, кВт;

QF – количество теплоты, подводимое сырьем в колонну, кВт.

.

Для учета тепловых потерь в окружающую среду увеличим теплподовод в нижнюю часть на 10 % и получим Q_B, кВт:

.

Тогда количество теплоты, которое уходит в окружающую среду в виде потерь рассчитывается по формуле:

,                      (3.96)

.

Результаты расчетов представим в виде таблицы 3.20.

Таблица 3.20 – Тепловой баланс

Поток	Температура, 0С	Количество теплоты, кВт
ПРИХОД
Сырьё (жидкая фаза)	202,373	45005
Сырье (паровая фаза)	202,373	1141
Кипятильник	-	5105
Итого:	-	50111