Расчет материального баланса установки АВТ. Проектирование аппарата вторичной перегонки бензина (стр. 6 из 11)

(6.2.1)

6.2.2 Определение количества тепла уходящего с фракцией 140-180⁰С

(6.2.2.1)

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

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

(6.2.3.1)

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

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

6.3Расчет 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.

6.4Сводный тепловой баланс колонны вторичной перегонки К-5

Таблица 16

Сводный тепловой баланс колонны вторичной перегонки К-5

Приход	%	кВт	кДж/ч	Расход	%	кВт	кДж/ч
Нестабильный бензин	62,33	58872,0	21193926,7	Дистиллят	66,47	62779,17	22600500
Орошение	9,70	9164,95	3299382,4	Фр. 140-1800С	31,37	29633,63	10668105,7
Горячая струя	27,97	26416,96	9510105,6	Потери	2,16	2041,11	734799,6
Итого	100	94453,91	34003414,68	Итого	100	94453,91	34003405,3

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 t_cp. Для фракции 105-140⁰С t_ср = 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 t_cp. Для фракции 140-180⁰С t_ср = 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

Температура, 0С
130	760	195	1	1
138	980	260	0,69	0,89
149	1250	480	0,36	0,59
165	1850	610	0,12	0,29
170	2000	760	0	0

нефть перегонка атмосферный бензин

Таблица 18

Определение состава смеси, состава дистиллята и кубового остатка

Приход	%	кг/час	т/год	Расход	%	кг/час	т/год
1051800С	100	49632,35	405000	Фр. 105-1400С	45,19	22426,47	183000
				Фр. 140-1800С	54,81	27205,88	222000

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

Четкость ректификации – 97% Þ состав дистиллята x_P=97%; состав кубового остатка x_W=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- xнаходим (при Х_F= 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 bна 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.