Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Прямая S2LD является самой крайней, т. е. первой, рабо-
чей
1
>
J,ккал IкГ
- h
линией, так как связывает между собой точки первых
встречных потоков колонны—/, и D.
Далее, проводя поочередно, то ноду, то рабочую линию, находят положение фигуративных точек потоков ^1, G2, gj, G3 и т. д.
Такое построение производят до достижения точки R, являющейся фигуративной точкой остатка, уходящего снизу колонны. Выход дистиллата и остатка можно определить по уравнениям (V, 69) и (V, 70), т. е.
v--,
D = L
а
JCr
Ув — Xr
и
*?иг. 48. Расчет отгонной колонны, питающейся жидкостью, недої ретой, до температуры
кипения
R = L-D,
В данном случае можно сделать ряд выводов, подобных выводам, сделанным о работе укрепляющей колонны для ректификации перегретых паров, а именно:
а) с увеличением степени недогрева жидкости, т. е. с понижением положения точки L1 полюс s2 колонны, ¦имеющей бесконечно большое число тарелок, будет понижаться, а точки D' и (уо)макс будут перемещаться вправо, т. е. с уменьшением температуры жидкого сырья можно получить более чистые пары дистиллата, однако это будет связано с увеличением удельного расхода тепла в кипятильнике;
б) с увеличением количества тепла кипятильника (В ккал/кас) выход нижнего продукта уменьшается;
144
с і
в) когда
R
со, т. е. полюс S2 бесконечно удален, будем
иметь
# = 0; D = L; yD
а и
В последнем 'выражении Qd соответствует удельному теплосодержанию сырья, когда оно полностью превращено в насыщенный пар и в таком виде уходит сверху колонны (фиг. 49).
г
fl,а,кнал I кг
Фиг. 49. Работа отгонной колонны, питающейся жидкостью, недогре-той до температуры кипения в случае, когда BlR-
oo
Фиг. 50. Расчет отгонной колонны, питаю щейся. однофазным жидким сырьем, нагре
тым до температуры кипения
В данном случае рабочие линии будут направлены параллельно оси ординат и число контактов будет минимальным.
Питание отгонной колонны жидкостью, нагретой до температуры кипения. Расчет случая питания отгонной колонны жидкостью, нагретой до температуры кипения, иллюстрируется фиг. 50. Порядок построений следующий: наносят точ:<у L9 путем
продолжения ноды сырья проводят прямую D'L S% и, таким
образом, определяют положение полюса Si для колонны, имеющей бесконечно большое число тарелох; выбирают значение
— несколько большим, чем (—) > определяют положение
R R , мин
полюса S2 реальной колонны; проводят крайнюю рабочую линию S2LD; точка D определит состав уп\ проводят ступенча-
372-Ю
145
тую линию: нода tu линия g*2 G3, нода t3 и
рабочай линия G2, нода tif рабочая
достижения точки Ry соответ-
т.
до
ствующеи желаемому составу остатка.
Питание отгонной ко-% лонны двухфазным сырьем. Порядок построения схемы расчета (фиг. 51) таков же, как и при питании колонны жидким сырьем, нагретым до температуры кипения.
После построения ступенчатой линии go G1 gx G2 ?2"м определяют - выход и качество дистиллата по уравнениям:
D = G1 + G0 GiJ/» -4- G0 у0
D
(V, 76) (V, 77)
Фиг. 51. Схема расчета отгонной колонны, питающейся двухфазным
сырьем
12. О ВЫБОРЕ ДАВЛЕНИЯ
В КОЛОННЕ
С увеличением внешнего давления температуры кипения ta и tw чистых компонентов повышаются. Это указывает, что кривые изобар (см. фиг. 29) с повышением давления будут располагаться несколько выше, т. е. окажутся в области более высоких температур. Таким образом с повышением давления в колонне потребуются более высокие температуры в любом сечении колонны, в том числе в кипятильнике и в конденсаторе.
Однако в области более высоких температур коэффициент обогащения (— Удля углеводородов, образующих нормальные
растворы, имеет меньшие значения. Следовательно, как видно из уравнения равновесия (IV, 14) при заданном х' величина у7 уменьшается, поэтому, при прочих равных условиях, для разделения смеси потребуется больше теоретических контактов.
С практической точки зрения удобнее всего иметь в колонне такое давление, которое устанавливается в ней естественным путем и превышает атмосферное давление лишь на величину гидравлических сопротивлений, преодолеваемых потоком паров при своем движении по высоте колонны, в шлемовой трубе,.
I
146
конденсаторе и т. д. Однако в некоторых случаях при выборе давления приходится учитывать и другие практические соображения.
Так, при ректификации сырья, состоящего из низкомолекулярных углеводородов, при давлениях, близких к атмосферному, температура верха колонны оказывается ниже 0°С. Поэтому для конденсации паров дистиллата и для образования жидкого орошения требуется применение специальной холодильной машины, что усложняет и удорожает установку. Практически более удобным явилось бы водяное охлаждение, но в наиболее неблагоприятных—летних условиях, особенно в южных районах нашей страны, при помощи водяного охлаждения практически не удается получить температуру ниже 40° С. Поэтому лишь в случаях, когда критическая температура верхнего продукта колонны заметно выше 4O0C, возможно и целесообразно использовать водяное охлаждение. Понятно, что при этом в приемнике верхнего продукта необходимо поддерживать такое давление чтобы при температуре порядка ?=40° С, обеспечить сохранение в нем в жидком виде всего верхнего продукта. Давление в колонне будет выше давления в приемнике на величину гидравлических сопротивлений.
