Химия \ Расчет химических процессов и реакторов

Расчет колонны для стабилизации бензина по методу ключевых компонентов (ректификационная колонна с диаметром 0,2 м и 84 клапанными тарелками), страница 5

где Т₅₀ - температура выкинания 50 % нефти, К.

Т₅₀ определи по графику зависимости выхода фракций от температуры отбора (рисунок 3.1.1).

Т₅₀ = 318 °C = 591 К.

М = 0,4·591 - 45 = 191,4.

Перейдем от выходов фракций в объемных концентрациях к выходам в массовых концентрациях. Для этого необходимо располагать значением плотности нефти. Для определения этой величины зададимся в первом приближении плотностью, равной 0,8232 (из справочника «Нефти СССР»). Методом последовательных итераций вычислим плотность нефти. Для этого вычислим величину

где φ_i - выход фракции, объемная доля;

- относительная плотность фракции;

- относительная плотность нефти.

Если с = 1, то принятое значение плотности нефти является верным. Если равенство не выполняется, то находим новое значение плотности путем умножения предыдущего значения на величину с.

В ходе такого решения находим, что плотность нефти = 0,8311.

Расчет массовых долей осуществим по формуле

где ω_i- выход фракции, массовая доля;

φ_i - выход фракции, объемная доля;

- относительная плотность фракции;

- относительная плотность нефти.

Для перехода от массовых концентраций к мольным необходимо располагать значением молекулярной массы нефти. Для определения этой величины зададимся в первом приближении молекулярной массой, вычисленной по уравнению (3.1.1), которая равна 81,245. Методом последовательных итераций вычислим молекулярную массу нефти. Для этого вычислим величину

где ω_i - выход фракции, массовая доля;

М - молекулярная масса нефти;

M_i - молекулярная масса фракции.

Если с = 1, то принятое значение молекулярной массы нефти является верным. Если равенство не выполняется, то находим новое значение молекулярной массы путем деления предыдущего значения на величину с.

В ходе такого решения находим, что молекулярная масса нефти М = 121,58.

Расчет мольных долей осуществим по формуле:

где z_i - выход фракции, мольная доля;

ω_i - выход фракции, массовая доля;

М - молекулярная масса нефти;

M_i - молекулярная масса фракции.

Полученные данные представлены в таблице 3.1.4.

Таблица 3.1.4 - Исходный состав нефти

Температура отбора, °C

t_ср, °C

Выход фракций, % (масс.)

Выход фракций, моль. доля

До 28

28 – 50

50 - 65

65 - 80

80 – 95

95 – 110

110 – 125

125 – 140

140 +

57,5

72,5

87,5

102,5

117,5

132,5

340

0,54

0,94

0,87

1,07

1,25

1,44

2,18

2,68

89,03

1,93

2,95

2,48

2,82

3,05

3,27

4,59

5,24

73,67

0,5

0,521

0,722

0,741

0,74

0,75

0,756

0,768

0,85

64,39

73,22

80,55

87,01

93,91

101,26

109,06

117,31

277,6

3.2 Состав продуктов и материальный баланс процесса

В отбензинивающей колонне отгоняется фракция н.к. - 85 °C (газы и легкий бензин). Полагаем, что легким ключевым компонентом является фракция 80 - 95 °C, а тяжелым ключевым компонентом является фракция 95-110 °C. Содержание фракции 80 - 95 °C в дистилляте составляет 23,3 %, в остатке - 0,08 %. Производительность колонны 2,6 млн. т/г.

Переведем количество подаваемого в колонну сырья в кг/ч: