Затем на основе кривых ИТК строятся прямые однократного испарения (ОИ) при атмосферном давлении по методу Обрядчикова и Смидович. Для этого сначала определяются температуры отгона фракций по кривым ИТК и тангенс угла наклона ИТК (табл.2.11).
Таблица 2.11 - Характеристика кривых ИТК фракций

Фракция	Температура отгона по кривой ИТК,				Тангенс угла наклона (t70-t10)/60
	10%	50%	70%
Бензин	126	149	161	0,58
Керосин	185	210	222	0,62
Дизтопливо	251	292	315	1,07

Прямая ОИ каждой фракции строится по двум точкам (начало – 0% и конец – 100%), которые определяются по графику Обрядчикова и Смидович в зависимости от тангенса угла наклона ИТК и температуры отгона t₅₀ (приложение 1). Результаты приведены в табл.2.12.

Для построения прямой ОИ, например, для бензина, находим на рисунке 2.5 на оси абцисс точку 37%, проводим вертикаль до пересечения с кривой ИТК и далее горизонталь влево до пересечения с осью ординат. Получаем первую точку прямой ОИ, соответствующей 0 % отгона. Затем проводим вертикаль от точки на оси абцисс 57% до пересечения с кривой ИТК и далее горизонталь вправо. Получаем вторую точку прямой ОИ, соответствующей 100% отгона. Соединив эти две точки, получаем прямую ОИ бензина.

Аналогично по данным табл.2.11 строятся прямые ОИ для керосина и дизтоплива.
Таблица 2.12 - Параметры прямых ОИ фракций

Фракция	Процент ИТК, соответствующий началу ОИ – 0% масс.	Процент ИТК, соответствующий концу ОИ – 100% масс.
Бензин	37	57
Керосин	38	56
Дизтопливо	33	60

---

Рисунок 2.4 - Кривые ИТК и ОИ
Далее корректируем прямую ОИ бензина на его парциальное давление вверху колонны. Задаѐмся расходом водяного пара в низ колонны (Z₁) = 3% масс. от мазута и в стриппинг-секции (Z₂ и Z₃) = 2% масс. от бокового погона:

Z₁ = 0,03 · R₁ = 0,03 · 242810 = 7 284,3 кг/ч

Z₂ = 0,02 · R₂ = 0,02 · 131080 = 2621,6 кг/ч

Z₃ = 0,02 · R₃ = 0,02 · 82900 = 1658 кг/ч
Общий расход водяного пара:

Z_i  Z₁  Z₂  Z₃  7 284,3 2621,6  1658  11563,9 кг / ч

Принимаем предварительно кратность холодного орошения вверху колонны 3:1. Тогда количество острого холодного орошения:

g_xол = 3 · D₂ = 3 · 86810 = 260430 кг/ч

Парциальное давление бензиновых паров наверху колонны:

где  – абсолютное давление вверху колонны, кПа

М_D2 и M_H2O - молекулярный вес бензина D₂ и воды.



Далее корректируем прямую ОИ бензина на давление 112,86 кПа. Новая прямая ОИ будет параллельна старой и располагаться выше, если давление выше атмосферного (101,3 кПа) или ниже, если давление ниже атмосферного.

Поэтому для построения новой ОИ достаточно найти одну точку, через которую и проводят прямую, параллельную старой ОИ. Для этого по методу Пирумова находим температуру, соответствующую точке пересечения ИТК и ОИ бензина.

Далее по графику Кокса (приложение 2) находим точку пересечения данной температуры (на оси ординат) и атмосферного давления (на оси абцисс). Переносим эту точку строго параллельно находящимся на графике наклонным прямым до пересечения с вертикальной линией, соответствующей парциальному давлению бензина. Полученная точка соответствует новой температуре, на которую и переносится точка пересечения ИТК и ОИ. Через эту точку проводим прямую, параллельную старой ОИ. Это и будет прямая ОИ бензина для давления 112,86 кПа.

Температура верха колонны соответствует температуре конца прямой ОИ бензина при давлении 112,86 кПа.

По графику t_верха = 158⁰С. Эта температура соответствует температуре верхней, 34-ой тарелки, т.е. t₃₄ = 158⁰С.

Температура вывода керосина с 27-ой тарелки соответствует температуре начала ОИ керосина. По графику t₂₇ = 202⁰С.

Температура вывода дизтоплива с 17-ой тарелки соответствует температуре начала ОИ дизтоплива. По графику t

---

₁₇ = 274⁰С.

Температура сырья (полуотбензиненной нефти) на входе в колонну составляет, как правило, 340-360°С, что соответствует температуре отгона светлых фракций. Примем температуру сырья на входе в колонну 355°С, т.е. t_Lо = 355°С.

Температуры вывода керосина и дизтоплива из стриппинг-секций будут ниже температур вывода этих фракций с 27 и 17 тарелок за счѐт эффекта водяного пара, который приводит к активному испарению лѐгких фракций и поглощению тепла. Перепад температур в стриппингах зависит от расхода водяного пара и примерно оценивается величиной, равной (7 - 10)С_п, где С_п – расход водяного пара в % масс. Для тяжелых фракций перепад ниже, чем для лѐгких. Примем перепад температур в керосиновом стриппинге 20°, в дизельном стриппинге 15° .

Тогда температура вывода керосина из стриппинга:

t_кер = 202 – 20 = 182°С

Эта температура соответствует температуре нижней 1-й тарелки керосинового стриппинга.

Температура вывода дизтоплива из стриппинга:

t_дт = 274 – 15 = 259°С

Эта температура соответствует температуре нижней 1-й тарелки дизельного стриппинга.

