Определение основных размеров колонны
Расчёт основных размеров колонны включает определение её диаметра, высоты, диаметров основных штуцеров. Диаметр колонны определяется для наиболее нагруженного сечения с использованием допустимой массовой скорости паров Gg или линейной скорости wg по уравнениям: , (38) ; ,(39)
где – диаметр колонны,м; – паровая нагрузка колонны в расчётном сечении, кг/ч; – объёмный расход паров, проходящих через данное сечение ко- лонны, м3/с; Gg – допустимая массовая скорость паров, м/с; wg – линейная скорость паров, м/с; π – давление в системе, мм рт.ст. При расчете объемного расчета паров для колонн, работающих при избыточном давлении, необходимо учитывать коэффициент сжимаемости z, который находят из зависимости от приведенных параметров Тпр и Рпр Приведенные температура и давление находятся по уравнениям: ,(41) ; ,(40) где π – давление в системе, мм.рт.ст; Т – температура системы, К; Ркр – критическое давление, мм.рт.ст; Ткр – критическая температура, К. Для газовых смесей использование истинных критических параметров при определении физических и тепловых характеристик смеси приводит к значительным отклонениям. Поэтому при расчете свойств газовых смесей используются исправленные критические параметры, которые принято называть псевдокритическими. Для углеводородных газовых смесей псевдокритические параметры температуры и давления принято определять по правилу аддитивности через критические параметры и мольные концентрации отдельных компонентов смеси: ,(41); ,(42) где x`i - мольная концентрация i-го компонента; Tkp,i и Pkp,i - соответственно критическая температура и критическое давление компонента. Значения Tкр.i и Pкр.i принимаем по данным [2, приложение 1. с. 25]. Объемный расход паров рассчитываем для наиболее нагруженного сечения колонны по уравнению: (43) Где - объемный расход паров,м³/с; - количество паров под нижней тарелкой колонны,кг/ч; - температура на -ной тарелке колонны, °C; - средняя молекулярная масса остатка; - давление на -ной тарелке колонны,мм рт.ст; - коэффициент сжимаемости. Расчет псевдокритических параметров приведен в таблице 18 Таблица 18
В результате расчета получено: ¾ псевдокритическая температура Тпс.кр = 433 К ¾ псевдокритическое давление Рпс.кр =36302,59 мм.рт.ст. Давление в системе pн = 10565 мм.рт.ст. Температура низа колонны Тн = 104+273=377 °С Находим приведенные температуру и давление по следующим формулам: Таким образом, объемный расход паров равен: По графику зависимости коэффициента сжимаемости от приведенных давления и температуры находим коэффициент сжимаемости z = 0,85. Плотность паров: Для пересчета величин ρ420 и ρ1515 можно воспользовался приближенной формулой: ,(44) где a - температурная поправка, которая определили таблицам [2],: С учётом температурной поправки [2, с.5] получаем плотность жидкости: т. е. плотность жидкости rж= 591,18 кг/м3 Допустимую линейную скорость паров в колонне определяем по уравнению: (45) Величина коэффициента С зависит от конструкции тарелки, расстояния между тарелками и поверхностного натяжения жидкости. Расстояние между тарелками обычно изменяется в пределах от 0,2 до 0,8 м, а для колонн диаметром 1м и более при монтаже тарелок через люки НТ не менее 0,45. Примем расстояние между тарелками НТ = 0,45м, тогда коэффициент С = 850. Диаметр колонны равен: м, где V – объёмный расход паров, проходящих через данное сечение колонны, м3/с; wg – линейная скорость паров, м/с; Dk – диаметр колонны, м; π – давление в системе, мм рт.ст. Полученный по приведенным уравнениям диаметр колонны округляют до ближайшего стандартного (ГОСТ 9617-76) принимаем Dk = 2000 мм. Расстояние между нижней тарелкой и нижним днищем определяют с учетом необходимого запаса жидкости в случае прекращения подачи сырья в колонну. Объем жидкости определяется из соотношения: , где gN – количество жидкости стекающей с нижней тарелки колонны, кг/ч; τ – запас времени, ч. Высота жидкости в нижней части колонны: Расстояние от уровня жидкости до нижней тарелки принимаем равным 1м, тогда высота нижней части колонны равна 1,000000003 м. Высоту над верхней тарелкой концентрационной части колонны выбирают с учетом конструкции колонны (наличие отбойников, распределителей жидкости и т.д.), принимаем 3H, т.е. 1,35 м. Высота питательной зоны колонны зависит от конструкции узла ввода сырья, примем эту высоту равной 1,3 м. Через 4-5 тарелок по высоте колонны устанавливаются люки для обеспечения монтажа и ремонта тарелок. Диаметр люков принимается не менее Dy = 450, а расстояние между тарелками в месте установки люка не менее 600 мм. Высота концентрационной части равна: Высота отгонной части равна: Полезная высота колонны равна: Нпол=16,75 м Примем высоту опоры равной 3 м, тогда общая высота колонны: Н = Нпол + 3 = 19,75 м. При расчете диаметра штуцеров массовые пара или жидкости пересчитываем на реальную производительность колонны, плотности потоков находим по приведенной выше методике, допустимую скорость движения потоков принимаем в зависимости от назначения штуцера и фазового состояния потока (в м/с): скорость жидкости потока на приеме насоса и в самотечных трубопроводах…………………………………………………………… 0,2-0,6 на выкиде насоса ………………………………………………………… 1-2 скорость парового потока: в шлемовых трубах и из кипятильника в колонну (при атмосферном давлении) …………………………………………………… 10-30 в трубопроводах из отпарных секций……………………………….... 10-40 в шлемовых трубах вакуумных колонн …………………………………. 20-60 при подаче сырья в колонну ………………….…………………………... 30-50 скорость парожидкостного потока в колонну в пересчете на однофазный жидкостной поток …………………………….………………………….. 0,5-1,0 Диаметр штуцеров принимаем примерно равным внутреннему диаметру трубы. При этом если диаметр трубы будет принят несколько меньшим, производится проверочный расчет скорости потоков. Штуцер ввода сырья:
F = 375000 кг/ч ρж = 564,282 кг/м3 ω = 0,4 м/с
Принимаем штуцер ввода сырья D = 200 мм. Штуцер для вывода паров ректификата: G = D + gхол = 450101,9 кг/ч ρп = 18,24 кг/м3 ; ω = 27 м/с
Принимаем штуцер ввода паров D = 250 мм. Штуцер для вывода жидкости в кипятильник: g1=78750,91 кг/ч
ρж = 591.18 кг/м3 ω = 1,2 м/с
Принимаем штуцер вывода жидкости в кипятильник D = 250 мм. Штуцер для ввода паров из кипятильника: GN = 73296,1 кг/ч ρп = 23,38 кг/м3 ω = 23 м/с
Принимаем штуцер для ввода паров из кипятильника D = 250 мм. Результаты расчетов сведены в таблицу 19. Таблица 19 - Результаты расчета штуцеров
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1352)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |