Расчет колонны для стабилизации бензина по методу ключевых компонентов (ректификационная колонна с диаметром 0,2 м и 84 клапанными тарелками), страница 10

Рисунок 3.5.2 - График зависимости плотности от средних температур фракций остатка

Энтальпия парожидкостной смеси определяется по уравнению

Н_пж = Н_п∙ е + Н_ж∙ (1-е),                                      (3.35)

где е -  массовая доля отгона

Н_пж = 523,727 кДж/кг

В таблице 3.5.1 представлен расчет энтальпии потоков.

Таблица 3.5.1 - Энтальпии потоков

Поток		t, °C	Энтальпия, кДж/кг
			Нж	Нп
Нефть Дистиллят Остаток	0,8311 0,7646 0.836	210 128,5 313,1	449,66 - 725,84	740,12 589,90 -

Расход тепла в потоках определяется по формуле

Q_i = 1000 · G_i · H_i,                                         (3.5.3)

где Q_i - расход тепла потока, МВт;

G_i - массовый расход потока, кг/с;

H_i - энтальпия потока, кДж/кг.

Тепловой баланс процесса представлен в таблице 3.5.2.

Таблица 3.5.2 - Тепловой баланс процесса

Поток	t, °C	Энтальпия, кДж/кг	Расход потока		Расход, МВт
			кг/ч	кг/с
Приход: Нефть Парожидкостная смесь (еF = 0,255) Кипятильник	210	523,727	3,183·105	88,424	46,355 17,222
Итого			3,183·105	88,424	63,577
Расход: Дистиллят Остаток	128,5 313,1	589,90 725,84	16013,71 302313,7	4,448 83,976	2,624 60,953
Итого			3,183·105	88,424	63,577

3.6 Определение числа тарелок в колонне

Определим концентрации легкого ключевого компонента (фракции 75 - 85 °C) в псевдобинарной смеси, состоящей из ключевых компонентов по уравнениям:

где x_F - массовая доля легкого ключевого компонента в исходной псевдобинарной смеси;

f_l - содержание легкого ключевого компонента в сырье, % (масс.);

f_h - содержание тяжелого ключевого компонента в сырье, % (масс.);

y_D - массовая доля легкого ключевого компонента в дистилляте псевдобинарной смеси;

d_l - содержание легкого ключевого компонента в дистилляте, % (масс.);

d_h - содержание тяжелого ключевого компонента в дистилляте, % (масс.);       

x_W - массовая доля легкого ключевого компонента в остатке псевдобинарной смеси;

b_l - содержание легкого ключевого компонента в остатке, % (масс.);

b_h - содержание тяжелого ключевого компонента в остатке, % (масс.).

Определим константы фазового равновесия ключевых компонентов при температурах верха и низа колонны. Находить их будем по уравнению 3.3.2. Давление в колонне Р = 0,4 МПа.

При t_D = 128,5 °C

Расчет констант равновесия представлен в таблице 3.6.1.

Таблица 3.6.1 - Расчет констант равновесия при 128,5 °C

Компонент	Tср, К	f(T0)	рi, Па	ki
80-95 95-110	360,5 375,5	5,936 5,531	286080,76 197669,13	0,715 0,494

При t_W = 313,1°C

Расчет констант равновесия представлен в таблице 3.6.2.

Таблица 3.6.2 - Расчет констант равновесия при 313,1 °C

Компонент	Tср, К	f(T0)	рi, Па	ki
80-95 95-110	360,5 375,5	5,936 5,531	21594,59 13533,74	0,054 0,034

Определим относительные летучести каждого компонента для обеих частей колонны

Усредним летучести

Число теоретических тарелок определим путем графического построения ступеней изменения концентраций между равновесной и рабочей линиями. График представлен на рисунке 3.6.1.

Рисунок 3.6.1 - Построение ступеней изменения концентраций