![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Тема: Расчет экстракционной колонны установки
деасфальтизации пропаном (2 часа)
За последнее время все большее распространение при производстве остаточных масел получает деасфальтизация гудронов жидким пропаном, так как последний является наилучшим и наиболее экономичным избирательным растворителем по сравнению с другими нефтяными углеводородами: этан имеет высокую избирательность и низкую растворяющую способность по отношению к смолистым и другим высокомолекулярным соединениям, а бутан, наоборот, низкую избирательность (селективность) и более высокую растворяющую способность, чем пропан. Пропан является предельным углеводородом нормального строения и имеет следующие основные свойства. Молекулярный вес ………………………………………………. 44 Плотность, кг/м3 жидкости при температуре -42,06 оС …………………….. 582,4 +20 оС …………………….. 500 Пара по отношению к воздуху …………………………... 1,52 Температура кипения при атмосферном давлении, оС ……….. -42,06 Теплоемкость, ккал/кг·град: жидкого пропана при температуре +20 оС ………………. 0,6070 насыщенного пара пропана при температуре 0 оС ……… 0,370 насыщенного пара пропана при температуре +20 оС …… 0,390 Теплота испарения, ккал/кг: при температуре -42,06 оС ……………………………………… 100,4 +20 оС ……………………………………….. 83,5 Растворяющая способность и избирательность жидкого пропана по отношению к различным соединениям нефтяного сырья различные. Твердые углеводороды – парафины и церезины – при низких температурах (-40 - -45 оС) плохо растворяются в жидком пропане; с повышением температуры растворимость их увеличивается. Жидкие углеводороды парафинового основания хорошо растворяются в жидком пропане в широком интервале температур. Растворимость в пропане парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов зависит от молекулярного веса последних и температуры обработки. С повышением молекулярного веса и понижением температуры обработки растворимость углеводородов в пропане уменьшается. Скорость потока смеси пропан – масло в экстракционной колонне колеблется в пределах 35-40 м3/м2·ч, линейная скорость смеси в свободном сечении экстракционной части колонны равна 9,3–11,3 мм/сек, в насадочных тарелках 46-56 мм/сек; линейная скорость масляного раствора в отстойной части колонны 6,0-7,0 мм/сек. Время контакта сырья (гудрона) и жидкого
пропана в насадочном слое составляет 110-130 сек, время отстоя масляного раствора в отстойной части колонны 570-670 сек. Диаметр экстракционной колонны D определяется из следующей формулы:
отсюда
где D – диаметр экстракционной колонны в м; Gc – производительность установки по сырью в кг/ч; ρc – плотность сырья при средней температуре в экстракционной колонне в кг/м3; Gn – количество пропана, вводимого в экстракционную колонну, в кг/ч; ρп – плотность жидкого пропана при средней температуре в экстракционной колонне в кг/м3; V – скорость потока смеси в экстракционной части колонны, υ=35-40 м3/м2·ч. Часовое количество пропана, вводимого в экстракционную колонну, определяется формулой
Gn=nGc (2.2)
n - отношение веса пропана к весу сырья, которое колеблется в пределах 3,5-5,0. Высота экстракционной колонны определяется по формуле
H= h1+ h2+ h3+ h4+ h5 м (2.3)
где h1 - высота опорной обечайки колонны, равная 1,0-1,2 м; h2 – расстояние от днища до насадки или жалюзийной тарелки, равное 3,0-3,2 м; h3 – высота насадочного слоя или жалюзийной тарелки, м; h4 – расстояние от насадки до верха экстракционной части колонны, равное 3,3-3,5 м; h5 – расстояние от верха экстракционной части до верха колонны (высота отстойной части колонны). Высота насадочного слоя определяется формулой
h3 =τ1W1 (2.4)
где τ – время контакта сырья и пропана в насадочном слое, τ1 = 110-130 сек; W1- линейная скорость потока в насадочном слое, равная 0,046-0,056 м/сек. Высота отстойной части экстракционной колонны определяется формулой
h5= τ2 W2 (2.5)
где τ2 – время отстоя масляного раствора в отстойной части колонны, равное 570-670 сек; W2 – линейная скорость масляного раствора в отстойной части колонны, равная 0,006-0,007 м/сек. ПРИМЕР 2.1 Определить диаметр и высоту экстракционной колонны установки деасфальтизации гудрона жидким пропаном производительностью 400 т/сут сырья. Плотность сырья (гудрона)
Решение. Производительность установки по сырью
Gc=
Количество пропана, вводимого в экстракционную колонну:
Gn=nGc=5·16700=83500 кг/ч.
