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    рУВ – ДНП индивидуальных углеводородов при tк, 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 (tк=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    ph – ДНП фракции 28 – 40 0С, Па;

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

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

Сделаем расчет уравнения (3.36) для tк и tср:

;

;

.

Тогда определим давление в конденсаторе, решив трансцендентное уравнение:

,                         (3.37)

где    рк – давление в конденсаторе, Па;

ph – ДНП фракции 28 – 40 0С, Па;

рУВ – ДНП индивидуальных углеводородов при tк, Па;

zD – мольные доли компонентов дистиллята.

Давление в конденсаторе рк = 1,008*106 Па.

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

,                                         (3.38)

где    PD – давление в верхней части колонны, Па;

рк – давление в конденсаторе, Па.

.

Примем количество тарелок в верхней части Nв=10.

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

,                                  (3.39)

где    PF – давление в секции питания колонны, Па;

PD – давление в верхней части колонны, Па.

.

Примем количество тарелок в нижней части колонны Nн=10.

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

,                                  (3.40)

где    PW – давление в нижней части колонны, Па;

PF – давление в секции питания колонны, Па.

.

3.3 Определение температур верха и низа колонны

Для определения температуры верха воспользуемся уравнением:

,                                              (3.41)

где    zD – 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;

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

PD – давление в верхней части колонны, Па.

Для определения температуры в верхней части колонны произведем расчет k по уравнению (3.43) и отношения (zD,i/ki) 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