Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
ния носят эмпирический характер, но оправдываются при сопоставлении с опытными данными и поэтому приемлемы.
Первое из этих допущений приводит к следующему уравнению
G1 \-L G1
C/n+1 J C/I + 1
Второе же допущение позволяет определять температуры ti различных тарелок колонны по соотношению
tn—ti Gn+\—Gi
tn—10
^7^- (VI, 21)
где t0 и tn—температуры абсорбента на входе и выходе из абсорбера.
Использование эмпирических соотношений (VI, 20) и (VI, 21) позволяет расчитать расходы газа и масла и температуры на каждой тарелке, а следовательно, позволяет найти для каждой тарелки отношение-?? и значение константы К, фазового рав*$
новесия каждого компонента системы для условий put дан-? ной тарелки. Имея эти данные, нетрудно рассчитать соответ-^ ствующие значения факторов абсорбции Ai для всех тарелок и всех компонентов газовой смеси. В последующей стадии расчета, подстановка найденных значений А\ для каждого компонента в уравнение (VI, 14) дает возможность рассчитать для них значения коэффициентов извлечения, с помощью которых может быть рассчитан состав остаточного газа и общее число поглощенных молей газа. Полученные результаты расчета должны согласовываться с предварительно сделанными допущениями.
Такова методика расчета абсорбции жирных газов, иллюстрированная далее примером расчета.
З.ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ ДЕСОРБЦИИ
Что касается соответствующих формул для расчета процесса десорбции, то их вывод вполне аналогичен приведенным выше выкладкам, относящимся к процессу абсорбции. Чтобы
166
ч
- ¦ I t
І: і
1
получить основное уравнение десорбции, подобное по форме полученному выше уравнению (VI, 14) процесса абсорбции, необходимо перенумеровать тарелки десорбера снизу вверх и определить фактор десорбции Sj по соотношению
- h-' (VI, 22)
Ввиду полного подобия нет необходимости приводить все промежуточные стадии вывода, и окончательное выражение основного уравнения десорбции может быть написано по аналогии.
Хт±\ X1 S1S2S3' * •SmH-S2S3-. .5m-f~: • *+S
-Afm-fl S1S2S3* • •SmH-S2O3* * •«Sm-J-* ' "+^m + l
Oq Ур Ґ StSf • *Sm+S3- • -SmH-----hSm+1 Л ^yj 2ty
Lm+i Xm+i \ S1S2S3- • •SmH-S2S3' • •SmH-' * "+S1n-J-I J
где X1-моли извлекаемого компонента в отпаренном тощем
абсорбенте, покидающем десорбер; Хт+і — моли извлекаемого компонента в жирноммасле, поступающем в десорбер; Lm+i — моли жирного абсорбента, поступающего в десорбер; G0- моли отпаривающего агента, поступающего в десорбер;
У0—моли извлекаемого компонента в отпаривающем агенте . Стоящее в левой части уравнения (VI, 23) отношение числа десорбированных молей извлекаемого компонента к его первоначальному содержанию в насыщенном абсорбенте принято называть эффективностью десорбции или коэффициентом извлечения при десорбции е\ При полной десорбции компонента, когда его содержание Х\ в абсорбенте, уходящем с низа десорбера, равно нулю, очевидно, коэффициент извлечения равен 1. Во всех остальных, случаях он меньше единицы. "Щ
J « Первый член справа от знака равенства в уравнении (VI, 23) дает эффективность десорбции для случая, когда десорбиру-ющий агент при входе в аппарат не содержит отпариваемого компонента, а второй член учитывает наличие во входящем
отпаривающем агенте начального содержания извлекаемого компонента.
Однако, на нефтегазовых заводах постоянным десорбиру-ющим агентом является перегретый водяной пар, который не содержит никаких углеводородов и поэтому второй член правой части уравнения (VII, 23) обычно выпадает.
"1ля случая практически изотермической десорбции, когда число десорбируемых из абсорбента молей растворенных в нем
167
V
компонентов газовой смеси невелико, на основе ранее указанных допущений о практическом постоянстве весов потоков» можно принять фактор десорбции Si каждого компонента постоянным по высоте десорбера. Это позволяет получить упрощенное уравнение Кремсера для расчетов десорбции':
X
m+1 —о
хГ = -^r=T' Ob 24>
где S— усредненный фактор десорбции;
Хо^число молей десорбируемого компонента в жидкости,
равновесной входящему отпаривающему агенту, отнесенное к одному молю насыщенного абсорбента. Если отпарка ведется водяным паром, то X0 всегда равен нулю.
Расчет десорбера по уравнению (VI1 24) может вестись с помощью рассмотренной ранее диаграммы (фиг. 54), связывающей фактор абсорбции Л с числом тарелок абсорбера, и коэф-фицентом извлечения <р. Дело в том, что полная симметрия уравнений (VI, 17) и (VI, 24) позволяет использовать один и тот же график для решения обоих уравнений.
Уравнение (VI, 24) поддается и аналитическому решению для определения числа теоретических тарелок десорбера, в ко-
тором заданы давление, температура, удельный расход отпаривающего агента и назначен коэффициент десорбции ©і данного компонента L По аналогии с уравкекием (VI, 18), очевидно,
т=~—^~~~\. (VI, 25)
Уравнение (VI, 25) действительно для любогоS . Для случая же Si=I
m = -^-r. (VI, 26)
А. С. Смирнов [32] отмечает, что на основе большой практики абсорбционных заводов расчет десорбции обычно производят по н-пентану, принимая для него коэффициент десорбции ср'= 0,99; при этом, ввиду наличия в подтарелочном пространстве десорбера дополнительного барботирования водяным паром слоя абсорбента, фактически достигается не только полное отпаривание н-пентана, но и достаточно хорошее отпаривание более тяжелых компонентов.
