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: 216

Скачиваний: 3

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


Искомая величина е`=0,0916.

Молекулярные веса компонентов Mi вычисляем по формуле Воинова. По данным таблицы 10 средний молекулярный вес нефти:


Молекулярный вес паровой фазы:

My= =100,985

Массовая доля отгона:



2.8 Минимальное флегмовое число

Минимальное флегмовое число Rmin определяется по уравнениям Андервуда:

лонна нефть тарелка




где αi – коэффициент относительной летучести по отношению к ключевому компоненту



где Pi - давление насыщенных паров при температуре ввода сырья;

Pk – давление насыщенных паров ключевого компонента (давление 3 фракции = 1486,7кПа);

- корень уравнения Андервуда. Обычно его величина находится между значениями i ключевых компонентов. В общем случае при увеличении левая часть уравнения возрастает.

q – отношение количества тепла Q, которое надо сообщить сырью, чтобы перевести его в парообразное состояние, к скрытой теплоте испарения сырья Qисп:

или

где JC – энтальпия сырья при температуре ввода;

JП – энтальпия насыщенных паров сырья;

JЖ – энтальпия кипящей жидкости сырья.

При расчёте минимального флегмового числа возможны следующие варианты:

а) Если сырьё вводится при температуре кипения, то e`=0 и q=1.

б) Если сырьё вводится в виде холодной жидкости, не доведенной до температуры кипения, то q>1.

в) Если сырьё вводится в виде насыщенных паров, то e`=1 и q=0.

г) Если сырьё вводится в виде перегретых паров
, то q<0.

д) Если сырьё вводится в виде парожидкостной смеси,

то 0
В нашем случае 1-q=e`=0,0916. Методом подбора находим из первого уравнения Андервуда корень , подставляем его во второе уравнение и определяем Rmin. Результаты расчета приведены в Таблице 11.

Расчет выполняется с помощью программы MicrosoftExcel.
Таблица 2.12–Расчёт минимального флегмового числа



компо-

нента



Piпри tF

i







1

0,0562

2,8805

1,938425

0,122963

0,48692

0,975135

2

0,0512

1,8993

1,278129

0,233914

0,44644

1,854856

3

0,0446

1,4866

1,000404

0,281014

0,05662

1,894171

4

0,0575

1,2665

0,852288

-0,30858

0,01002

-0,07224

5

0,1404

0,7787

0,524024

-0,16842

0

0

6

0,1301

0,3650

0,245626

-0,05527

0

0

7

0,1611

0,1266

0,085195

-0,01175

0

0

8

0,1944

0,0176

0,011844

-0,00184

0

0

9

0,1645

0,0032

0,002153

-0,00056

0

0

Сумма

1,0000

-

-

0,0916

1,0000

4,65192



Корень уравнения Андервуда равен:

=0,9705

Минимальное флегмовое число равно:
=4,65192-1=3,65192

2.9 Оптимальное флегмовое число. Оптимальное число теоретических тарелок

Приведём два способа расчёта оптимального флегмового числа.

Графический способ Джиллиленда

а) Задаёмся коэффициентом избытка флегмы i=(1,1…1,8).

б) Рассчитываем флегмовые числа:



Например, 4,0171.

в) Находим параметр Хi:



Например, 0,0728

г) Находим параметр Yi:



Например, =0,58219

д) Находим число теоретических тарелок N из уравнения:



Например, = 60,93338

e) Находим величину Ni(Ri+1).

Например, N1(R1+1)= 60,93338·(4,0171+1)=305,7096

Расчёты приведены в таблице 12.
Таблица 2. 12 –Расчёт параметров Rопт и Nопт

i

Ri

xi

yi

Ni

Ni(Ri+1)

1,1

4,01711

0,07279

0,58219

60,93338

305,70961

1,2

4,38230

0,13570

0,51856

52,74824

283,90704

1,3

4,74750

0,19062

0,46857

47,69202

274,10972

1,4

5,11269

0,23897

0,42807

44,24376

270,44833

1,5

5,47788

0,28188

0,39451

41,73605

270,36111

1,6

5,84307

0,32020

0,36617

39,82553

272,52897

1,7

6,20826

0,35464

0,34188

38,31834

276,20872

1,8

6,57346

0,38576

0,32078

37,09683

280,95122



ж) Строим график Ni(Ri+1)=f(Ri):



График 1 - Зависимости параметра Ni(Ri+1) от флегмового числа.
Минимум на полученной кривой соответствует искомым параметрам: Rопт=5,30; Nопт=41,73; опт=1,5.

Аналитический вариант расчёта (по приближённым уравнениям):



3,65192+0,35=5,2801

Nопт=1,7

Nопт=1,7· +0,7=42,99

Таким образом, оба способа дают довольно близкие результаты. Принимаем к дальнейшим расчётам данные более точного графического способа.1>


2.10 Место ввода сырья в колонну. Рабочее число тарелок

Определяем минимальное число теоретических тарелок в концентрационной части колонны ( )

,

где α3 и α4 – коэффициенты относительной летучести компонентов при температуре ввода сырья (Таблица 2.12).

=12,4

13

Оптимальное число теоретических тарелок в верхней части колонны



Отсюда

=20,80 21

Рабочее число тарелок в колонне:



где - к.п.д. тарелки, примем равным 0,6.

=69,55 70

Рабочее число тарелок в верхней части колонны


=34,67 35

В нижней, исчерпывающей части колонны, таким образом, будет 70-35=35 тарелок. На практике для ввода сырья предусматривают до 5 точек вблизи сечения, определённого по этим уравнениям.
2.11 Внутренние материальные потоки

а) Верхняя часть колонны.

Количество флегмы, стекающей с тарелок верхней части колонны:

=Rопт·D= 5,2801·33066,60855=174595 кг/ч

Количество паров, поднимающихся с тарелок верхней части колонны:

+D=174595+33066,60855=207662 кг/ч

Объём паров: