Процессы разделения нефти и газов методами перегонки. Сущность и схемы процессов простой перегонки: с однократным, многократным и постепенным испарением; перегонка с дефлегмацией.

Вариант 26

Задача А26

Расчет трубчатой печи

Определить часовой расход жидкого топлива для нагрева сырой нефти в трубчатой печи установки вакуумной перегонки нефти по исходным данным в табл. 2.1

Вариант	Gн, кг/час	tвх, °С	tвых, °С	Р, МПа	е, кг/кг	α, кг/кг	М кг/кмоль
А26				0,014	0,3	1,35

 

Вариант	Содержание компонентов мазута, xi, % масс.
С	H	O=N	S	A	W
А26	83,8	12,6	0,25	0,3	0,15	2,65

 

G_н, - производительность печи по нефти, кг/час;

t_вх, - начальная температура сырой нефти на входе в печь, °С;

t_вых, - конечная температура сырой нефти на выходе из печь, °С;

Р – давление нагретой нефти на выходе из печи, МПа;

е – доля отгона нагретой нефти на выходе из печи, кг/кг;

α – коэффициент избытка воздуха для сжигания топлива, кг/кг;

В качестве топлива для сжигания в горелках печи принять малосернистый мазут с молекулярной массой М, кг/кмоль и содержащий индивидуальные компоненты x_i, % масс.: С – углерод; Н – водород; О – кислород, N – азот; S – сера; А – зола; W – вода (влага).

Решение

Расчетную низшую теплоту сгорания топлива определяем по формуле

кДж/кг

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива, рассчитываем по формуле

кг/кг

Теоретически необходимый объем воздуха при нормальных условиях (0 °С и 760 мм рт. ст.) составит

м³/кг

Определяем действительный расход воздуха по формуле

кг/кг

Количество продуктов сгорания, образующихся при сгорании 1 кг жидкого топлива, найдем по формуле

кг/кг

= 0 – расход форсуночного пара

Состав продуктов сгорания в расчете на 1 кг топлива (при известном элементарном составе) при полном его сгорании:

кг/кг

кг/кг

кг/кг

кг/кг

кг/кг

Общее количество продуктов сгорания определим по формуле

кг/кг

Результаты расчета совпадают: 19,873 кг/кг.

Поэлементные объемы продуктов сгорания (м³/кг топлива) при нормальных условиях вычисляем

м³/кг;

м³/кг;

м³/кг;

м³/кг;

м³/кг;

Суммарный объем продуктов сгорания

м³/кг;

Плотность продуктов сгорания при нормальных условиях

кг/м³

Полезная тепловая нагрузка печи с учетом перегрева пара рассчитывается по формуле

где - производительность печи по сырью, кг/ч;

е - доля отгона сырья на выходе из печи;

, , - энтальпии соответственно пара и жидкости на выходе из печи и энтальпия жидкости (сырья) на входе в печь, кДж/кг;

, - энтальпия соответственно перегретого пара на выходе и входе в печь, кДж/кг.

Для определения , необходимо знать значения относительных плотностей жидкой и газовой фракций.

Относительная плотность мазута (или любой другой прямогонной нефтяной фракции) зависит от состава нефти и при отсутствии точных данных может быть подсчитана лишь приближенно по температуре кипения или молекулярной массе фракции.

Молекулярная масса мазута лежит в пределах 300 кг/кмоль.

Энтальпия нефтяных жидкостей (табл. 3.68) при

= 766,98 кДж/кг при К

= 1306,07 кДж/кг при К

= 1461,19 кДж/кг при К (табл. 3.69)

Z = 0 в отсутствии перегретого пара

кДж/ч

Энтальпию продуктов сгорания найдем по формуле

значение теплоемкостей рис. 3.17

= 0,91 кДж/кг К

= 0,92 кДж/кг К

= 1,03 кДж/кг К

= 0,9 кДж/кг К

= 0,887 кДж/кг К

кДж/кг сырья

Потери теплоты с уходящими из печи дымовыми газами вычислим по формуле

Принимаем q_пот = 0,08. Тогда КПД печи

Часовой расход топлива рассчитываем по формуле

кг/ч

 

Теоретические вопросы:

Процессы разделения нефти и газов методами перегонки. Сущность и схемы процессов простой перегонки: с однократным, многократным и постепенным испарением; перегонка с дефлегмацией.

Перегонка (дистилляция) это процесс физического разделения нефти и газа на отдельные фракции (компоненты), отличающиеся друг от друга и от исходной смеси по температуре кипения (или конденсации). По способу проведения процесса различают простую и сложную перегонку.