Определение основных размеров колонны к-1.

Для определения диаметра колонны необходимо установить сечение, через которое проходит максимальный объем паров.

Объем паров определяется по уравнению Клапейрона:

273 + t 1 1

Vпар = 22,4*∑N*—————*——*——— м³/с ,

273 P 3600

где t (⁰С) и Р (атм) – температура и давление в выбранном сечении;

N – число молей в выбранном сечении; N=G/M;

Для колонны К-1, работающей с подачей холодного орошения, таким сечением является сечение под верхней тарелкой. Количество тепла, уносимого орошением (Qор.) было определено в ходе расчета теплового баланса.

В результате отвода тепла орошение конденсирует на верхней тарелке часть паров, поднимающихся ему на встречу. Конденсат или горячее орошение стекает на расположенную ниже тарелку, где, встречая более горячие пары, испаряется и образует под тарелкой, с которой отводится верхнее орошение, количество паров Gпар, равное количеству горячего орошения Gгор.ор. В этом случае:

Qор. 35547002,18

Gгор.ор = ————— = —————— = 75000,0кг/ч ,

qⁿ_t - q^ж_t 537,27-194,4

где t – температура под верхней тарелкой, которая может быть принята равной температуре верха колонны;

В этом случае, объем паров под верхней тарелкой будет равен суммарному объему паров горячего орошения и паров балансового бензина, находящихся в этом сечении, и определяется по формуле:

Gб Gгор.ор 273 + t 1 1

Vпар = 22,4*(—— + ——— ) *—————*——*——— м³/с ,

Мб Мб 273 P 3600

где t(⁰С) и Р(атм) – температура и давление в выбранном сечении;

37500 75000,0 273+87 1 1

Vпар = 22,4*( ————— + ——————)*—————*——*——— =

86 86 273 4,375 3600

= 1,674516 м³/с

Поперечное сечение колонны рассчитываем по формуле:

Vпар 1,67

F = ————— = ————— = 2,09 м²

W 0,8

где W – линейная скорость паров, для К-1 равна 0,8-1,1 м/с [5].

Вычислив поперечное сечение, определяют диаметр колонны:

D = (4*F/π)^1/2 = (4*2,09/3,14)^1/2 = 1,6 м

Рассчитанная величина диаметра принимается в соответствии с принятыми по стандарту диаметрами (ГОСТ 9617-76) D=2400 мм.

Высота колонны К-1 и отдельных ее частей устанавливается на основании данных заводской практики о количестве тарелок в колонне и отдельных ее секциях. Высота между тарелками в атмосферной колонне принимаем равным 0,6 м.

h1 = 1,2 (м) – высота верхней части колонны К-1;

h2 – высота концентрационной части:

h2 = (n – 1)*0,6 = (19 – 1)*0,6= 10,8 м;

h3 = 1,8 (м) – высота питательной части ;

h4 – высота отгонной части:

h4 = (n – 1)*0.6 = (7 – 1)*0.6 = 3,6 (м) ;

h5 – высота, занимаемая жидким остатком;

Объем остатка, следовательно, и высота, им занимаемая, определяется при температуре низа колонны и подсчитывается исходя из 3-х минутного запаса остатка в ней:

G_{ост. *} 3 655603,9*3

Vост. = ————— = ——————— = 47,79 м³

ρ _ост.²⁵⁰*60 704*60

ρ_ост.²⁵⁰ = 0,8557 – 0,00066*(250 – 20) = 0,704

Vост 47,79

h5 = Hост. = ————— = ————— = 22,8 м

F 2,09

h6 = 4 (м) - высота постамента;

Общую высоту колонны получают, суммируя высоты свободных пространств и высоты, занятые остатком и тарелками.

H_{колонны} = h₁ + h₂ + h₃ + h₄ + h₅ + h6 = 1,2 + 10,8 + 1,8 + 3,6 + 22,8 + 4 = 44,23 м