6.2. Технологический расчет основной колонны к-2.

6.2.1.Материальный баланс колонны к-2.

Таблица 6.5.

Материальный баланс колонны К-2

Статьи баланса	% мас.	Расход, кг/ч	Плотность*, 420	Температура (средняя) кипения фракции**, оС	Молярная масса*
Взято:
Нефть отбензиненная	100,0	1057213	–	–	–
Итого	100,0	1057213	–	–	–
Получено:
1. Фракция 105-180оС	17,4	183955	0,755	143	128
2. Фракция 180-230оС	11,5	121579	0,795	202	172
3. Фракция 230-290оС	14,1	149067	0,820	258	207
4. Фракция 290-350оС	12,6	133209	0,843	315	252
5. Мазут	44,4	469403	0,898	458	410
Итого	100,0	1057213	–	–	–

* - значение плотностей и молярных масс фракций нефти определены по соответствующим кривым плотностей и молярных масс перерабатываемой нефти (см. рис. 6.2).

** - за среднюю температуру кипения фракций принята их температура 50% - ного выкипания (см. рис. 6.2).

6.2.2.Выбор конструкции основной колонны, числа и типа тарелок.

Основная атмосферная колонна установок АВТ является сложной и как правило, состоит из 4-5 простых колонн. Каждая из простых колонн имеет укрепляющую и отгонную секции. В укрепляющей секции простой колонны обычно устанавливают от 6 до 16 (чаще 6-12) тарелок на одну получаемую фракцию в зависимости от требуемой четкости разделения и в отгонной части (в том числе стриппинг-секции) - от 4 до 8 (чаще 6) тарелок.

В атмосферной колонне число тарелок зависит от схемы перегонки нефти. Так при работе АВТ по схеме с двумя ректификационными колоннами на каждую отбираемую фракцию приходится по 9-16 тарелок.

Вакуумные колонны также различаются числом тарелок: на топливных АВТ на одну фракцию приходится от 4 до 8 тарелок.

Вывод флегмы из основной колонны в стриппинг-колонну обычно осуществляется с двух-трех тарелок, что позволяет, изменяя отбор флегмы с этих тарелок, регулировать фракционный состав фракции, получаемой из отпарной колонны.

Ввод отпаренных легких фракций из стриппинг-колонны в основную колонну может осуществляться под вышележащую тарелку либо на одну – две тарелки выше по отношению к тарелке вывода флегмы из основной в отпарную колонну.

Рис. 6.2

Стриппинги выполняют важную роль. При небольшом расходе водяного пара в стриппинг повышается температура начала кипения и понижается температура вспышки получаемой фракции. Разница между температурой отбираемой из стриппинга фракцией и температурой поступающей в стриппинг флегмы составляет 7-30^оС и зависит от расхода водяного пара, количества флегмы и доли отгона в стриппинге и требований к получаемой фракции.

Конструкция колонны должна обеспечить пребывание жидкости – мазута в отгонной части не менее 5-10 минут. Это время обеспечивает необходимые условия для отпарки легких компонентов из мазута и это время должно быть заложено в определение высоты уровня мазута в колонне. Недостаточное время пребывания мазута в колонне является причиной низкого извлечения светлых нефтепродуктов и в первую очередь недобор дизельных фракций в атмосферной части АВТ.

Количество тарелок по высоте колонны принимаем из практических данных.

Обычно в нижней - отгонной части колонны монтируют 4-6 тарелок (чаще 4).

В укрепляющей части колонны число тарелок зависит от числа боковых погонов и их фракционного состава. Помним, что при большем числе тарелок четкость ректификации выше, однако при этом давление в зоне питания колонны возрастает. Число тарелок также зависит в существенной степени от ее конструкции (типа тарелки) - чем меньше гидравлическое сопротивление выбранной тарелки, тем большее число тарелок можно принять в колонне.

Схема колонны К-2

Рис. 6.2.

В примере используем клапанные тарелки, гидравлическое сопротивление которых колеблется в зависимости от типа клапанной тарелки и ее состояния в пределах 4-7 мм рт. ст. Принимаем перепад давления на одну тарелку равным 5 мм рт. ст. (0,00066 МПа).

Общее число тарелок в основной колонне на действующих установках колеблется от 36 до 56.

В отгонной части колонны принимаем четыре тарелки (рис. 6.2), n₁ = 4.

В укрепляющей части колонны - от зоны питания до тарелки вывода фракции 290-350⁰С принимаем 8 тарелок (с 5 по 12 тарелку, считая снизу), n₂=8.

От тарелки вывода фракции 280-350⁰С до тарелки вывода фракции 230-290⁰С принимаем 10 тарелок (с 13 по 22), n₃=10.

От тарелки вывода фракции 230-280⁰С до тарелки вывода фракции 180-230⁰С принимаем 10 тарелок (с 23 по 32), n₄ = 10.

В верхней части колонны - от тарелки вывода фракции 180-230⁰С до верха - 12 тарелок (с 33 по 44 тарелку), n₅ = 12.

Итого в колонне принято 44 тарелки, из которых в укрепляющей части 40 шт., а в отгонной - 4 шт.