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

Давление насыщенных паров индивидуальных углеводородов рассчитаем по уравнению Антуана:

,                                     (3.34)

где    р_УВ – ДНП индивидуальных углеводородов при t_к, Па;

А, В, С – коэффициенты, характерные для углеводородов, данные
табл. 3.11. i – порядковый номер компонента дистиллята, не включая ТКК.

t – температура конденсации паров в дистилляте (t_к=20 ⁰С), ⁰C.

Рассчитанные значения ДНП углеводородов добавим в таблицу 3.11.

Таблица 3.11 – Коэффициенты Антуана и ДНП для углеводородов

Компоненты	А	В	С	рУВ, Па
С2Н6	7,67290	1096,6	320,54	3,773*106
С3Н8	7,67290	1096,6	320,54	3,773*106
и-С4Н10	7,42067	1288,1	296,70	3,008*106
н-С4Н10	7,39949	1299,0	289,10	2,098*105

Давление насыщенных паров фракции 28 – 40 ⁰С определим по уравнению Ашворта:

,                               (3.35)

,                         (3.36)

где    p_h – ДНП фракции 28 – 40 ⁰С, Па;

t₁ – температура конденсации (t_к=20 ⁰С), ⁰C;

t₂ – средняя температура кипения фракции 28 – 40 ⁰С (t_ср=34 ⁰С), ⁰C.

Сделаем расчет уравнения (3.36) для t_к и t_ср:

;

;

.

Тогда определим давление в конденсаторе, решив трансцендентное уравнение:

,                         (3.37)

где    р_к – давление в конденсаторе, Па;

p_h – ДНП фракции 28 – 40 ⁰С, Па;

р_УВ – ДНП индивидуальных углеводородов при t_к, Па;

z_D – мольные доли компонентов дистиллята.

Давление в конденсаторе р_к = 1,008_*10⁶ Па.

Давление верха колонны с учетом гидравлических потерь в щлемовом трубопроводе (0,03 атм.) составит:

,                                         (3.38)

где    P_D – давление в верхней части колонны, Па;

р_к – давление в конденсаторе, Па.

.

Примем количество тарелок в верхней части N_в=10.

Перепад давления на каждую тарелку 0,005 атм., тогда получим давление в секции питания:

,                                  (3.39)

где    P_F – давление в секции питания колонны, Па;

P_D – давление в верхней части колонны, Па.

.

Примем количество тарелок в нижней части колонны N_н=10.

Перепад давления на каждую тарелку 0,005 атм., тогда получим давление в нижней части колонны:

,                                  (3.40)

где    P_W – давление в нижней части колонны, Па;

P_F – давление в секции питания колонны, Па.

.

3.3 Определение температур верха и низа колонны

Для определения температуры верха воспользуемся уравнением:

,                                              (3.41)

где    z_D – мольные доли компонентов дистиллята;

k – константы фазового равновесия для компонентов дистиллята, которые определяются по уравнению (3.42). i – порядковый номер компонента дистиллята; h – количество компонентов, входящих в дистиллят.

,                                                     (3.42)

где    k – константы фазового равновесия для компонентов дистиллята;

p_i – ДНП компонентов дистиллята, пересчитанные по уравнениям (3.34) и (3.35) для искомой температуры, Па;

P_D – давление в верхней части колонны, Па.

Для определения температуры в верхней части колонны произведем расчет k по уравнению (3.43) и отношения (z_D,i/k_i) для всех компонентов, входящих в дистиллят, при температурах 40 и 80 ⁰С. Результаты расчетов представим в виде таблицы 3.12.

Таблица 3.12 – Расчетные данные для определения температуры верха