Средняя температура потока (смеси) в экстракционной части колонны
tcp=
Плотность гудрона при 47 ˚С Диаметр экстракционной колонны определяется по формуле D=2
Высоту насадочного слоя определяем по формуле
h3=
Высоту отстойной части экстракционной колонны подсчитываем по формуле
h5=
Высоту экстракционной колонны находим по формуле
Н=h1+h2+h3+h4+h5=1,0+3,0+6,0+3,3+4,15=17,45 м ПРИМЕР 2.2 Определить производительность установки деасфальтизации гудрона пропаном при следующих условиях: диаметр экстракционной колонны равен 3 м; температура верха экстракционной части колонны равна 70 ˚С, низа 60 ˚С; плотность при 20 ˚С равна Решение. Средняя температура потока в экстракционной части колонны
tcp=
Плотность сырья (гудрона) при 65 ˚С
Плотность пропана при 65 ˚С Производительность установки по сырью определяем по формуле
Отсюда
Gc=27900 кг/ч или Gc=27900·24=670000 кг/сутки.
Задачи для решения 1. Определить диаметр и высоту экстракционной колонны установки деасфальтизации гудрона жидким пропаном производительностью 500 т/сут сырья. Плотность сырья (гудрона) 2. Определить производительность установки деасфальтизации гудрона пропаном при следующих условиях: диаметр экстракционной колонны равен 5 м; температура верха экстракционной части колонны равна 80 ˚С, низа 75 ˚С; плотность при 20 ˚С равна 3. Определить производительность установки деасфальтизации гудрона пропаном при следующих условиях: диаметр экстракционной колонны равен 3,5 м; температура верха экстракционной части колонны равна 75 ˚С, низа 60 ˚С; плотность при 20 ˚С равна
Практическое занятие №3 Тема: Расчет испарителя пропана (3 часа)
Испарители масляного и битумного растворов представляют собой полые цилиндры диаметром 1,8 м, длиной 6,8 м и толщиной стенки 2,4 см. Эти аппараты являются котлонадзорными и рассчитаны на рабочее давление в корпусе 25 атм при 150 ˚С. В корпусе испарителя помещен трубный пучок, поверхность нагрева которого равна 200 м2. В трубный пучок испарителя вводится масляный или битумный раствор. Растворы нагреваются до требуемой температуры и при этом испаряется определенное количество пропана. Газообразный пропан с верха испарителя отводится в конденсатор-холодильник. Концентрация пропана (весовая) в масляном и битумном растворах постепенно снижается от 0,85-0,65 до 0,045-0,050. Весовая концентрация пропана х в уходящем из испарителя масляном растворе определяется формулой
где М1- молекулярный вес пропана, равный 44; М2- молекулярный вес масла (деасфальтизата); К – константа равновесия пропана при данных температуре и давлении. Константой равновесия называется отношение молекулярной концентрации компонента в газовой фазе к молекулярной концентрации данного компонента в жидкой фазе
где у х1/— молекулярная концентрация компонента в жидкой фазе. Как было показано выше, величина константы равновесия зависит от температуры и давления. С повышением температуры величина К увеличивается, а с повышением давления уменьшается. Тепловая нагрузка испарителя, т. е. количество тепла, отдаваемогo теплоносителем (водяным паром) раствору в течение часа, определяется следующим образом. Обозначим часовое количество раствора (масляного или битумного), поступающего в испаритель, буквой Gр, весовую концентрацию пропана в растворе, поступающем в испаритель, х1, весовую концентрацию масла или битума 1 — х 1,весовую концентрацию пропана в уходящем из испарителя растворе х2, весовую концентрацию масля или битума в этом же растворе 1— х 2, теплосодержание перегретого пара пропана при температуре выходящего на испарителя пропана t2 q часовое количество пропана в растворе, поступающем в испаритель, равно Gрx1; часовое количество деасфальтизата битума в растворе, поступающем в испаритель: Gр(1-x1);
