3.5 Расчет высоты колонны
Общая высота колонны определяется по формуле (18)
Н = ( 40. - 2 ) *06+ 1 + 1 + 1,2=26 м
3.6 Расчет диаметра ректификационной колонны
При вводе в ректификационную колонну сырьевой парожидкостной смеси наиболее нагруженным по паровому потоку является сечение колонны под верхней тарелкой концентрационной секции. Следовательно расчет диаметра колонны проводим по этому сечению.
где - секундный объем паров,
22
Округляем диаметр колонны до 2600 мм.
3.7 Расчет штуцера
По исходным данным предыдущего расчета определяем диаметр штуцера по формуле (19).
1 штуцер
3.8 Расчет конденсатора –холодильника
Для расчета поверхности конденсатора – холодильника вычисляется средний температурный напор между теплообменивающими средами – дистиллятом и водой.
77,55 оС → 40°C
40оС ← 25оС
Поверхность конденсатора-холодильника определяется по формуле
23
=785
м2 .
Расход воды на охлаждение
3.9 Расчет кипятильника
Определим средний температурный напор в кипятильнике (рибойлере)
152°C 152°C
120,95°C 120,95°C
∆t = 152 -120,95=31,05 оС,
Поверхность кипятильника определяется по формуле (25)
где Q гор.стр. - количество тепла, вносимого горячей струей, берется из результатов расчета на ЭВМ;
К - коэффициент теплопередачи, по справочным данным принимается равным 600 ккал/ м3/ч/°С.
Расход водяного пара определяется по формуле
Гидравлический расчет тарелки
Исходные данные
Диаметр колонны D= 2600 мм
(по таблице )
Рабочая площадь тарелки Fp=3,84 м2
Периметр слива П= 1,6 м
Площадь слива Fсл= 0,45 м2
Относительное свободное сечение тарелки (%) при шаге расположения клапанов Δt= 50 13,65 %
Расстояние между тарелками Hт= 500 мм
Расчет переливных устройств:
Данные (по максим значению расхода жидкости из распечатки)
Gж= 49116 кг/ч
ρж = 686,5 кг/м3
Gп= 37109 кг/ч
ρп= 3,79 кг/м3
Объемный расход:
Vп=
,
м3/ч Vп=
м3/ч
Vж=
,
м3/ч
Vж=
м3/ч
Определим высоту порога:
hw=hглб-how=0,0667-0,036=0,0307 м
how=0.68*
,
м how=0.68*
,
м
hглб=
hглб=
м
:
Проверим работоспособность тарелки
1 условие:
<k5*∆
(
k5
и n2
по табл )
1 условие:
<0,225*0,50,8=0,129
Если условие соблюдается, захлёбывание сливного устройства не произойдёт.
2 условие:
<0,45
(а=0,09 для клапанной, а=0,06 для ситчатой)
2 условие:
<0,45
Если условие выполняется то однопоточная тарелка обеспечивает нормальную работу сливных устройств.
Гидравлическое сопротивление тарелки:
F0=
,
м2
F0=
,
м2
W0=
=
м/с
∆Pсух=ε*
=
3,6*
Па
∆ = 0,01 м до диаметра колонны 2000мм , ∆ = 0,02 м до диаметра колонны 4000мм
h= hw р+∆=0,031+0,02=0,051 м
∆Pж=ρж*g*h=686,5*9,81*0,051=341 Па
∆Pтар=∆Pсух+∆Pж=539+341=880 Па
∆Pгидр=Nпракт*∆Pтар =40*880=35200 Па
Технические характеристики клапанных тарелок
Тип тарелки |
Диаметр колонны D,мм |
Рабочая площадь тарелки Fp, м2 |
Периметр слива II, м |
Площадь слива Fсл, м2 |
Относительное свободное сечение тарелки (%) при шаге расположения клапанов t |
Расстояние между тарелками Hτ, мм |
||
50 мм |
75 мм |
100 мм |
||||||
ТКП однопоточная |
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 |
0,50 0,79 1,10 1,47 1,83 2,24 2,76 3,21 3,84 4,41 5,01 5,76 6,44 7,39 8,08 8,96 |
0,84 0,97 1,12 1,26 1,43 1,6 1,74 1,92 2,05 2,23 2,4 2,54 2,72 2,85 3,03 3,2 |
0,14 0,17 0,22 0,27 0,30 0,45 0,52 0,66 0.74 0,87 1.03 1.14 1.32 1,40 1.61 1,82 |
