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.
-
Задаются значением в области между температурами кипения ключевых компонентов и . -
Определяется функция ƒ( по формуле:
ƒ( =
-
Рассчитывается давление насыщенных паров (ат) всех компонентов при температуре по уравнению Ашворта:
lg
-
Находятся коэффициенты относительной летучести всех компонентов:
-
Рассчитывается минимальное число теоретических тарелок в колонне:
-
Определяется коэффициенты распределения всех компонентов:
-
Находятся мольные доли всех компонентов в дистилляте и в остатке:
-
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 |