Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Q = L (?к—^h) + QpeaKu, ккал\час, (X, 37)
где L—часовое количество сырья, проходящее через рассматриваемый печной змеевик, кГ/час;
<7н—удельное теплосодержание потока сырья, при поступлении в печной змеевик, ккал/кГ;
<7К—-то же для потока, покидающего змеевик, ккал\кГ\ Фреакц—теплота реакции (если таковая происходит в печном
змеевике), ккал\час.
Если поток, поступающий или покидающий печной змеевик, состоит только из одной фазы, то значения удельных теплосодержаний определяются непосредственно по формулам или графикам, приведенным в главе II. В случае двухфазного потока, удельное теплосодержание потока в целом может быть подсчитано, по удельным теплосодержаниям отдельных фаз, •если известна доля одной из фаз.
Так, в случае парожидкостной смеси, удельное тепло-содержанке потока можно определить по выражению
I
guv^eQtP +(1-е) ?t,p, (X, 38)
где е—доля пара;
Q^p и <7t,P—удельные теплосодержания паровой и жидкой фаз,
при температуре (t) и давлении (р) в рассматриваемой точке, ккал\кГ. *
1 Практически давление влияет только на теплосодержание ііаровой фазы.
Обычно на входе в печной змеевик давление бывает достаточно большем, а температура — сравнительно низкой. Поэтому почти всегда сырье на входе в змеевик оказывается в жидкой фазе. ;
На выходе из печного змеевика сырье обычно бывает в двухфазном состоянии. Доля пара (степень отгона) может
282
быть подсчитана, по уравнениям однократного испарения (см. главу IV), если известны давление и температура на выходе из печи. Вопрос определения состояния сырья на выходе из печи Гюлее подробно рассматривается ниже.
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТОЯНИЯ СЫРЬЯ НА ВЫХОДЕ
ИЗ ПЕЧИ
Состояние сырья на выходе из печи зависит от природы сырья, температуры (t) и давления (р) на выходе из печного :*меевика. Давление р, в свою очередь, зависит от давления в колонне р0 и потери напора А р в трубопроводе AB, соединяющем печь с колонной (фиг. 99).
Рй>Ъо>ео><1
в
Фиг. 99.
Определение состояния сырья на выходе из печи весьма затруднительно даже в простейшем случае, когда рассматривается двухкомпонентное сырье и колонна работает без ввода водяного пара.
Как было показано в главах IV и V при заданных значениях температуры t0 и давления р0 при входе двухкомпонентного сырья B9 питательную секцию, по графику изобар (график t—x, у) легко определить степень отгона е0, равную (см. фиг. 38)
Ct-Xq
О
о
go G0
(X, 39)
Иногда бывают заданы р0 и желательное значение e0l тогда методом попыток можно определить t0.
Удельное теплосодержание сырья дъо на входе в колонну определится по формуле (X, 38).
Если пренебречь незначительными потерями тепла через теплоизоляцию трубопровода AB, то можно считать, что теплосодержания на выходе из печи (q^) и на входе в колонну (?lo) приблизительно равны, т. е.
ЯьШд^у ккал/кГ.
(X, 40) 283
L
Далеезадаются желательным (или предполагаемым) значением перепада давления Ap в трубопроводе AB, тогда р = р0-\- Ар.
Методом попыток можно найти температуру t на выходе из печи. Для этого задаются предполагаемым значением t и, имея t и р, находят величину е. Контрольным выражением служит уравнение (X, 40). Если оно не выполняется, принимают другое значение t и делают расчет заново.
Далее, определяют средние значения параметров в трубопроводе AB:
P-{-Po . < t+to.„
р 2 2 2
МчГ. м+м°
CD , Cp 2
} (X, 4П
где d и ^0-удельные веса жидких фаз на выходе из печи и
на входе в колонну (^|°);
Ж и TW0-средние молекулярные веса паровых фаз в тех
же точках.
Находят средний объем парожидкостной смеси в трубопроводе AB
ж^ З600-Тср ^
-??а--22,4, (X, 42)
З600-Мср 273
где Z.—расход сырья, кГ\час;
Тер—удельный вес жидкой фазы при средней температуре (*ср), кГ\мъ.
Средняя скорость парожидкостного потока в трубопроводе AB « .
L
V
w = ---, м/сек, (X, 43)
п (і)
где л—число параллельных потоков между печью и колонной;
со—сечение трубопровода, м2. Фактическая потеря напора в трубопроводе AB
Ар=\-Ь-Е-1000 —2-, мм рт. ст., (X, 44)
d 2g 13600
і
L
іде 7 = «--средний удельный вес парожидкостной системы,
V
кГ/м*;
284
Zn-приведенная длина одного потока на участке AB (учитываются местные сопротивления, имеющиеся на одном потоке), м;
X—коэффициент трения (можно, приближенно, принять X = 0,030 -S- 0,035, см. табл. 43).
Если значение Л/?, подсчитанное по формуле (X, 44), не совпадает с принятым в начале расчета, то либо, задавшись новым значением Ap9 проводят повторный расчет, либо принимают меры для обеспечения принятого значения Ару путем
изменения /п, dun.
Иногда для упрощения расчетов при определении эквивалентной длины участка испарения, учитывают также эквивалентную длину трубопровода АВУ т. е за конечную точку этого участка принимают не точку А, а точку В/Хотя, с точки зрения сокращения расчетов, такой путь и является удобным, но в этом случае остается неизвестной фактическая потеря напора Ap в трубопроводе AB. ¦
В случае многокомпонентной смеси типа нефть, когда ректификация идет в сложной колонне в присутствии перегретого водяного пара, определение состояния сырья на входе в колонну и на выходе из печи еще более затрудняются. В соответствии с практическими данными не трудно для каждого вида сырья принять значения давления р0 в питательной части колонны и температуры t на выходе из печи. Однако для определения состояния сырья на выходе из печи или на входе в колонну необходимо иметь еще хотя бы один из следующих параметров — tQf р, eQ, е или Ар, Но, к сожалению, в литературе имеется сравнительно мало практических данных об этих параметрах, причем эти данные [4] показывают, что давление на выходе из печи, например, на атмосферных установках колеблется в довольно широких пределах—от 0,5 до 3,5 ата.