7,69 10,44 11,42 13,23 13,23 13,65 14,26 14,55 14,91 15,25 14,87 15,32 15,38 15,87 15,8 15,83 |
5,12 6,63 7,79 8,25 8,46 9,36 9,44 9,55 9,98 10,12 9,95 10,51 10,22 9,84 10,45 10,67 |
- 5,57 5,84 6,36 6,90 7,03 7,13 7,20 7,71 7,75 7,28 7,70 7,62 7,83 8,66 8,08 |
300; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800
|
ТКП двухпоточная |
3000 3200 3400 3600 3800 4000 |
4,74 5,59 6,23 7,11 7,68 8,75 |
4,08 4,22 4,52 4,76 5,14 5,28 |
1,03 1,12 1,32 1,43 1,69 1,79 |
11,68 12,35 12,3 12,75 12,8 13,4 |
8,03 8,66 8,61 8,30 8,65 8,79 |
6,11 6,27 6,24 6,67 6,46 6,82 |
|
Применение. Характеристики двухпоточных тарелок даны только для диаметров D 3000 мм |
||||||||
Технические характеристики ситчатых тарелок
Тип тарелки |
Диаметр колонны D,мм |
Рабочая площадь тарелки Fp, м2
|
Площадь слива Fсл, м2
|
Периметр слива II, м
|
Длина пути жидкости tж , м
|
Диаметр отверстий d0, мм
|
Шаг размещения отверстий t, мм
|
Расстояние между тарелками Hτ, мм
|
ТС |
400 500 600 800 1000 |
0,051 0,089 0,140 0,410 0,713 |
0,004 0,010 0,012 0,020 0,30 |
0,302 0,400 0,480 0,570 0,800 |
0,28 0.30 0,37 0,52 0,59 |
3; 4; 5; |
7-12; 8-15; 10-18 |
200; 300; 400; 500;
|
ТСР |
1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 |
1,010 1,386 1,834 2,294 2,822 3,478 3,900 4,780 5,640 6,430 7,270 8,310 9,000 |
0,060 0,087 0,088 0,123 0,159 0,161 0,317 0,258 0,260 0,315 0,385 0,376 0,580 |
0,722 0,800 0,795 1,050 1,190 1,240 1,570 1,540 1,570 1,710 1,860 1,900 2,240 |
0.86 0,93 0,97 1,09 1,34 1,46 1,60 1,70 1,83 1,98 2,11 2,26 2,40 |
300; 400; 600; 800; 1000; |
||
ТС-РБ |
2600 2800 3200 3600 |
4.03 4,86 5,60 7,32 |
0,696 0,674 1,372 1,582 |
0.800 0,920 0,896 1,170 |
1,68 1,70 2,22 2,45 |
|||
Примечания: 1.Площадь прохода паров F0=0,906 Fp(d0/t). 2.Шаг расположения отверстий применяется в указанных пределах через 1 мм. 3.Характеристики двухпоточных тарелок (ТС-РБ) даны для диаметров D>2600мм
|
||||||||
28
Результаты расчета ректификационной колонны
Показатели |
Величина |
Производительность колонны, т/час |
|
Число тарелок Тип тарелок |
|
Диаметр колонны ,мм |
|
Высота колонны, мм |
|
Диаметр штуцера шлемовой трубы, мм |
|
Площадь конденсатора-холодильника, м2 |
|
Площадь рибойлера, м2 |
|
Рекомендации по оформлению выводов к работе
Сделать краткие выводы по литературному обзору.
Представить результаты полученных технологических расчетов колонны.
Предложить рекомендации по проектированию теплообменников / 4 / .
1.Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов.- 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2000, 677 с.
2.Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: 1973, 754 с.
3.Молоканов Ю.К. Процессы и аппараты нефтегазопереработки. – М., Химия, 1980, 408 с.
4. Дытнерский Ю.И.Процессы и аппараты химической технологии: В 2-х кн.. . – М., Химия, 1995, 400 с.
5.Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов. – Л.: Химия, 1987, 576с
6.Александров И.А. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. – М., Химия, 1981, 352 с
7.Кузнецов А.А., Судаков Е.Н. Расчеты основных процессов и аппаратов переработки углеводородных газов: Справ.пособие. – М., Химия, 1983, 224 с
8.Технологические расчеты установок переработки нефти: Учебное пособие для вузов/Р.А.Танатаров, М.Н.Ахметшина, Р.А.Фасхутдинов и др.. – М., Химия, 1987, 352 с