Файл: Федеральное государственное бюджетное образовательное учереждение высшего образования тюменский индустриальный университет.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.11.2023

Просмотров: 218

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


2.5 Минимальное число теоретических тарелок. Состав дистиллята и остатка

Проведем расчет методом температурной границы деления смеси.

Фракции 28-180оС отбираем в качестве дистиллята

Для этого определяем мольный отбор дистиллята . В нашем случае принимаем равным сумме мольный долей 2-6 фракций, которые должны пойти в дистиллят.

Мольные доли компонентов находятся из формулы:



=0,1527+0,0351+0,0231+0,0665+0,0656= 0,343%моль=0,343кмоль/ч

Определим самый тяжелый компонент, который должен пойти в дистиллят – это шестой компонент 150-180°С. Задаемся степенью извлечения этого компонента в дистиллят :



Это означает, что 70% этого компонента от потенциального его содержания в нефти пойдет в дистиллят. В общем случае, чем выше степень извлечения компонента, тем больше требуется теоретических тарелок в колонне.

Степень извлечения этого компонента в остаток



Находим мольную долю шестого компонента в дистилляте ( ) остатке ( ):





Коэффициент распределения шестого компонента:



Примем на основании производственных данных среднее давление в отбензинивающей колонне:



Определяем температурную границу деления смеси. Температурная граница – это значение температуры , находящееся между значениями температур

кипения при рабочих условиях ключевых компонентов, лежащих по разные стороны воображаемой линии деления нефти. В первом приближении значение можно найти как среднее арифметическое между температурами кипения ключевых компонентов.

В нашем случае ключевыми фракциями являются пятая и шестая фракции: 120-150оС и 150-180оС. При среднем давлении в колонне находим температуры кипения этих фракций - . Для расчета используем уравнение Ашворта.

Сначала определяем функцию ƒ( ) всех компонентов по формуле:


Расчет выполняется с помощью программы MicrosoftExcel.

Результаты расчета ƒ( ) для всех фракций приведены в табл. 2.5.

Таблица 2.5 –Значения параметра f(То) фракций

Параметр

Значение параметра

f(T0)1

10,73378391

f(T0)2

7,922925778

f(T0)3

5,796433232

f(T0)4

5,343020394

f(T0)5

4,779197662

f(T0)6

4,208767397

f(T0)7

2,872006939

Определяем параметр ƒ(Т) для ключевых компонентов по формуле:

ƒ(Т)= ƒ( )·(1- )

где - среднее давление в колонне, ат

ƒ(Т)5 = 4,7792·(1– 3,41855

ƒ(Т)6 = 4,2087·(1- 3,01

Находим температуры кипения пятого и шестого ключевых компонентов при среднем давлении в колонне 5,8 атм.:








Получаем Т5= 408 К=135оС;Т6 =437,3К= 165оС.

Истинная величина ТЕ находится между Т5 и Т6 и определяется методом подбора такого её значения, которое удовлетворяет следующим условиям:





где и - мольные доли компонентов в дистилляте и в остатке соответственно.

Порядок циклического подбора значения температурой границы следующий.

  1. Задаются значением в области между температурами кипения ключевых компонентов и .

  2. Определяется функция ƒ( по формуле:

ƒ( =

  1. Рассчитывается давление насыщенных паров (ат) всех компонентов при температуре по уравнению Ашворта:

lg

  1. Находятся коэффициенты относительной летучести всех компонентов:



  1. Рассчитывается минимальное число теоретических тарелок в колонне:



  1. Определяется коэффициенты распределения всех компонентов:



  1. Находятся мольные доли всех компонентов в дистилляте и в остатке:






  1. Проверяются выполнение условий:





Расчет выполняется с помощью программы MicrosoftExcel.

В нашем случае температурная граница деления нефти равна:






Рассчитываем при температуре TE коэффициенты относительной летучести i всех фракций:

;

где Рi – давление насыщенных паров фракции определяем по уравнению Ашворта при температуре TE, ат:

;

Давление насыщенных паров и коэффициенты относительной летучести компонентов приведены в табл.2.6.

.

50.009ат.

21.836118728034ат.

.

11.318414955847 ат.

=6.813630621064 ат .

0.94162592051803 ат.

Коэффициенты относительной летучести фракций при температуре ТЕ


Обозначение параметра

Рi

Значение параметра

1

90.350595013688

15,5776888

2

50.009

8,622241379

3

21.836118728034

3,764848057

4

16.803201640221

2,897103731

5

11.318414955847

1,951450854

6

6.813630621064

1,1747639

7

0.94162592051803

0,162349297