Тепловой баланс колонны

Приходные и расходные статьи теплового баланса без тепла, снимаемого орошениями, приводится в таблице 6.14.

Энтальпия углеводородных паровых Г и жидкостных 1ж потоков рассчитываем по формулам:

  • 1П= (129,58 + 0,134-Т + 0,00059 Т2)(4 - р1515) - 308,99; [94, с.17] (6.110)
  • 1Ж = (1/л/ р1515)(0,0017 Т2+ 0,762 Т - 334,25); [94, с.17] (6.111)

где Т - температура потока, К;

pi515 — относительная плотность потока.

Количество паровой фазы сырья:

Ln = L e, [94, с.17] (6.112)

где L - количество сырья, кг/час;

е - массовая доля отгона на входе в колонну.

Ln = 294 120,0 0,455 = 133 824,6 кг/час.

Таблица 6.14 - Тепловой баланс колонны

Наименование потока

Массовый расход, кг/час

Температура, °C

Энтальпия, кДж/кг

Количество тепла, кВт

Сырье:

  • а) паровая фаза
  • б) жидкая фаза
  • 133 824,60
  • 160 295,40
  • 393
  • 393
  • 1265,20
  • 923,39
  • 47031,91
  • 41115,32

Итого

294 120,00

88147,23

Расход:

Г аз+нафта

16 735,43

135

629,64

2927,03

Керосин

60 706,37

202

465,55

7850,51

Легкий газойль

41 529,74

275

650,26

7501,42

Крекинг остаток

175 148,46

393

966,23

47009,36

Итого

294 120,0

-

-

65288,32

Общее количество тепла, которое необходимо снять орошением:

Qop = Qnpnx - Qpacxoa, [94, С. 17] (6.113)

Qop= 88147,23 - 65288,32 = 22858,91 кВт

Внутренние материальные потоки в колонне

Из совместного решения материального и теплового баланса 3-ей простой колонны при условии, что с 13-ой тарелки вся флегма перетекает в боковой погон керосина, находим количество холодного орошения gXOJI, подаваемого на верхнюю тарелку.

G12 и G20- пары поднимающиеся с 12-ой и 20-ой тарелки;

ёхОЛ- холодное орошение, подаваемое на верхнюю тарелку;

G12 = D + R4

G2o = D + gxon

Составляем уравнение теплового баланса 3-ей простой колонны:

D-W+ R3-Ir34n+ gxoJi'Ixon5K= D-ITDn+ R3-ITR3n+ gXOJ1-Ir41n, [94, с.18] (6.114)

Температура холодного орошения принимаем 40 °C [95, с. 13].

Находим количество холодного орошения:

gxon = Qxon/(IDn- 1холЖ), [94, С.18] (6.1 15)

Qxoji= D (IT34n - ITDn) + R3-(IT34n- W), [94, c.18] (6.116)

где t34= 212 °C; tD= 135°C; tR3= 202°C; pi515(R3) = 0,781; p]515(D) = 0,677.

QX0JI= 16 735,43-(798,74 - 629,38) + 60 706,37-(764,07 - 465,55) = = 20 956 378,0 кДж/час = 5821,22 кВт

gXOJI= 20 956 378,0 / (629,38 - 86,05) = 38570,26 кг/ч

Количество флегмы стекающей с 20-ой тарелки:

g20 = Qxon /(Iti9n - W), [94, С. 18] (6.117)

g20=20 956 378,0/(643,83-313,69)=63477,25 кг/ч

Флегмовое число:

^2o=g2o/D, [94, с. 19] (6.118)

Ф20= 63477,25 /16735,73 = 3,79

Количество GB паров на верху колонны:

GB = gxon+ D = 38 570,26 + 16 735,43=55 305,69 кг/ч

Объем паров на верху колонны:

VB= (GB/M)-(22,4TBl,0)/(3600-273 PB), [94, с. 19] (6.119)

где GB- количество нефтяных паров наверху колонны, кг/ч;

М - молекулярная масса паров, кг/кмоль;

Тв - температура наверху колонны, К;

Рв- давление наверху колонны, МПа.

VB= (55305,69/77,5)-(22,4-408-1,0)/(3600-273-7,0) = 0,95 м3

Плотность паровой и жидкой фазы:

pn=GB/VB-3600, [94, с.19] (6.120)

рп = 55305,69 / 0,95 -3600= 16,17 кг/м3;

р420 = 0,673.

Относительная плотность жидких нефтепродуктов при любой температуре t рассчитывается по формуле:

р4‘ = р420-r(t - 20), [94, с.19] (6.121) где у = 0,0008568

р4135= 0,673 - 0,0008568 (135 - 20) = 0,575;

Соответственно, абсолютная плотность рж = 575 кг/м3. Нагрузка тарелки по жидкости:

U=g20/p«, [94, с. 19] (6.122)

Ьж = 63477,25 / 575 = 110,4 м3/час

Количество тепла, снимаемое циркуляционным орошением:

Quo = Qop - Qxoj., [94, с.22] (6.123)

где Qop - тепло, снимаемое орошениями, кВт;

Qxon - тепло, снимаемое холодным орошением, кВт.

Quo = 22858,91 - 5821,22 = 17037,69 кВт = 61 335 856,0 кДж/ч

guo = Quo /(1тбж - 17ож), [94, с.22] (6.124)

где Quo - тепло циркуляционного орошения, кДж/час;

  • 1т6ж - энтальпия жидкости на шестой тарелки колонны, кДж/кг;
  • 170ж - энтальпия циркуляционного орошения при входе его в колонну, кДж/кг.

guo = 61 335 856,0/(650,26 - 139,20) = 120016,9 кг/ч

Количество флегмы, стекающей с 6-ой тарелки на 5-ую:

guo=Quo/(IT5n-IT65K), [94, с.22] (6.125)

где 1т5п-энтальпия паров, поднимающиеся с 5-ой тарелки, кДж/кг.

guo= 61 335 856,0/(927,14 - 650,26) = 221 525,05 кг/ч

Флегмовое число:

Ф6 = guo /(D + R3 + R2), [94, с.22] (6.126)

Ф6= 221 525,05/(16 735,43 + 60 706,37 + 41 529,74) = 1,86

ИЗ

Количество паров под 6-ой тарелкой:

G5= 221 525,05 + 118 971,54 = 340 496,59 кг/ч

Объем паров вычисляем по формуле (6.119):

V6= (340 496,59/208)-(22,4-548-1,0)/(3600-273-7,1) = 2,88 м3

Плотность паровой и жидкой фазы находим по формулам (6.120), (6.121):

рп = 340 496,59/2,88-3600 = 32,84 кг/м3;

р420= 0,873, рж275= 0,652.

Нагрузка тарелки по жидкости находим по формуле (6.122):

Ьж= 221 525,05/652 = 339,76 м3

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >