Пример технологического расчета стабилизатора крекинг-остатка

Материальный баланс колонны

В колонну стабилизации поступает поток из куба колонны фракционирования после спиральных теплообменников нагрева гудрона в количестве 207 192,46 кг/час, а так же перегретый водяной пар в количестве 0,5 % от сырья. В колонне предусмотрена отпарка газов + нафты (Н.К. - 180 °C). С куба колонны отбирается стабильный крекинг-остаток.

Результаты разгонки сырья представлены в таблице 6.15 и в рисунке 6.7.

Таблица 6.15 - Результаты разгонки (ИТК) смеси

№ фракции

Температура кипения фракции при

Выход, % мае.

Р420

Коэффициент отбора от потенциала

отдельных фракций

суммарный

760

°C

мм. рт.ст.,

1

Н.К.-100

0,36

0,6753

0,99

2

100-120

0,60

0,96

0,7167

0,99

3

120-140

1,71

2,67

0,7372

0,99

4

140-160

3,13

5,80

0,7657

0,99

5

160-180

3,72

9,52

0,7875

0,99

6

180-200

4,28

13,80

0,8085

0,99

7

200-220

4,73

18,53

0,8175

0,95

8

220-240

3,68

22,21

0,8325

0,95

9

240-260

3,38

25,60

0,8400

0,95

10

260-280

3,58

29,18

0,8523

0,95

11

280-300

3,38

32,56

0,8641

0,95

12

300-К.К.

67,45

100,0

Отбор, % масс.

Рисунок 6.7 - Кривая разгонки ИТК

Материальный баланс колонны представлен в таблице 6.16.

Таблица 6.16 - Материальный баланс колонны

Потоки

Условное обозначение

% мае.

Количество, кг/ч

Приход:

Поток из колонны фракционирования

L

100

207 192,46

Расход:

Газы+нафта

Крекинг-остаток

D

R

  • 9,52
  • 90,48
  • 19 724,72
  • 187 467,74

Итого

100

207 192,46

Описание колонны

Колонна стабилизации является простой (рисунок 6.8). Избыточное тепло в колонне снимается с верху колонны с помощью острого испаряющегося орошения. На основании литературных данных [94] примем следующее число тарелок: в концентрационной части колонны - 17, в отгонной части - 4. Таким образом, общее число

Расчет давления и температуры в колонне

Примем давление на верху колонны 2,5 атм. (250 000 Па), перепад давления по высоте колонны 0,2 атм.

Температура сырья на входе в колонну составляет 270 °C. Температура выхода крекинг-остатка принимается на 25 °C ниже температуры ввода сырья [94, с. 10], следовательно температуру выхода крекинг-остатка примем равной 245 °C.

Температуру верха колонны находим при помощи кривой однократного испарения (ОИ). Температура верха колонны соответствует температуре конца кривой однократного испарения газов и нафты при их парциальном давлении на верху колонны.

Прямая ОИ фракции газ + нафта при атмосферном давлении строим по методу Обрядчикова и Смидович [94]. Для этого строим кривую НТК фракции (рисунок 6.9), затем определяем температуры отгона и наклон кривой НТК. Характеристика кривой НТК фракций представлена в таблице 6.17.

Таблица 6.17 - Характеристика кривых НТК фракций

Продукты

Температура, °C

Тангенс угла наклона (t70-ti0)/60

Температура 50% отгона по кривой ИТК tso% °C

10 % отгона по кривой HTKt10%°C

70 % отгона по кривой HTKt70%°C

Газы+нафта

19

128

1,82

95

Температуры начала и конца однократного испарения находим по графику Обрядчикова и Смидович (приложение 1 [94, с.34]) и по результатам строим прямые ОИ фракций (рисунок 6.9). Температуры начала и конца прямых ОИ фракций представлены в таблице 6.18.

Таблица 6.18 - Температуры начала и конца прямых ОИ фракций

Продукты

% ИТК, соотв.

0% ОИ

% ИТК, соотв.

100%

ОИ

При атмосферном давлении

При давлении вывода фракции

. ОИ ор

Ч)% >

t ОИ ор

1100% , Ь

ОИ

Ч)% 9

°C

ои 1100% >

°C

Г азы+нафта

15

72

25

65

95

135

200

Кривые разгонки ИТК и ОИ для фракции газ+нафта

Рисунок 6.9 - Кривые разгонки ИТК и ОИ для фракции газ+нафта

Парциальные давления фракций находим по формуле

Pi = 7i-(Gi/Mi)/(Z Gi/Mi+ z/MB), [94, с.12] (6.138)

где Pi - парциальное давление отдельных фракций, атм;

л - абсолютное давление в колонне, атм;

Gi - количество фракций, кг/ч;

Mj - молекулярная масса фракций, кг/кмоль;

Мв - молекулярная масса воды, кг/кмоль;

z - количество водяного пара, равна 1035,96 кг/ч.

Молекулярную массу фракций рассчитываем по формуле Воинова [94, с. 12]:

Mi= 60 + 0,3-tCpi + 0,001 tcpi2, [94, с.12] (6.139)

где tcP- средняя температура кипения фракций.

Результаты расчета приведены в таблице 6.11.

Таблица 6.19 - Результаты расчета

Продукты

Gi, кг/ч

top, °C

м, кг/кмоль

Gi/Mi, кмоль

Pi, атм.

Ub, °с

Газ+нафта

19 724,72

90

95,1

207,41

1,96

150

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 (приложение 4 [94, с.36]). Корректируем эту точку на парциальное давление паров фракций. Например, точка пересечения НТК и ОИ фракции газ+нафта при атмосферном давлении составляет 66 °C (рисунок 6.9). При давлении 1,95 атм. эта температура повышается до 90 °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 tD= 150 °C.

Плотности фракций находим по формуле

Pi = 0,736-(tcpi/100)°13, [94, с.4] (6.135)

Разность температур между встречными потоками паров и флегмы примем равной 10 °C [94, с. 14].

Физические характеристики потоков приведены в таблице 6.12.

Таблица 6.20 - Физические характеристики потоков

Продукт

л 20 Р4

л 15

Р15

М, кг/кмоль

Газ+нафта

0,726

0,730

95,1

Крекинг остаток

0,947

0,952

329,1

Плотность крекинг-остатка находим по формуле

100/pL=D/pD+R/pR, [94, с.14] (6.136)

где D, R - выходы отдельных продуктов в % мае.;

Pd, Pr- относительные плотности продуктов; pL= 0,921.

100/0,921 = 9,52/0,730 + 90,48/pR => pR= 0,947

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >