2.4 Тепловой баланс абсорбера

Тепловой баланс абсорбера составляется для определения температуры, при которой насыщенный раствор амина выводится с низа абсорбера.

1. 
   Уравнение теплового баланса
   

Q_пр=Q_рас

1.1 Приход тепла

Q_пр=Q₁+Q₂+Q₃

где: Q₁-количество тепла с поступающим на очистку газом;

Q₂-тепло с регенерированным раствором амина;

Q₃-тепло, выделяющееся при взаимодействии амина с кислыми компонентами

1.2 Расход тепла

Q_р= Q₄+Q₅

где: Q₄- тепло, уносимое очищенным газом из абсорбера;

Q₅- тепло, уносимое насыщенным абсорбентом из абсорбера

2. 
   Приход тепла
   

2.1 Количество тепла с поступающим на очистку газом



где: - количество поступающего на очистку газа, кг/ч;

- энтальпия исходной газовой смеси при температуре поступления в абсорбер, кДж/кг

Энтальпия газовой смеси вычисляется по формуле:



где - энтальпия смеси газов в идеальном состоянии, кДж/кг;

– поправка энтальпии на давление, кДж/кг.

Энтальпия идеальной газовой смеси рассчитывается по уравнению:



где – энтальпия компонентов газа, кДж/кг;

x_i- массовая доля компонентов газовой смеси

_{= или} = С_p(t)ⁱ * T

Значения констант А, В, С, D – приведены в [6]

---

Поправка энтальпии на давление рассчитывается по формуле:



где Т_пс.кр. – псевдокритическая температура смеси;

М_см – средняя молекулярная масса смеси;

– табличные функции от приведенных параметров [6];

w_см – фактор ацентричности смеси газов.

определяются в зависимости от приведенных давления Р_пр и температуры Т_пр

Т_пр = Р_пр =

Где: Т и Р – рабочие температура и давление;

Т_пс.кр и Р_пс.кр. – псевдокритические температура и давление

Псевдокритические температура и давление определяются по формуле:

Т_пс.кр. = y _i*T_крi Р _{пс кр}= y_i*P_{кр i}

где T_крi - критическая температура i – го компонента [4-6]

P_{кр i}- критическое давление i-го компонента [4-6]

М_ср - средняя молекулярная масса смеси

М_см = y_i * M_i

Фактор ацентричности смеси определяется по формуле:

w_см = y_i* w_i

Результаты расчета сводят в таблицу 3

Таблица 3

Расчет псевдокритических параметров и фактора ацентричности исходной газовой смеси

компонент	Кг/ч	Молмасса	Кмоль/час	Мольная доля, yi	Ркр, МПа	Ткр, К	i	Ркр* yi	Ткр* yi	i* yi

---

2.2 Тепло, вносимое регенерированным абсорбентом

Q₂= G_{рег. аб.}*C*t

Где: G _{рег. аб} – количество регенерированного абсорбента, кг/ч;

С – теплоемкость регенерированного раствора амина, 3,97 кДж/кг [9];

t – температура ввода регенерированного амина

2.3 Теплота хемосорбции H₂S и СО₂ раствором амина







где: - тепло, выделяемое при абсорбции H₂S кДж/ч;

- тепло, выделяемое при абсорбции СО₂ кДж/ч;

- количество поглощенного H₂S, кг/ч;

- количество поглощенного СО₂ кг/ч;

- удельная теплота абсорбции, 1905 кДж/кг;

- удельная теплота абсорбции, 1918 кДж/кг.

3. Энтальпия очищенного газа, выходящего из абсорбера рассчитывается аналогично п.2.1.

Далее по разности прихода и расхода тепла находим количество тепла, уносимое насыщенным абсорбентом, Q₅.

Теплопотери в окружающую среду принимаем в пределах 0,5-2 % в зависимости от климатических условий.

Зная количество насыщенного абсорбента и зависимость его теплоемкости от температуры, находим температуру насыщенного абсорбента,

Q₅= G_{насыщ.. аб.}*C*t, тогда

С*t= Q₅/G_{насыщ. абс.}


3. Расчет основных размеров абсорбера
1. Диаметр абсорбера в наиболее нагруженном нижнем сечении рассчитывается по формуле:

D_н =

где _нр – плотность насыщенного раствора амина, кг/м³ ;

_г – плотность исходного газа, кг/м³;

-расход насыщенного абсорбента, кг/с

---

К₀ – Коэффициент зависящий от типа тарелки (для колпачковой желобчатой К₀ = 0,3; для клапанной К₀ = 0,4; для ситчатой К₀ = 0,45);

С – коэффициент, зависящий от расстояния между тарелками и условий процесса. (при расстоянии между тарелками 0,7 м для абсорберов С = 520).

Необходимое для расчетов значение _г вычисляется по формуле:

_г = _исх

где Р_н, Т_н – нормальные температура и давление; Р, Т – рабочие температура и давление; z – коэффициент сжимаемости.

, кг/м³

Значение z представлено как функция от приведенного давления Р_и.п. и приведенной температуры Т_п. [8]
2. Высота абсорбера рассчитывается по формуле:

Н_а = h₁ + H_т + h_{2 ,} м

где h₁ – высота верхней камеры; Hт – высота тарельчатой части; h₂ – высота нижней камеры.

По практическим данным принимается h₁=D_н ; h₂=1,5 D_н

Число тарелок в абсорбере n принимается по практическим данным

H_т=0,6*(n-1)

Литература

1. 
   П.С. Белов, И.Ф. Крылов, Б.П. Тонконогов “Методические указания по оформлению графической части курсовых и дипломных проектов”. М., 1975.
   
2. 
   Лапидус А.Л., Голубева И.А., Жагфаров Ф.Г. Газохимия, Часть I. Первичная переработка углеводородных газов. – М., 2004 г., 242 с.
   
3. 
   Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – М.: Наука, 1972. – 720 с.
   
4. 
   Осинина О.Г. “Определение физико-технических и тепловых характеристик нефтепродуктов, углеводородов и некоторых газов.” М. 1986. Части 1,2.
   
5. 
   Технология переработки сернистого природного газа. Справочник. М: Недра, 2002, 517 с.
   
6. 
   Стал и др. Химическая термодинамика органических соединений, - М., «Мир», 1971 г. (или Рабинович В.А. Теплофизические характеристики веществ. Справочник. М: 1968.)
   
7. 
   Кузнецов А.А., Судаков Е.Н. Расчеты основных процессов и аппаратов переработки углеводородных газов. Справочное пособие. 1983.
   
8. 
   Викторов М.М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчеты. Л.: Химия, 1977, 360 с.
   
9. 
   Кемпбел Д.М. Очистка и переработка природных газов М.: Недра, 1977, 349 с.
   
10. 
    Лапидус А.Л., Голубева И.А., Жагфаров Ф.Г. Газохимия. Учебное пособие. М: 2008. – 450 с.
    

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Титульный лист

---

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА

им. И.М. ГУБКИНА

КАФЕДРА ГАЗОХИМИИ

курсовой проект

Расчет установки очистки газа от кислых компонентов растворами алканоламинов

Проверил: должность__________________ Ф.И.О._____________________ Оценка____________________

Выполнил: студент группы ________________________ Ф.И.О. ________________________

Москва 2005

Приложение 2
Давление паров воды над растворами этаноламинов (Па)

Концентрация амина, мольн. доли	Температура, 0С	МЭА	ДЭА	ТЭА
0.00	30	4246
	50	12530
	75	38157
	100	101300
0,25	30	2550	2430	2920
	50	8240	7170	8600
	75	29900	25500	27200
	100	84000	86200	88200
0,5	30	1490	1535	1760
	50	4960	5200	5430
	75	19200	19350	18800
	100	63800	61200	58200
0,75	30	706	573	862
	50	2370	2550	2740
	75	8140	8420	9900
	100	31300	28500	31400

---

Смотрите также файлы

• О работе главной медицинской сестры гбуз то Областная больница 13 (с. Исетское).docx

• Фтизиатрия 1101.docx

• "Особенности правовой системы Российской Федерации" по дисциплине "Теория государства и права".rtf

• !Науас 52 жаста, ауыр психозды басынан ткізді, оны алдында 5 кн бойы араты салынып ішті. Психоз фрагментті кру галлюцинациялары, орыныш пен реймен, жне тыныштыпен сипатталды.docx

• Практическая работа Цифровые инструменты наставничества педагогических работников. Описание, требования к выполнению.docx