Расчет вакуумной ректификационной колонны для разгонки нефтепродуктов

    Дисциплина: Технические
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Расчет вакуумной ректификационной колонны для разгонки нефтепродуктов

    Министерство образования Российской Федерации
    Ангарская Государственная Техническая академия
    Кафедра Химической технологии топлива
    Пояснительная записка к курсовому проекту.
    Тема проекта: “Блок ВП(м), установка ГК-3”
    Выполнил:
    ст-нт гр.ТТ-99-1
    Семёнов И. А.
    Проверил:
    проф.., к.т.н.
    Щелкунов Б.И.
    Ангарск 2003
    Содержание
    Введение
    Материальный баланс
    Определение рабочего флегмового числа и числа теоретических тарелок для 1-й секции
    Расчёт физико-химических свойств смеси в верхней и нижней частях
    Гидравлический расчёт колпачковых тарелок 1-й секции
    Расчёт эффективности тарелок и высоты 1-й секции
    Определение рабочего флегмового числа и числа теоретических тарелок для 2-й секции
    Расчёт физико-химических свойств смеси.
    Гидравлический расчёт колпачковых тарелок 2-й секции
    Расчёт эффективности тарелок и высоты 2-й секции.
    Тепловой баланс колонны
    Расчёт штуцеров колонны
    Расчёт теплоизоляции
    Список литературы
    Введение
    Ректификация является одним из важнейших технологических процессов разделения и очистки жидкостей и сжиженных газов в химической,
    нефтехимической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Это массообменный процесс, который осуществляется в большинстве случаев в
    противоточных колонных аппаратах с контактными элементами. Ректификация – это наиболее полное разделение смесей жидкостей, целиком или частично растворимых друг в друге. Процесс
    заключается в многократном взаимодействии паров с жидкостью – флегмой, полученной при частичной конденсации паров. Процесс основан на том, что жидкости, составляющие смесь, обладают
    различным давлением пара при одной и той же температуре. Поэтому состав пара, а следовательно, и состав жидкости, получающейся при конденсации пара, будут несколько отличаться от
    состава начальной смеси: легколетучего компонента в паре будет содержаться больше, чем
    в перегоняемой жидкости. Очевидно, что в неиспарившейся жидкости концентрация труднолетучего компонента при этом должна увеличиться.
    Технологический расчёт колонны
    В колонну поступает 76000 кг/ч сырья (мазута).Продуктами перегонки являются:
    Фракция НК-350
    оС (пары и газы разложения).
    Фракция 350-500
    оС (вакуумный погон).
    Фракция 500-КК
    оС (гудрон).
    Давление в колонне равно
    Материальный баланс колонны
    Материальный баланс колонны составляем на основе данных о выходах (табл. 1) продуктов из сырья.
    Таблица 1.
    Наименование продукта
    Выход, % масс.
    Вакуумный погон (фр. 350 – 500
    34,3
    Гудрон (фр. свыше 500
    62,7
    Газы разложения
    Итого:
    Расчёт:
    1. Расход вакуумного погона:
    2. Расход гудрона
    3. Расход паров и газов разложения:
    Все результаты расчёта по колонне заносим в таблицу 2.
    Таблица 2.
    Материальный баланс по колонне
    Приход
    Расход
    Наименование
    Расход, кг/ч
    Наименование
    Расход, кг/ч
    Мазут
    76000
    Пары разложения
    2280
    Вакуумный погон
    26068
    Гудрон
    47652
    Итого:
    76000
    Итого:
    76000
    Считаем материальный баланс по каждой секции:
    Таблица 3.
    Материальный баланс 1-й секции
    Приход
    Расход
    Наименование
    кг/ч
    Наименование
    кг/ч
    Мазут
    (пар.фаза)
    (пар.фаза)
    Пары разложения
    37,30
    2280
    Пары разложения
    37,30
    2280
    Вакуумный погон
    26068
    Вакуумный погон
    26068
    (жидкая фаза)
    Гудрон
    62,70
    47652
    Гудрон
    62,70
    47652
    Итого:
    76000
    Итого:
    76000
    Таблица 4.
    Материальный баланс 2-й секции
    Приход
    Расход
    Наименование
    кг/ч
    Наименование
    кг/ч
    (пар.фаза)
    (пар.фаза)
    Пары разложения
    8,04
    2280
    Пары разложения
    8,04
    2280
    Вакуумный погон
    91,96
    26068
    (жидкая фаза)
    Вакуумный погон
    91,96
    26068
    Итого:
    28348
    Итого:
    28348
    Определение рабочего флегмового числа и числа теоретических тарелок для 1-й секции.
