Реферат: Расчет вакуумной ректификационной колонны для разгонки нефтепродуктов
Определение рабочего флегмового числа и числа теоретических тарелок для 1-й секции.
Для выполнения расчёта заменяем имеющиеся фракции углеводородов на простые алканы нормального строения:
1. Фракция НК-350 оС. Так как данная фракция состоит преимущественно из паров диз. топлива, то за НК примем температуру равную 240 оC. Средняя температура равна: (350+240)/2=295 оС.
Принимаем: н-гексадекан (С16Н34 ), tкип=287 оС, М=226 кг/кмоль.
2. Фракция 350-500 оС. tср=(350+500)/2 = 425 оС.
Принимаем: н-гексакозан (С26Н54 ), tкип=417 оС, М=366 кг/кмоль.
3. Фракция 500-КК оС
Принимаем: н-пентатриаконтан (С35Н72), tкип=511 оС, М=492 кг/кмоль.
Заменяем перегоняемую смесь углеводородов в 1-й секции на бинарную смесь. В качестве низкокипящеко (НК) компонента принимаем н-гексакозан (С26Н54 ), а в качестве выкокипящего (ВК) - н-пентатриаконтан (С35Н72).
Производим расчёт мольных концентрация на входе и на выходах из секции.
Мольную концентрацию на входе определяем на основе массовой концентрации, которую рассчитали в материальном балансе 1-й секции (табл. 3).
Состав куба дистиллята определяется на основе ср. температур кипения фракции и рассчитывается по формуле:
где Pатм- атмосферное давление, PНК и PВК –давление насыщенных паров индивидуальных компонентов при температуре фракции, определяются по уравнению Антуана:
, [Па.]
где A, В, С – параметры Антуана для каждого компонента. t- температура, оС.
Параметры уравнения для каждого компонента приведены в таблице 5.
Таблица 5.
Параметры уравнения Антуана
|
Наименование |
Коэф-нты |
||
|
А |
В |
С |
|
| н-гексадекан | 7,03044 | 1831,317 | 154,528 |
| н-гексакозан | 7,62867 | 2434,747 | 96,1 |
| н-пентатриаконтан | 5,778045 | 1598,23 | 40,5 |
Расчёт состава куба: PНК и PВК рассчитываются при температуре равной 500 оС.
Расчёт состава дистиллата: PНК и PВК рассчитываются при температуре равной 425 оС.
Температуры на выходе из дистиллата и куба определяем по формуле методом последовательного приближения:
Температура на выходе из дистиллата равна: tD=363 оС
Температура на выходе из куба равна: tW=408 оС
Температура на входе равна: tF=376 оС
Определяем относительную летучесть 
по формуле:
При температуре tD=363 оС 
При температуре tW=408
оС 
Средняя относительная летучесть:
Строим кривую равновесия по формуле:
Рис.1 Кривая равновесия
Состав пара уходящего с питательной тарелки равен yf=0,738 мол.дол.
Рассчитываем минимальное флегмовое число:
Оптимальное (рабочее) флегмовое
число определяем на основе критерия оптимальности :
, где 
. Зависимость критерия
оптимальности от коэффициента избытка флегмы изображена на рисунке 2.
Рис.2 Зависимость критерия оптимальности от коэф-та избытка флегмы
По графику определяем что 
. Отсюда находимо рабочее
флегмовое число: 
Исходя из рабочего флегмового числа строим рабочую линию и определяем теоретическое число тарелок в верхней и нижней части секции.
Рис.3 Теоретические ступени
Число теоретических тарелок NТТ=6
Число теоретических тарелок в нижней части NН=4
Число теоретических тарелок в верхней части NВ=2
Расчёт физико-химических свойств смеси в верхней и нижней частях.
Расчёт средних концентраций жидкости:
Расчёт средних концентраций пара:
Средние температуры верха и низа:
Определяются по той же формуле что и температуры на выходе из дистиллата и куба.
Средние молекулярные массы пара:
Средние молекулярные массы жидкости:
Средние плотности пара:
Средние массовые доли:
Средние плотности жидкости:
Плотность НК компонента при температур tН=388
оС равна 
Плотность ВК компонента при температур tН=388
оС равна 
Плотность НК компонента при температур tВ=369
оС равна 
Плотность ВК компонента при температур tВ=369
оС равна 
Средние вязкости жидкости:
Вязкость НК компонента при температур tН=388
оС равна 
Вязкость ВК компонента при температур tН=388
оС равна 
Вязкость НК компонента при температур tВ=369
оС равна 
Вязкость ВК компонента при температур tВ=369
оС равна 
Средние коэффициенты диффузии жидкости и пара:
Для низа колонны:
Для верха колонны:
Гидравлический расчёт колпачковых тарелок 1-й секции.
Определяем количество пара поднимающегося вверх по колонне. Примем допущение, что расход пара во всей колонне является величиной постоянной и находится:
Определяем расход жидкости в верхней и нижней части колонны:
