Проектирование установки АВТ: Методические указания по выполнению курсового проекта по первичной переработки нефти

массовая доля компонентов в жидкой и паровой фазах;

N – число киломолей узкой фракции определяется N = F/M

k – константа фазового равновесия определяется ;

Р – общее давления с учётом изменения от сопротивления тарелок.

- упругость паров (парциальное давление) при температуре рассчитывается по формуле: Р= 0,1*,  где

 температура системы, температура компонента. См. приложение № 1.

Массовая доля отгона определяется по формуле:

е^м = е * М_у \    

Плотность пара             

Плотность жидкости      

Если в итоге расчёта суммарный х не равен 1, задаются новым значением «е» и повторяют расчёты до выполнения условий    Надо помнить, что необходимо из нефти испарить – превратить в пар, ту часть нефти, которая после ввода  в колонну поднимется в концентрационную часть колонны и разделится на компоненты выводимые с верхней части колонны. Для колонны К-2 доля отгона находится в пределах от 0,6 до 0,9.

При решении методом подбора для сокращения времени на расчёты необходимо воспользоваться графиком зависимости  от е.

Для удобства расчёт однократного или двух кратного испарения ведём на 100 кг нефти, тогда % будут соответствовать килограммам.

у и х– мольная доля компонента в паровой и жидкой фазах;

                      е

                    0,7

                    0,6  

                              0,9     1,1    

При выполнении расчётов на персональном компьютере составляется таблица исходных данных.

Таблица №10  Исходные данные для расчёта доли отгона на персональном компьютере.

1.7.2.  Расчёт температуры вывода бокового погона в зоне дизельного топлива.

Температура бокового погона определяется методом подбора: задаются количеством флегмы g и ее составом (х принятое значение) и последующими расчетами доказывается правильность принятого состава флегмы.

Количество флегмы рекомендуется принимать, равным 15-25 кг., а состав флегмы произвольно  близкий к действительной.

1.  Принимаем количество флегмы g = 20 кг.

Состав флегмы х_б , х_к, х_дт,  принимаем в массовых долях:

- доля бензиновой фракции х_б  - 0,05;

- доля керосиновой фракции х_к – 0,50;

- доля дизельной фракции х_дт -0,95.

2.  Рассчитываем количество компонентов во флегме g:

Б = 20 х 0,05 = 0,1 кг.

К = 20 х 0,50 = 1,0 кг.

ДТ = 0,945 = 18,9 кг.

Составим уравнение материального баланса по контуру на схеме № 1.

Q_ЦО         G

F – сырьё поступающее в колонну.

M_ф – фракция мазута

Fg                                                  g – флегма двигающаяся по тарелкам.

G – пары поднимающиеся по колонне.

в.п.                      в.п. – перегретый водяной пар в колонну.

Материальный баланс контура 1.

М_ф                              

                                                               F + g + в.п. = G + M_ф , где

     F – сырьё – нефть поступающая в колонну и имеет фактический фракционный состав. Б_ф,  К_ф,  ДТ_ф, М_ф – фактический выход фракций по материальному балансу колонны К-2.

     F = Б_ф + К_ф +  ДТ_ф + М_ф

Подставим в материальный состав контура и получим:

     G = Б_ф + К_ф +  ДТ_ф + g + в.п.

3.  Рассчитываем количество компонентов в парах G.

      Б = 8,01 + 0,1 = 8,11кг.

      К = 9,7 + 1,0 = 10,7 кг.

      ДТ = 24,3 + 18,9 = 43,2 кг.

      в.п. = 89,73 х 0,01 = 0,8973 кг. Пар подаётся 0,01% на сырьё колонны.

Где 8,01; 9,7; 24,3; 89,73 – из материального баланса колонны, а 0,1; 1,0; 18,9 – количество компонентов флегмы в колонне.     

Температура паров G рассчитывается из условия конца однократного испарения ОИ методом подбора.       , расчёты сводятся в таблицу № 11.

Таблица №11  Расчёты температуры паров G.

Водяной пар в материальном балансе не учитываем, для уменьшения расчётов.

1.  Количество тепла приходящего с сырьём:

Q_F  = F *J_F     где

J_F  = J * е^М + j*(1 - е^М);

F – количество сырья на 100 кг исходной нефти;

J_F – энтальпия паро-жидкосной смеси сырья;

J, j – соответственно энтальпия паровой и жидкой фазы сырья;

е^М –массовая доля отгона сырья на входе в колонну.

Энтальпия жидкости и пара (кДж\кг) рассчитывается по формулам:

- для жидкости  j = 4.187*(0.403*t + 0.000405*t²) /;

- для пара J = 4.187*, где

t – температура жидкости и пара;

 - относительная плотность жидкости и пара.

2.  Количество тепла приходящего с флегмой g.

Температура флегмы g – это и есть температура вывода бокового погона и рассчитывается  по формуле:

t_g = t_G – (t_F – t_G)/ n_ДТ,

где   t_G, t_f  - температуры паров и вводимого сырья, а n_ДТ – число тарелок вывода дизельного топлива.

Плотность флегмы определяется:   зная плотность и температуру флегмы, рассчитываем энтальпию j_g, затем количество тепла вносимого флегмой:

Q_g = g * j_g.

Находим тепло вносимое в колонну: Q_ПРИХ. = Q_F  + Q_g = F *J_F  + g * j_g.    

3.  Количества тепла выносимого из колонны с парами G:

Определяем количество углеводородных паров G = 8.11 + 10.7 + 43.2 = 62.01 кг.

Рассчитываем плотность паров:   зная плотность и температуру флегмы