Расчет колонны для стабилизации бензина по методу ключевых компонентов (ректификационная колонна с диаметром 0,8 м и 27 клапанными тарелками), страница 5

t выкипания фракций, 0С	28 – 40	40 – 60	60 – 80	80 – 100	100 – 120	120 – 140	140 – 160	160 – 180
средняя t выкипания фракций, 0С	34	50	70	90	110	120	140	160
Молекулярная масса	77,50	83,72	91,50	99,278	105,824	116,412	122,200	134,828

Для определения мольной массы сырья (бензиновая фракция
0 – 180 ⁰С) необходимо решить трансцендентное уравнение:

,                          (3.19)

где    M_F – мольная масса сырья, кг/кмоль;

М_комп – мольная масса компонентов сырья, данные табл. 3.7 и 3.8, кг/кмоль;

ν_фр – выход отдельных фракций (на фракцию 0 – 180 ⁰С), данные
табл. 3.4, % (масс.). i – порядковый номер компонентов сырья, n – число компонентов сырья (n=12).

Таким образом, мольная масса сырья M_F = 108,058 кг/кмоль.

Определим мольный расход сырья:

,                                                   (3.20)

где    F` – мольный расход сырья, кмоль/ч;

M_F – мольная масса сырья, кг/кмоль;

F – производительность колонны по сырью, кг/ч.

.

Для определения мольной массы дистиллята решим трансцендентное уравнение:

,                           (3.21)

где    M_D – мольная масса дистиллята, кг/кмоль;

М_комп – мольная масса компонентов дистиллята, данные табл. 3.7 и 3.8, кг/кмоль;

ν_фр – выход отдельных фракций (на фракцию 0 – 180 ⁰С), данные
табл. 3.5, % (масс.). i – порядковый номер компонентов дистиллята, h – число компонентов дистиллята (h=5).

Таким образом, мольная масса дистиллята M_D = 55,854 кг/кмоль.

Определим мольный расход дистиллята:

,                                                   (3.22)

где    D` – мольный расход дистиллята, кмоль/ч;

M_D – мольная масса дистиллята, кг/кмоль;

D – производительность колонны по дистилляту, кг/ч.

.

Аналогично определяем мольную массу остатка, решая трансцендентное уравнение:

,                           (3.23)

где    M_W – мольная масса остатка, кг/кмоль;

М_комп – мольная масса компонентов остатка, данные табл. 3.7 и 3.8, кг/кмоль;

ν_фр – выход отдельных фракций (на фракцию 0 – 180 ⁰С) табл. 3.5,
% (масс.). i – порядковый номер компонентов остатка, l+h – число компонентов остатка (l+h=9).

Таким образом, мольная масса дистиллята M_W = 108,884 кг/кмоль

Тогда мольный расход остатка:

,                                                   (3.22)

где    W` – мольный расход остатка, кмоль/ч;

M_W – мольная масса остатка, кг/кмоль;

W – производительность колонны по остатку, кг/ч.

.

Для составления материального баланса необходимо произвести следующие расчеты: мольных долей, мольного и массового расходов компонентов сырья, дистиллята и остатка.

Мольные доли компонентов сырья определяем по формуле:

,                                       (3.23)

где    z_F – мольные доли компонентов сырья;

M_F – мольная масса сырья, кг/кмоль;

М_комп – мольная масса компонентов сырья, данные табл. 3.7 и 3.8, кг/кмоль;

ν_фр – выход отдельных фракций (на фракцию 0 – 180 ⁰С), данные
табл. 3.4, % (масс.). i – порядковый номер компонентов сырья, n – число компонентов сырья (n=12).

Мольные и массовые расходы компонентов сырья рассчитаем по формулам (3.24) и (3.25) соответственно:

,                                          (3.24)

,                                         (3.25)

где    F`_комп – мольный расход компонента сырья, кмоль/ч;

F_комп – массовый расход компонента сырья, кг/ч.

F` – мольный расход по сырью в колонне, кмоль/ч;

F – массовый расход по сырью в колонне, кг/ч.

Таким образом, материальный баланс по сырьевому потоку можно составить на основе рассчитанных выше данных в виде таблицы 3.9.

Таблица 3.9 – Материальный баланс по сырью