Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Розрахунок сепаратора низького тиску

Поиск

В сепаратор низького тиску поступає нестабільний каталізат (нестабільний бензин+вуглеводневий газ).

Склад газової фази, мольні (мольні частки)

 

H2=C, C13 C2H2=0,254 C4H10= 0,13
CH4=0,319 C3H5=0,198 C4H10=0,085

 

Температура в системі 40оС.

Визначається кіломольна частка вуглеводневого газу, що поступає в сепаратор:

 

 (1)

де xi – вміст компонентів суміші мольної частки

Mi – кіло мольна маса компонентів сміші, кг/к моль.

Мсер= 2 ∙ 0,013 + 16 ∙319+30∙0,254+44∙0,198+58∙0,13+58∙0,085=33,99кг

 Об’єм газової суміші при робочих умовах сепаратора визначається за формулою [1ст.11].

 

 (2)

 

 

де Т – температура в системі, оК;

Р – тиск в систем, Мпа;

G – масова витрата тиску, кг/год;

М – Кислотна маса газової суміші,кг/к моль;

Z – коєфіцієнт стиску;

Z = 0,76 (з практичних даних)

 

 

Визначається густина рідкої фази при робочих умовах сепаратора за формулою [7 ст.9 ].

 

 (3)

 

де  - відносна густина нафтопродукту при даній температурі;

α - середня температурна поправка на 1°С.

Густина газової фази розраховуэться за формулою [7,ст. 10 ]:


 (4)

 

Визначається допустима швидкість руху газового струминя за формулою [7ст. 115 ]:

 

 (5)

 

де  - густина рідини, кг/м3

 - густина газу при даних умовах, кг/м3

 

 

Необхідний більший переріз апарату визначається за формулою

[7, ст.111]:

 

 (6)

 

Визначаємо необхідний діаметр в апараті на газовій струмині:

 

 (7)

Визначається секундна об’ємна витрата нестабільного бензину:

 

 

Необхідний вільний переріз апарата рівний:

 

 

де 0,004 м/с допустима швидкість руху рідини струмини в м/с [7,ст. 118]

Отже, діаметр апарату рівний:

 

 

Діаметр визначений по рідкому навантаженні більший за діаметр по газовому струмені.

Приймається стандартний діаметр апарату:

Д=2,6мм

Висота циліндричної частини – 4500 мм.

Розрахунок фракціонуючого абсорбера

 

Фракціонуючий абсорбер служить для вилучення метану, етану із рідкої і газової фаз.Розділення проходить на клапанних тарілках:


Мал. 2 Схема матеріальних потоків

Матеріальний баланс колони

Матеріальний баланс фракціонуючого абсорбера складається для встановленого режиму, матеріальних і теплових потоків, що поступають в сепаратор, вона рівна сумі залишаючи тисків.

Результати розрахунків зводяться в таблицю.

 

Таблиця 5 - Матеріальний баланс колони

Статті балансу % мас т/рік т/добу кг/год.
Взято:        
Нестабільний каталізат 100,00 390000 1200,00 50000
Нестабільний бензин 94,00 366600 112800 47000
Вуглеводневий газ 6,00 23400 7200 3000
Всього: 100,00 390000 1200 50000
Одержано:        
Стабільний бензин 6,70 26130 80,4 3350
Стабільна головка 93,30 363870 1119,60 46650
  100,00 390000 1200,00 50000

Тепловий баланс колони

Тепловий баланс абсорбера складається з метою визначення кількості тепла, яке вносять в низ абсорбера гарячий потік:

Згідно закону збереження енергії рівняння теплового балансу має вигляд:

 

 (5.8)

 

де: Qн.б. – тепло, яке вносять нестабільним бензином, кДж/год;

Qг.стр – тепло, яке вноситься гарячою струминею, кДж/год;

Qв.г – тепло, яке виноситься з колони вуглеводневим газом, кДж/год;

Qаб – тепло, яке заберається абсорбентом, кДж/год;

 Qст.б – тепло, яке виноситься з колони стабільним абсорбентом, кДж/год;

Qг.с.г – тепло, яке виноситься з колони вуглеводневим газом, кДж/год.;

Qд.к – тепло, яке виноситься з колони дестабілізованим каталізатом, кДж/год.

Ентальпії нафтопродуктів приведені в таблиці.