часовое количество раствора, уходящего из испарителя: Gр
часовое количество пропана в уходящем растворе Gр
Часовое количество паров пропана, уходящих с верха испарителя:
В испаритель поступает тепло: 1) с раствором, состоящим из пропана и масла:
2) с водяным паром Q. Из растворителя уходит тепло: 1) с раствором
2) с перегретыми парами пропана
3) теряется в атмосферу (3-5 % от количества тепла, внесенного водяным паром)
Qn=0,03-0,05Q
Тепловой баланс испарителя:
Из теплового баланса испарителя определяем количество тепла, внесенного водяным паром в испаритель в течение часа:
Расход водяного пара в испарителе q определяется формулой
где qn - теплосодержание водяного пара, поступающего в трубный пучок испарителя, в ккал/кг; qж – теплосодержание парового конденсата при выходе из трубного пучка испарителя в ккал/кг. Коэффициент теплопередачи k поверхности трубного пучка испарителя определяется из формулы
где Q – тепловая нагрузка испарителя в ккал/ч; F – поверхность трубного пучка в м2; Δ tcp – средняя разность температур. Пример 1. Определить весовую концентрацию пропана в масляном растворе при температуре 80° С и давлении 20 am, если молекулярный вес масла (деасфальтизата) равен 400. Решение. Определяем величину константы равновесия пропана при температуре 80° С и давлении 20 am К = 1,26. По формуле (3.6) определяем весовую концентрацию пропана в масляном растворе
Задачи для решения 1. Определить расход водяного пара в испарителях масляного раствора на установке деасфальтизации гудрона жидким пропаном производительностью 500 т/сутки. Плотность сырья (гудрона) 948 кг/м3, отношение веса пропана к весу гудрона равно 4:1, температура верха экстракционной колонны 55° С, давление в колонне 32 am. Выход деасфальтизата составляет 64% вес., на гудрон. Масляный раствор, отводимый с верха экстракционной колонны, состоит из 85% вес. пропана и 15% вес. деасфальтизата (масла). Плотность масла На установке имеется четыре испарителя масляного раствора, в которых поддерживается следующий режим: в первом испарителе t = 80° С, р == 26 am (абс.) во втором » t — 100° С, р = 22»» в третьем *» t — 120° С, р — 20»» в четвертом» t — 150° С, р — 18 »» В трубный пучок испарителя вводится насыщенный водяной пар при абсолютном давлении 17 ат. Молекулярный вес деасфальтизата 420. 2. Определить расход водяного пара в испарителях масляного раствора на установке деасфальтизации гудрона жидким пропаном производительностью 15300 кг/ч. Плотность сырья (гудрона) 960 кг/м3, отношение веса пропана к весу гудрона равно 5:1, температура верха экстракционной колонны 65° С, давление в колонне 32 am. Выход деасфальтизата составляет 64% вес., на гудрон. Масляный раствор, отводимый с верха экстракционной колонны, состоит из 85% вес. пропана и 15% вес. деасфальтизата (масла). 3. Определить весовую концентрацию пропана в масляном растворе при температуре 60° С и давлении 15 am, если молекулярный вес масла (деасфальтизата) равен 600.
Практическое занятие №4
|
||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; просмотров: 1327; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.14.30 (0.074 с.) |