Материал: Kursovaya

1.6 Материальный баланс установки

Рассчитаем материальный баланс установки без учета потерь из условия: производительность 4,7 млн т/год, число рабочих дней 350.

Материальный баланс установки оформлен в виде таблицы

Таблица 1.8 – Материальный баланс установки

1.7 Технологический расчет основной атмосферной колонны

На основании практических и литературных источников принимаются следующие исходные данные:

– температура сырья на входе в колонну 350 °С;

– давление в низу колонны P_н = 0,17 МПа;

– количество водяного пара, подаваемого в низ колонны, 1 % масс. на сырье;

– количество водяного пара в отпарные колонны, 1 % масс. на выводимый из отпарной колонны дистиллят;

– число тарелок: в отпарной части колонны N_о = 6, в концентрационной части N_Б = 15, N_РТ = 12, N_ДТ = 10;

– перепад давления на тарелку ∆Р = 0,0008 МПа;

– температура низа принимается на 20 °С ниже температуры сырья.

1.7.1 Материальный баланс колонны

Таблица 1.9 – Материальный баланс основной атмосферной колонны

Распечатка Бланк

1.7.2 Расчет доли отгона сырья (ои) на входе в колонну

Для повышения точности расчета нефть разбивается на ряд узких фракций, которые принимаются за индивидуальные компоненты. Характеристика узких фракций приведена в таблице 1.6.

Расчет ОИ производится методом подбора из условия:

∑ Х_i = (1.1)

где Х_Fi, Х_i – мольная доля компонента в сырье и жидкой фазе соответственно;

е – мольная доля отгона;

k_i – константа фазового равновесия i-го компонента.

Порядок расчета ОИ:

1 Рассчитывается число киломолей i-го компонента (N_i):

N_i = a_i / М_i.

2 Рассчитываются мольные доли компонентов X_Fi = N_i / ƩN_i.

3 Рассчитывается упругость паров i-го компонента (Р_i) при заданной температуре (t) по формуле:

Р_i = 0,1 ⋅ 10^{(– 16,188 + 32,124 ⋅ b}_i ^{– 20,704 ⋅ b}_i ^{+ 4,768 ⋅ b}_i⁾, (1.2)

где b_i =

4. Задаются значением мольной доли отгона (е = 0,789).

5. Рассчитывается константа фазового равновесия i-го компонента:

где Р_к – давление на входе в колонну (Р_в = Р_н – ∆Р ⋅ N_о), МПа;

Z – величина отношения кмоли водяного пара / кмоли сырья.

Р_в = 0,17 – 0,0008 ⋅ 6 = 0,1652 МПа

4. По формуле 1.1 рассчитываются мольные доли компонентов в жидкой фазе сырья (x_i), находится ∑ x_i. Если ∑ x_i получилась в пределах заданной точности, переходим к пункту 7, в противном случае задаемся новой величиной «е» и повторяем расчеты с пункта 5.

5. Рассчитываются мольные доли компонентов в паровой фазе сырья:

y_i = k_i ⋅ x_i;

4. Рассчитываются молярные массы жидкости (М_х) и паров (М_у):

М_х = ∑ М_i ⋅ x_i; М_у = ∑ М_i ⋅ y_i

4. Рассчитываются массовые доли компонентов в жидкой и паровой фазах:

= М_i ⋅ x_i / М_х; = М_i ⋅ y_i / М_y

4. Рассчитываются удельные объемы жидкой и паровой фаз:

∑ (/ ρ_i); ∑ (/ ρ_i)

Расчет ОИ удобно выполнять в виде таблицы.

Таблица 1.10 – Расчет доли отгона сырья на входе в колонну