 

Таблиця 6

Фракції

Ентальпії,кдж/кг

Нестабільний бензин і (каталізат) 0,770 0,774 40 155 80,04 357,27 - 653,06
Деетанізований каталізат 0,760 0,764 165 225 185 372,42 534,03 420,75   666,52 709,28
Стабільний бензин 0,765 0,769 255 230 35 616,21 550,35 69,7 867,22   -
Стабільна головка 0,600 0,604 65 35 150,13 78,84 514,38 -

Визначається загальний прихід тепла:

Розраховується кількість тепла, що вноситься нестабільним бензином визначається за формулою [7ст. 65]

 

 (5.9)

 

де Gн.б. – масова витрата нестабільного бензину, кг/год;

Jtвх, і t вх – відповідно ентальпії парів та рідкого потоків при температурі входу, кДж/кг;

е – масова частка відгону;

е = 0,01 [ з практичних даних].

Нестабільний бензин в фракційний абсорбер поступає двома потоками, як абсорбент подається 3% від нестабільного бензину:

 

Qаб=0,03∙50000 кг/год = 1500 кг/год

 

тоді:

 

Qн.б.=50000кг/год – 1500 кг/год = 48500 кг/год

 

Відповідно:

 

Витрата тепла:

1) з абсорбентом; (3% нестабільного бензину)

 

 (5.10)


2) з вуглеводневим газом

 

 (5.11)

 

де С – теплоємність вуглеводневого газу, КДж/кг.

 

Таблиця 7

Вміст вуглеводнів % об Mi Mix кДж/кгºК С
H2 1,3 2 0,026 0,001 14,57 0,01
CH4 31,9 16 5,104 0,150 3,255 0,49
C2H6 25,4 30 7,62 0,224 2,938  0,66
C3H8 19,8 44 8,782 0,256 2,890  0,74
C4H10 13,1 58 7,598 0,224 2,863 0,64
І C4H10 8,5 58 4,93 0,145 2,828 0,41
Всього: 100 - 33,99 100 - 2,95

 

3) з стабільним бензином (зрошення яке складає 5% від Gст.б)

 

 (5.12)

 

4) з сухим газом

 

 (5.13)

 

де Сс.г – теплоємність сухого газу, кДж/кгºС

 

 (5.13)

Приймається Кг.х.зр = 2 [ 7 ст. 54 ]

 

Визначається загальна витрата тепла:

 

 (5.7)

 

Визначається кількість тепла, що повинна внести гаряча струмина.

 

 (5.8)

 

Визначається масова витрата гарячої струмини:

 

 (5.9)

 

де Gг.стр. – масова витрата гарячої струмини, кг/год.

 

Розрахунок діаметру колони

Діаметр колони абсорбера визначається в залежності від максимальної витрати парів і їх допустимої швидкості в вільному перерізі колони.

Діаметр абсорбера визначається за формулою [ 7 ст. 56]


 (5.10)

 

де Д – діаметр колони, м;

Vсек – об’ємна витрата парів, м3/с;

W – допустима лінійна швидкість руху парів, м/с.

 

[ 7 ст. 56]

 

Об’ємна витрата парів на верху колони визначається з врахуванням гострого холодного зрошення за формулою [ 7 ст. 54 ]

 

 (5.11)

 

де То, По – відповідно температура і тиск при нормальних умовах, оК, Па;

Тверх, Пверх – відповідно температура і тиск на верху колони, оК, Па;

Z – коефіцієнт стиску, враховується у випадку, коли тиск парів і газів більше 0,4 МПа;

Мзр.г - кіломольна маса зрідженого газу, кг/к моль.

Оскільки колона працює під тиском необхідно визначити коефіцієнт стиску:

 

 

Критичні константи визначаються в залежності від молекулярної маси ректифікату:

 

Ткр = 200 + 272оК = 473 оК

Ркр = 2,5 МПа

Z = 0,56 [ 7 ст. 21 ]

 

Кількість гострого гарячого зрошення визначається з рівності тепла, яке віддає і забирає гостре холодне зрошення:

 

 (5.12)

 

Визначається масова витрата гострого горючого зрошення:

 

 (5.13)

 

 

Приймається W = 0,2 м/с [ 7 ст. 54 ]

 

 

Приймається стандартний діаметр верху колони [ 7 ст. 56 ]

 

ДСТ = 1,0 м

 

Визначається діаметр низу колони:

 

де F – необхідний вільний переріз апарату, м2.

Визначається необхідний вільний переріз апарату за формулою [7,ст.64].

 

 (5.14)

 

де Vсек – об’эмна витрата рідини, м3/с;

Wр – допустима лінійна швидкість руху рідини, м/с.

Визначається об’ємна витрата стабільного бензину колони з врахуванням гарячої струмини.

 

 (5.15)

Приймається Wр = 0,02 м/с [ 7 ст. 68 ]

 

Приймається стандартний діаметр низу колони [ 7 ст 56 ]




Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2020-10-24; просмотров: 106; 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 - 3.144.40.90 (0.011 с.)