Курсовая работа: Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина К-5

6.2 Определение потерянного количества тепла, кВт

 (6.2.1)

6.2.2 Определение количества тепла уходящего с фракцией 140-1800С

 (6.2.2.1)

где I140-180 – энтальпия фракции 140-1800С (t = 446 К, ρ = 0,774 кг/м3), I140-180 = 392,125 кДж/кг

6.2.3 Определение количества тепла уходящего с дистиллятом (Фр 105-1400С)

 (6.2.3.1)

где I105-140 – энтальпия фракции 105-140 (пары, t = 405К, ρ = 0,738 кг/м3), I105-140 = 296,4 кДж/кг

По формуле (6.3) находим количества тепла выносимого с продуктами из колонны, кВт

6.3 Расчет горячей струи

6.3.1 Определение необходимого количества тепла вносимого в колонну горячей струей

 (6.3.1.1)

6.3.2 Определение количества фр. 140-1800С необходимого на горячую струю

Примем, что фр. 140-1800С нагревается в печи на 1000С (446К → 546К)

 (6.3.2.1)

где - энтальпия горячей струи, =754,83 кДж/кг;

- энтальпия фракции 140-1800С, = 392,125 кДж/кг.

6.4 Сводный тепловой баланс колонны вторичной перегонки К-5

Таблица 16

Сводный тепловой баланс колонны вторичной перегонки К-5

7. Конструктивный расчёт колонны вторичной перегонки бензина К-5

7.1 Расчёт количества тарелок колонны К-5

В К-5 вводится фракция 105-1800С (G = 49632,35 кг/ч; t = 1500C; ρ = 0,758 кг/м3),

сверху выходит фракция 105-1400С (G = 22426,47 кг/ч; t = 1320C; ρ = 0,738 кг/м3),

снизу фракция 140-1800С (G = 27205,88 кг/ч; t = 1730C; ρ = 0,774 кг/м3).

7.1.1 Определение М легкокипящего компонента (фракция 105-1400С) по формуле Войнова

 (7.1.1.1)

По ИТК (Приложение А) находим tcp. Для фракции 105-1400С tср = 1230С.

7.1.2 Определение углеводорода, соответствующего М = 112,03 г/моль

С8Н18 (октан) углеводород, соответствующий фракции 105-1400С.

7.1.3 По формуле (3.1.1.1) определеям М высококипящего компонента (фракция 140-1800С)

По ИТК находим tcp. Для фракции 140-1800С tср = 1600С.

7.1.4 Определение углеводорода, соответствующего М = 133,6г/моль

С10Н22 (декан) углеводород, соответствующий фракции 140-1800С.

Таким образом, разделение фракции105– 1800С в колонне К-5 эквивалентно разделению бинарной смеси октан – декан.

7.1.5 Расчет плотностей фракций 105 – 1800С, 105 – 1400С и 140 – 1800С.

Из формулы Крэга

следует

 (7.1.5.1.1)

7.1.5.1 Расчет плотности фракции 105 – 1800С

()

7.1.5.2 Расчет плотности фракции 105-1400С

7.1.5.1 Расчет плотности фракции 140 – 1800С

7.1.6 Построение кривой равновесия бинарной смеси октан - декан

Используя график Кокса определим давления насыщенных паров октана - декана. По этим данным построим кривую равновесия смеси (Приложение Б)

Таблица 17

Равновесный состав бинарной смеси октан - декан

нефть перегонка атмосферный бензин

Таблица 18

Определение состава смеси, состава дистиллята и кубового остатка

Исходя из материального баланса следует: состав исходной смеси xF=45,5%

Четкость ректификации – 97% Þ состав дистиллята xP=97%; состав кубового остатка xW=3%

7.1.8 Пересчет массовых концентраций в мольные

7.1.8.1 Пересчет массовой концентрации исходной смеси в мольную

 (7.1.8.1.1)

7.1.8.2 Пересчет массовой концентрации дистиллята в мольную

(7.1.8.1.2)

7.1.8.3 Пересчет массовой концентрации кубового остатка в мольную

 (7.1.8.1.3)

7.1.9 Расчет расходов дистиллята и кубового остатка:

7.1.9.1 Расчет расхода дистиллята, кг/ч

 (7.1.9.1.1)

7.1.9.2 Расчет расхода кубового остатка, кг/ч

 (7.1.9.2.1)

7.1.10 Расчет флегмового числа

7.1.10.1 Расчет минимального флегмового числа

, (7.1.10.1.1)

где - мольная концентрация пара, находящегося в равновесии с исходной смесью.

По диаграмме y - x находим (при ХF = 0,5)  = 0,73 мол.дол.

7.1.10.2 Расчет рабочего флегмового числа

Обычно принимают оптимальное значение рабочего флегмового числа:

 (7.1.10.2.1)

Примем .

7.1.11 Построение рабочих линий укрепляющей и исчерпывающих частей колонны К-5

7.1.11.1 Определение отрезка b на оси ординат

 (7.1.11.1.1)

.

7.1.11.2 Расчет уравнения рабочей линии для укрепляющей части колонны

 (7.1.11.2.1)

7.1.11.3 Уравнение рабочей линии исчерпывающей части колонны

 (7.1.11.3.1)

где f – отношение количества исходной смеси к количеству дистиллята.

7.1.11.4 Расчет расхода исходной смеси, (кмоль/час)

 (7.1.11.4.1)

7.1.11.5 Расчет расхода дистиллята (кмоль/ч)

 (7.1.11.5.1)

Вписыванием тарелок между рабочей и равновесной линиями нахожу число тарелок – 10. Учитывая небольшую эффективность тарелок по Мэрфри (и практические данные) примем 34 тарелок. Из них: в укрепляющей части – 14 тарелок, в исчерпывающей – 20 тарелок.

7.2 Определение диаметра колонны

Диаметр колонны определяется в зависимости от максимального расхода паров и их допустимой скорости в свободном сечении колонны.

 (7.2.1)

Выбираем сечение в верхней части колонны

7.2.1 Расчет объёма паров проходящих за час через сечение колонны

Давление в колонне: Р = 0,13 МПа:

, (7.2.1.1)

где Т – температура системы, К;

Р – давление в системе, МПа;

Gi – расход компонента, кг/ч;

Мi – молекулярная масса компонентов;

Z – коэффициент сжимаемости.

7.2.1.1 Определяем приведенные температуру и давление для фр. 105-1400С (С8Н18 октан, t = 1320C = 405К; ρ = 0,738 кг/м3).

 (7.2.1.1.1)

 (7.2.1.1.2)

По известным величинам средней температуры кипения и плотности находим значения Ткр и Ркр

Тогда по формулам (7.2.1.1.1) и (7.2.1.1.2) получаем

7.2.1.2 Коэффициент сжимаемости определяем по графику в зависимости от приведенных температур и давлений

Z = 1,0

Находим объём паров проходящих за час через сечение колонны по формуле (7.2.1.1)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9