Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Очевидно, что, используя выражения, аналогичные уравнениям (V, 88-—V, 94), но написанные для соответствующих вышележащих сечений колонны, можно определить составы х2г х3 и температуры t2, tB,... жидких потоков, стекающих со второй, третьей и т. д. тарелок-. Попутно по ходу расчета определятся составы и веса паровых потоков, а также веса жидких потоков.
Расчет производят до тех пор, пока состав очередного жидкого потока достигнет значения хт (или несколько превзойдет последнее). Если при этом температура последнего жидкого потока будет равна температуре ^,подсчитанной в начале расчета, то можно считать, что значение /r было принято правильно; в противном случае следует задаться новым значением и сделать пересчет.
Удельное теплосодержание сырья определится из уравнения теплового баланса всей колонны
16. РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ОТГОНКИ РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ ПРАКТИЧЕСКИ НЕЛЕТУЧЕГО ЖИДКОГО ОСТАТКА
В производстве смазочных масел распространен процесс отгонки из тяжелого масла, содержащегося в нем легкого растворителя—пропана, нафты и т. д.
В литературе имеются опытные данные, указывающие на необходимость самого тщательного выделения легкого растворителя из масла, так как даже такое ничтожное содержание-растворителя, как 0,01 % по весу, снижает температуру вспышки масла на 5—10°С.
P^PeB + pzb
Lqi +B+Zi
нач
D QD-\-RgK-+Z-io
(V, 95)
15$
Таким образом процесс отгона растворителя в этих случаях ,должен иметь целью практически полное его выделение из масла, что достигается применением отгонных колонн, работающих с вводом отпаривающего агента—перегретого водяного дара. При этом, в ряде случаев при температурах процесса растворитель имеет давление насыщенного пара, в тысячи раз превышающие давления насыщенного пара тяжелого масла. Вследствие этого оказывается возможным принимать масло за практически нелетучий компонент, т. е. можно считать, что ларовой поток в любом сечении колонны состоит только из растворителя. Последнее, вполне оправданное допущение, значительно упрощает расчеты.
Ход расчета зависит от выбранных исходных параметров. Пусть, например, в качестве исходных параметров (фиг. 52) .заданы:
В
тогда, учитывая, что состав парового потока по всей высоте долонны постоянен и равен у—\, а также, что xr^O, из уравнений (V, 83) и (V, 84) находим:
D GC-Xr
R ув—ос
а, (V, 95)
1-а. . (V, 97)
Так как температура ?r задана, то определяем парциальное давление Рев углеводородных паров внизу колонны по уравнению (V, 88), которое в данном случае примет вид
рев ^PaR • Xr- (V, 98)
Вес паров Ge найдется из уравнения (V, 90), а вес жидкого потока gu стекающего с первой тарелки—по уравнению (V, 91). Имея в виду, чтоуе=1 и xR^0, из уравнения (V, 93) определим и состав потока
X3 ^ — . (V, 99)
Из уравнения V, 94 найдется удельное теплосодержание qu а следовательно, и температура tx потока ^1. Аналогично можно определить составы, веса и температуры потоков, уходящих со второй, третьей и т. д. тарелок. Расчет производят до тех пор, пока вес какого-то парового потока достигает или превзойдет величину D. Равновесная с ней жидкая фаза будет соответствовать потоку gm.
Удельное теплосодержание сырья определится по тепловому балансу колонны (см. уравнение (V, 95).
154
Пример 10. Требуется отогнать из раствора с тяжелым маслом легкий растворитель, в качестве которого принят нормальный гептан. Содержание гептана в исходном сырье а => 0,705. Средний молекулярный вес масла A/w=400; удельный вес масла rfw=0,900. Молекулярный вес н.-гептана M =100, его удельный вес ^a,—0,604; содержание растворителя в нижнем продукте отгонной колонны Xd =0,00205 % (вес). Давление в колонне/?=760 мм рт.ст.
Z
Расход водяного пара —- =3,9 % (по весу). Удельное теплосодержа-
нис водяного пара, вводимого в колонну /нач—649,1 ккал\кГ. Колонна работает без кипятильника, т. е. В—0; количество исходной смеси ? = 10000 кГ/час.
Определить число необходимых теоретических тарелок и удельное теплосодержание сырья.
Решение. Заданы семь параметров: р, L7 a, X^1 гнач.—г- и ? = 0.
В качестве восьмого параметра примем /R=120°C.
По уравнению (V, 96) находим
Z)^Z..a=10000.0,705 = 7050 кГ\час.
Тогда V
#=L-D= 10000-7050=2950 кГ/час. Мольная доля растворителя в остатке
400
JCr= - -0,0000205=0,000082.
R 100
При ?R=120°C давление насыщенных паров н.-гептана составляет PaR«»
*= 1367 мм рт. ст.
По уравнению (V.98)
PtB =1367.0,000082=0,112 мм рт. ст.
Расход пара
Z
Z =-- 1=0,039-10000=390 кГ/час.
Из уравнения (V, 90)
°9 = 390 =0,319 кГ/час;
759,888-18
из уравнения (V,91)
^=0,319+2950-2950,319 ^/?^;
из уравнения (V, 99)
0,319
хіа ~7^7ГГ7Г =0,000108. 1 2950,319
Тогда
X1
1
100 /_1__ _
+ 400 \ 0,000108 ~~ 1
0,000432.
Удельное теплосодержание остатка составляет <7R=57,1 ккал\кГ.
Удельное теплосодержание паров G9 при температуре их /R =120° С равно Q0 =142 ккал\кГ.
Удельное теплосодержание водяного пара при /R = 120° С и pz§ = = 759,888 мм рт. ст. составляет iB =649.1 ккал\кГ.
Тогда из уравнения (V, 94) находим
Ce^o +^-/e+(AgR—В—Z-інач) _ Qi—--