    Для выполнения расчёта заменяем имеющиеся фракции углеводородов на простые алканы нормального
    строения:
    1. Фракция НК-350
    оС. Так как данная фракция состоит преимущественно из паров диз. топлива, то за НК примем температуру равную 240
    C. Средняя температура равна: (350+240)/2=295
    оС.
    Принимаем: н-гексадекан (С
    16Н
    34 ), t
    кип=287
    оС, М=226 кг/кмоль.
    2. Фракция 350-500
    оС.
    ср=(350+500)/2 = 425
    оС.
    Принимаем: н-гексакозан (С
    26Н
    54 ),
    кип=417
    оС, М=366 кг/кмоль.
    3. Фракция 500-КК
    оС
    Принимаем: н-пентатриаконтан (С
    35Н
    72),
    кип=511
    оС, М=492 кг/кмоль.
    Заменяем перегоняемую смесь углеводородов в 1-й секции на бинарную смесь. В качестве низкокипящеко (НК)
    компонента принимаем н-гексакозан (С
    26Н
    54 ), а в качестве выкокипящего (ВК) - н-пентатриаконтан (С
    35Н
    72).
    Производим расчёт мольных концентрация на входе и на выходах из секции.
    Мольную концентрацию на входе определяем на основе массовой концентрации, которую рассчитали в
    материальном балансе 1-й секции (табл. 3).
    Состав куба дистиллята определяется на основе ср. температур кипения фракции и рассчитывается по
    формуле:
    где
    атм- атмосферное давление,
    НК
    ВК –давление насыщенных паров индивидуальных компонентов при температуре фракции, определяются по уравнению Антуана:
    , [Па.]
    где
    A, В, С – параметры Антуана для каждого компонента.
    t- температура,
    оС.
    Параметры уравнения для каждого компонента приведены в таблице 5.
    Таблица 5.
    Параметры уравнения Антуана
    Наименование
    Коэф-нты
    н-гексадекан
    7,03044
    1831,317
    154,528
    н-гексакозан
    7,62867
    2434,747
    96,1
    н-пентатриаконтан
    5,778045
    1598,23
    40,5
    Расчёт состава куба:
    НК
    ВК рассчитываются при температуре равной 500
    оС.
    Расчёт состава дистиллата:
    НК
    ВК рассчитываются при температуре равной 425
    оС.
    Температуры на выходе из дистиллата и куба определяем по формуле методом последовательного
    приближения:
    Температура на выходе из дистиллата равна:
    D=363
    оС
    Температура на выходе из куба равна:
    W=408
    оС
    Температура на входе равна:
    F=376
    оС
    Определяем относительную летучесть
    по формуле:
    При температуре
    D=363
    оС
    При температуре
    W=408
    оС
    Средняя относительная летучесть:
    Строим кривую равновесия по формуле:
    Рис.1 Кривая равновесия
    Состав пара уходящего с питательной тарелки равен
    f=0,738 мол.дол.
    Рассчитываем минимальное флегмовое число:
    Оптимальное (рабочее) флегмовое число определяем на основе критерия оптимальности :
    , где
    Рис.2 Зависимость критерия оптимальности от коэф-та избытка флегмы
    По графику определяем что
    Исходя из рабочего флегмового числа строим рабочую линию и определяем теоретическое число тарелок в
    верхней и нижней части секции.
    Рис.3 Теоретические ступени
    Число теоретических тарелок
    ТТ=6
    Число теоретических тарелок в нижней части
    Н=4
    Число теоретических тарелок в верхней части
    В=2
    Расчёт физико-химических свойств смеси в верхней и нижней частях.
    Расчёт средних концентраций жидкости:
    Расчёт средних концентраций пара:
    Средние температуры верха и низа:
    Определяются по той же формуле что и температуры на выходе из дистиллата и куба.
    Средние молекулярные массы пара:
    Средние молекулярные массы жидкости:
    Средние плотности пара:
    Средние массовые доли:
    Средние плотности жидкости:
    Плотность НК компонента при температур
    Н=388
    оС равна
    Плотность ВК компонента при температур
    Н=388
    оС равна
    Плотнос...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены