Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
4. РАСЧЕТ ЧИСЛА ТАРЕЛОК В КОЛОННЕ
Расчет числа тарелок можно вести переходя от тарелки к тарелке либо по направлению от верха колонны к низу, либо от питательной секции в направлении к верху и к низу колонны—результаты будут одинаковыми. Для расчета используем комбинированную тепловую диаграмму, построенную для среднего давления, имеющего место в колонне' (изменением давления по высоте колонны обычно пренебрегают).
Пусть, например, заданы значения L, a, j/D, xr, qi и d\ по этим данным наносим положения точек S1, I, D и R (фиг. 33); по уравнениям (V, 11) и (V, 4) находим значения весов DhR.
Проводим прямую S1 L, продолжив которую на пересечении с ординатой Xr находим положение полюса S2, которое определит значение тепла В (на фиг. 38 прямая S2 L S2 и полюс S2 не показаны).
Точка D, на графике t—x, у определит температуру t0 паров дистиллата.
Проводя из точки D на графике t—x, у горизонталь, находим ноду D~~gb\ абсцисса точки g$ покажет состав Xe жидкого орошения. Так как орошение равновесно дистиллату, то температура орошения также будет равна Ir,.
128
Поднимаясь по вертикали, соответствующей значению JCe на пересечении с кривой жидкой фазы тепловой диаграммы находим одноименную точку ge. Соединяя эту точку с полюсом S1 проводим рабочую линию gQ S1 пересечение которой с
кривой теплосодержания паров покажет фигуративную точку, встречных паров G1, поднимающихся с первой тарелки (нумерация тарелок—сверху ениз).
Фиг. 38, Схема, поясняющая хо% графического подсчета числа теоретических контактов в укрепляющей секции полкой ректификационной колонны
Абсцисса точки G1 покажет состав ух этого потока. Спускаясь по ординате Уі вниз, на графике t—х, у находим одноименную точку G1, коотрая определит температуру I1 этого нотка. Загем, проводя из точки Q19 на этом графике, горизонтальную ноду Gi~glt находим точку жидкого потока,
,172—9
12»
стекающего с первой тарелки и равновесного парам G,; абсписса точки gx определит состав X1 этого потока.
Так, переходя от графика t—х,у к тепловой диаграмме и обратно, переходят от тарелки к тарелке, по направлению к питательной секции. Каждая нода соответствует равновесным потокам, т. е. одному теоретическому контакту (на фиг. 38 получено три контакта). По своему действию парциальный конденсатор также эквивалентен одному теоретическому контакту.
Расчет числа тарелок заканчивают тогда, когда какая-то рабочая линия (на фиг. 38—рабочая линия g2—G3), которую можно назвать последней рабочей линией укрепляющей секции, пересечет на тепловой диаграмме ноду g0 — G0 сырья. В этом случае составы встречных потоков оказываются наиболее близкими к составу равновесных фаз сырья. Последняя рабочая линий* определяет точки gK и Gm последних встречных потоков укрепляющей секции. Абсциссы этих точек покажут составы хк и ут денных потоков (на фиг. 38 имеем: gK =g*3, Gm=G3, хк =хг и ут=у3).
Уравнение концентрации (V, 18), написанное для последних встречных потоков
g_K_ = ур—Ут
(V, 46)\
позволяет вычислить вес потока gK .
г
По уравнениям (V, 32) и (V,34) можно найти вес gm и состав л;т первого жидкого іютока отгонной секции. По составу хт можно найти точку gm как на графике t—х, у, так и на тепловой диаграмме (фиг. 39).
Проводя рабочую линию gm—S2, на ее продолжении нахо-J дят точку GK встречных паров, абсцисса которой покажет со-і став ук последних. Перейдя к графику t—х,у, проводят ноду; GK —gx и находят положение то4jcи gx равновесной жидкости, стекающей с первой тарелки (счет тарелок от питательной секции к низу колонны). Строя попеременно, то рабочую; линию, то ноду, постепенно переходят от тарелки к тарелке. Построения производят до тех пор, пока состав какой-то равновесной жидкой фазы не окажется равным (или несколько меньшим) требуемому составу Xr остатка. Число нод определит число необходимых теоретических контактов (тарелок) в отгонной секции. По своему действию кипятильник, также как и парциальный конденсатор, эквивалентен одному теоретическому контакту.
Разделив число теоретических контактов каждой секции на средний к. п. д. тарелки, находят число необходимых практических тарелок каждой секции, причем полученное число
і j
J L
130
практических тарелок каждой секции следует уменьшить на единицу, учитывая ректифицирующее действие парциального конденсатора или кипятильника.
'г4
.іі-г
Фиг. 39. Схема, поясняющая ход графического подсчета числа теоретических контактов в отгонной секции
полной колонны
Расчет чи^ла теоретических контактов в случае необходимости можно производить и аналитически, используя поочередно уравнения равновесия и концентраций.
5. МИНИМАЛЬНОЕ ТЕПЛО ОРОШЕНИЯ (d мин)
И КИПЯЧЕНИЯ (В мин>
J
С уменьшением количества тепла d, отнимаемого в царт цнильном конденсаторе, полюс S1 будет перемещаться вниз in» ординате уо. Соответственно полюс S2 будет перемещаться
J с
ъ а.
¦*
131
L
в
ВЕерх по ординате Xr, т. е. величина—, а следовательно, и
тепло В кипятильника будут уменьшаться. При этом как можно видеть из тепловой диаграммы, угол а между люоой рабочей линией и примыкающей к ней нодой будет уменьшаться,
