Проект комбинированной установки ЛК – 6у переработки Самотлорской нефти (БXI). Блок риформинга

Таким образом, молярная доля отгона равна е = 0,82.

Определим массовую долю отгона по формуле:

Результаты расчетов сведем в таблицу:

Фракция, °С
62-100	0,7545	7,7675	0,3826	0,2887	0,6817	0,4234	0,8128	56,51
100-140	0,3248	6,9211	0,3409	0,1107	0,3293	0,3362	0,2119	20,82
140-180	0,2049	5,6134	0,2765	0,0571	0,2324	0,2458	0,0451	5,54
		∑20,3020	∑1,00			∑1,0054	∑1,0698	∑82,87

Средняя молекулярная масса бензиновой фракции 62 – 180°С = 103,2 кг/кмоль.

Тогда массовая доля отгона равна:

Найдем количество горячей  струи:

G_г.с =

G_г.с=12,5 кг/с

 

Продукт	t,°С	G, кг/с	I*10-3,Дж/кг	Ф,Вт
Приход
Паровая фаза: нк – 180°С	125	37,5	593,9	11597905,3
Жидкая фаза: нк – 180°С			278,4
Горячая струя	170	12,5	998,2	9245894,7
Итого				20843800,0
Расход
Паровая фаза: нк – 62°С	81	5,75	536,3	3083725,0
Жидкая фаза: 62 – 180°С	158	31,75	356,9	11331575,0
Орошение	40	14,38	89,1	6428500,0
Итого				20843800,0

 

 

Определение геометрических размеров колонны К – 1

Диаметр колонны

Диаметр колонны зависит  от объема паров и их допустимой скорости в свободном сечении  колонны.

Диаметр колонны определяется по формуле:

Сначала рассчитаем объемный расход паров:

Найденный диаметр колонны  совпадает со стандартным.

 

Высота колонны

Высота ректификационных колонн рассчитывается в зависимости  от числа, типа контактных устройств  и расстояния между ними.

Высота h₁ принимается равной 0,5D и равна

Число промежутков между  тарелками меньше количества тарелок  на единицу, поэтому 

Высота эвапорационного  пространства

Примем 

Высоту слоя жидкости в нижней части колонны рассчитывают:

Площадь поперечного  сечения колонны:

Тогда

Высота юбки

Тогда общая высота колонны  складывается из всех высот:

 

Число тарелок

Число теоретических  тарелок:

Для данной колонны выбираем колпачковые тарелки, перекрестного  тока, в них между клапаном и  ограничителем установлен тяжелый балласт. Клапан начинает приподниматься при небольших скоростях газа и пара. С дальнейшим увеличением скорости пара клапан упирается в балласт и затем приподнимается вместе с ним. В результате такая тарелка значительно раньше вступает в работу, имеет более широкий рабочий диапазон, более высокую эффективность разделения и пониженное гидравлическое сопротивление.

Коэффициент полезного  действия такой тарелки η=60%.

Число практических тарелок:

 

Расчет колонны вторичной перегонки бензина К – 2

Сырьем колонны К  – 2 является  бензиновая фракция 62 – 180°С. В качестве верхнего продукта получают фракцию 62 – 140°С, а в качестве нижнего – фракцию 140 – 180°С, идущие на блок газофракционирования.

Примем рабочее давление в колонне К – 2 0,15 МПа.

Все расчеты проводились  аналогично расчетам для колонны  К – 1.

Температурный режим колонны К - 2

Температура верха колонны

Данные для построения кривой ИТК фракции 62 – 140°С

№	Температурные пределы  выкипания,°С	Выход,%масс
		на нефть	сумм	на фракцию	сумм
1	62-80	2,4	2,4	19,67	19,67
2	80-110	5,2	7,6	42,62	62,29
3	110-140	4,6	12,2	37,71	100,00

 

Для построения линии  ОИ воспользуемся методом Обрядчикова  и Смидович.

Определим тангенс угла наклона кривой ИТК

Используя график Обрядчикова  и Смидович, определим температуры 0%-го и 100%-го отгона линии ОИ.

Скорректируем линию ОИ на рабочее давление 0,15 МПа. Для этого воспользуемся графиком Кокса.

Температура верха колонны  соответствует 75%-му отгону дистиллята, т.к. в колонну не подается водяной пар.

 

Кривая ИТК и линии  ОИ фракции 62 – 140°С

 

Таким образом температура  верха колонны К – 2 равна 137°С.

 

Температура низа колонны

Зададимся температурой 175°С, расчеты сведем в таблицу:

Фракция,°С	Tср,°С	Х0	М	N,моль		Рн,МПа
140-160	150	0,038	118,3	0,000321	0,5641	0,179	1,1955	0,6744
160-180	170	0,031	124,9	0,000248	0,4359	0,111	0,7462	0,3256
				∑0,000569	∑1,00			∑1,00

Таким образом, температура  низа колонны выбрана верно и  равна 175°С.

 

Температура сырья, поступающего в колонну

Определим молярную долю отгона. Для этого зададимся температурой ввода сырья 170°С. Результаты расчетов сведем в таблицу:

Фракция, °С	Tср,°С	Х0	М	N,моль		Рн,МПа
62-100	81	0,054	69,52	0,000777	0,3826	0,7545	2,1557	0,4234
100-140	120	0,068	98,25	0,000692	0,3409	0,3248	0,9279	0,3362
140-180	160	0,069	122,92	0,000561	0,2765	0,2049	0,5855	0,2404
				∑0,00203	∑1,00			∑1,00

Таким образом, молярная доля отгона равна е = 0,82.

Определим массовую долю отгона по формуле:

Результаты расчетов сведем в таблицу:

 

Фракция, °С
62-100	0,7545	7,7675	0,3826	0,2887	0,6817	0,4234	0,8128	56,51
100-140	0,3248	6,9211	0,3409	0,1107	0,3293	0,3362	0,2119	20,82
140-180	0,2049	5,6134	0,2765	0,0571	0,2324	0,2458	0,0451	5,54
		∑20,3020	∑1,00			∑1,0054	∑1,0698	∑82,87

Средняя молекулярная масса бензиновой фракции 62 – 180°С = 103,2 кг/кмоль.

Тогда массовая доля отгона равна:

 

Материальный и тепловой балансы колонны К-2

Материальный баланс колонны

Материальный баланс ректификационной колонны составляется исходя из равенства количеств подаваемого сырья и выходящих продуктов и выражается обычно массовым или объемным расходом.

Статьи баланса	Выход на сырье
Приход:	%масс.	тыс.т/год	т/сут	кг/час
1. Фракция 62 – 180°С	100,00	960,0	2742,9,	114288
Всего	100,00	960,0	2742,9	114288
Расход:
1. Фракция 62 – 140°С	63,87	613,0	1751,9	72996
2. Фракция 140 – 180°С	26,13	347,0	991,0	41292
Всего	100,00	960,0	2742,9,0	114288

 

Тепловой баланс колонны

Продукт	t,°С	G, кг/с	I*10-3,Дж/кг	Ф,Вт
Приход
Паровая фаза: 62– 180°С	170	31,75	992,2	26357776,9
Жидкая фаза: 62– 180°С			390,6
Горячая струя	200	33,3	1042,0	37746117,7
Итого				64103894,6
Расход
Паровая фаза: 62 - 140°С	137	20,3	928,9	18855902,1
Жидкая фаза: 140 – 180°С	175	11,45	395,9	4541417,5
Орошение	60	50,75	126,8	40706575,0
Итого				64103894,6

 

 

Определение геометрических размеров колонны К – 2

Диаметр колонны

Найденный диаметр колонны  совпадает со стандартным.

Высота колонны

Высота h₁ принимается равной 0,5D и равна

Число промежутков между  тарелками меньше количества тарелок  на единицу, поэтому 

Высота эвапорационного  пространства

Примем 

Высоту слоя жидкости в нижней части колонны рассчитывают:

Площадь поперечного  сечения колонны:

Тогда

Тогда общая высота колонны  складывается из всех высот:

 

Число тарелок

 

Заключение

В данном курсовом проекте  были рассчитаны колонны вторичной  перегонки бензина К -1 и К – 2, входящие в состав комбинированной установки ЛК-6у. В результате расчетов получены следующие данные: