Давление и температура в колонне

Примем давление на верху колонны 7,0 атм. (700 000 Па), перепад давления по высоте колонны 0,2 атм.

Температура сырья на входе в колонну составляет 393 °C. Температура выхода крекинг-остатка примерно равна температуре на входе в колонну, так как колонна имеет только концентрационную часть, продукты из выносных реакционных камер входят в куб колонны.

Температуры потоков при ректификации сложных смесей определяем при помощи прямых однократного испарения (ОИ). Температуру верха колонны принимаем равной температуре конца однократного испарения газов и нафты при их парциальном давлении паров наверху колонны. Температуры на тарелках вывода боковых фракций предварительно принимаем равными температурам начала однократного испарения отбираемых фракций при их парциальном давлении.

Таблица 6.9 - Характеристика кривых ИТК фракций

Температуры начала и конца однократного испарения находим по графику Обрядчикова и Смидович (приложение 1 [94, с.34]) и по полученным значениям строим прямые ОИ фракций (рисунки 6.4, 6.5, 6.6). Температуры начала и конца прямых ОИ фракций представлены в таблице 6.10.

Таблица 6.10 - Температуры начала и конца прямых ОИ фракций

t, °C

Рисунок 6.4 - Кривые разгонки ИТК и ОИ для фракции газ + нафта

Рисунок 6.5 - Кривые разгонки ИТК и ОИ для керосиновой фракции

Рисунок 6.6 - Кривые разгонки ИТК и ОИ фракции легкого газойля

Парциальные давления фракций находим по формуле

Pi = 7i-(Gi/Mi)/Z Gi/Mj,

[94, с. 12] (6.97)

где Pi - парциальное давление отдельных фракций, атм;

л - абсолютное давление в колонне, атм.;

Q - количество фракций, кг/ч;

Mj - молекулярная масса фракций, кг/кмоль.

Молекулярную массу фракций рассчитываем по формуле Воинова [94]:

Mi= 60 + 0,3-topi + 0,001 t_Cpi², где tc_P- средняя температура кипения фракций.

[94, с. 12] (6.98)

Результаты расчета приведены в таблице 6.11.

Таблица 6.11 - Результаты расчета

Построение прямой ОИ при давлении вывода фракций проводим по методу Пирумова, т.е. находим точку пересечения НТК и ОИ при атмосферном давлении и по графику Кокса (прил. 4 из [94, с.36]) корректируем эту точку на парциальное давление паров фракций. Например, точка пересечения НТК и ОИ фракции газ + нафта при атмосферном давлении составляет 42 °C (рисунок 6.4). При давлении 7,0 атм. эта температура повышается до 110 °C. Через полученную точку проводим прямую, параллельную прямой ОИ, построенной при атмосферном давлении. Получаем прямую ОИ при расчетном давлении. Находим температуру конца ОИ, это и будет температура верха колонны t_D = 135 °C. Аналогичным образом находим температуры вывода боковых фракций.

Предварительные температуры вывода боковых фракций:

t^0H = 202 °C t^0H - = 275 °C ^L н керосина u _н л.газоиля ^u

Плотности фракций находим по формуле

_Pi= 0,736( t_cpl/IOO)^{O B},

[95, с. 4] (6.99)

Разность температур между встречными потоками паров и флегмы примем равной 10 °C [93, с. 14]. Физические характеристики потоков приведены в табл. 6.12.

Таблица 7.12 - Физические характеристики потоков

Плотность крекинг-остатка находим по формуле:

100/p_L= D/p_D+ R3/PR3+ R2/PR2+ Ri/Pri, [94, с.14] (6.100)

где D, R₃, R₂, Ri - выходы отдельных продуктов в %масс.;

Pd, pR3, pR2, Pri - относительные плотности продуктов; p_L= 0,8529.

100/0,8529 = 5,69/0,673 + 20,64/0,776 + 14,12/0,829 + 59,55/p_Rl=>

Pri=0,914