Температура вывода мазута с низа колонны принимается на 15-25° ниже температуры ввода сырья (также за счѐт эффекта испарения лѐгких фракций в присутствии водяного пара). Примем температуру вывода мазута:

t_маз = 355 – 25 = 330°С

Эта температура соответствует температуре нижней 1-й тарелки основной колонны.

Так как сырьѐ колонны поступает на 6-ю тарелку, то температура на этой тарелке t₆ = 355°С.

Полученные таким образом температуры на соответствующих тарелках вносим в табл.2.6 и 2.7. Остальные температуры на тарелках определяем аналогично плотности из расчѐта равномерного перепада по каждому сечению.

Примем также температуру холодного орошения вверху колонны t_хол = 35°С, температуру ввода второго циркуляционного орошения (на 26-ю тарелку) t_Ц2 = 70°С, температуру первого циркуляционного орошения (на 16-ю тарелку) t_Ц1 = 100°С.

3. 
   
   1   2   3   4   5   6   7

---

Доля отгона сырья в колонну


Доля отгона сырья позволяет определить количество паровой и жидкой фазы полуотбензиненной нефти на входе в колонну. Это необходимо для расчѐта теплового баланса колонны.

Рассчитать долю отгона можно аналитическим способом по методу А.М.Трегубова. Это трудоѐмкий метод.

Наиболее простой способ - графический. Для этого сначала составляем таблицу 2.13 и строим по еѐ данным (рисунок 2.4) кривую ИТК полуотбензиненной нефти (аналогично построению ИТК светлых фракций). Конец кипения сырья можно принять в пределах 600°С.

Далее по данным кривой ИТК сырья, по графику Обрядчикова и Смидович составляем таблицы 2.14 и 2.15 и строим прямую ОИ полуотбензиненной нефти.

Полученная прямая ОИ сырья соответствует атмосферному давлению – 101,3 кПа. Но в зоне питания, под 7-ой тарелкой, давление составляет 156,8 кПа (табл.2.6). Поэтому корректируем прямую ОИ сырья по графику Кокса на давление 156,8 кПа (рисунок 2.4).

По полученной новой ОИ определяем долю отгона. Для этого на оси ординат находим точку, соответствующую температуре ввода сырья (355°С), проводим от неѐ горизонталь до пересечения с прямой ОИ. От полученной точки пересечения проводим вертикаль на ось абцисс. Получаем процент отгона сырья – 61%. Т.е. доля отгона полуотбензиненной нефти при 355°С и 156,8 кПа составляет е = 0,61.
Таблица 2.13 - Выход узких фракций полуотбензиненной нефти

Пределы кипения узких фракций, °С	Выход узких фракций на нефть, % масс.	Выход узких фракций на полуотбензиненную нефть, % масс.	Суммарный выход узких фракций, % масс
120 – 133	2.8229	3,53	3,53
133 – 148	3,25	4,06	7,59
148 – 163	3,17	3,96	11,55
163 – 178	3,09	3,86	15,41
178 – 193	3,29	4,11	19,52
193 – 204	2,26	2,82	22,34
204 – 221	3,25	4,06	26,40
221 – 238	3,58	4,47	30,88
238 – 255	3,29	4,11	34,99
255 – 271	3,21	4,01	39,00
271 – 286	3,08	3,85	42,84
286 – 304	3,12	3,90	46,74
304 – 320	3,12	3,90	50,64
320 – 340	3,42	4,27	54,91
340 – 360	3,38	4,22	59,14
360 – 381	3,38	4,22	63,36
381 – 403	3,58	4,47	67,83
403 – 423	3,38	4,22	72,06
423 – 445	3,47	4,34	76,39
445 – 470	3,40	4,25	80,64
Остаток	15,50	19,37	100,00
Сумма	80,04	100	-

---

Таблица 2.14 - Характеристика кривой ИТК полуотбензиненной нефти

Фракция	Температура отгона по кривой ИТК, °С			Тангенс угла наклона (t70-t10)/60
	10%	50%	70%
120-К.К.	158	317	413		4,25

Таблица 2.15 - Параметры прямой ОИ полуотбензиненной нефти

Фракция	Процент ИТК, соответствующий началу ОИ – 0% масс.	Процент ИТК, соответствующий началу ОИ – 100% масс.	Температура, соответствую-щая началу ОИ	Температура, соответствующая концу ОИ
120 – К.К.	5	79	138	460

3. 
   Тепловой баланс атмосферной колонны
   

Тепловой баланс колонны рассчитывается с целью определения количества тепла, которое необходимо снять орошениями.

Приходные и расходные статьи теплового баланса приведены в табл.2.16. Потери тепла в окружающую среду не внесены в тепловой баланс, это дает некоторый запас при определении тепла, снимаемого орошениями в колонне.

Энтальпию углеводородных паровых I^П и жидкостных I^Ж потоков рассчитываем по формулам:

I^{П =} (129,58 + 0,134T + 0,00059T²)(4 - ) - 308,99, кДж/кг

где Т – температура потока, К

– относительная плотность потока.

Энтальпия перегретого водяного пара приведена в приложении 3.

Количество паровой фазы сырья:

L_П = L₀ · е = 543 600 · 0,61 = 331596 кг/ч.

Количество жидкой фазы сырья:

L_Ж = L₀ – L_п = 543 600 – 331596 = 212004 кг/ч.

Энтальпию водяного пара определяем по приложению 3 на входе в колонну при температуре 400°С и давлении 6 ат, на выходе из колонны при температуре 158°С и давлении 1 ат (интерполяцией).

Энтальпию по формуле для парового потока рассчитываем только для бензина и паровой фазы сырья. Остальные потоки – по формуле для жидкости.

---

Смотрите также файлы

• Студент группы 18мтор1 М. А. Шмойлов.pptx

• Моделирование колебаний жидкости.pdf

• Тема Управление оценкой результатов освоения основных общеобразовательных программ в соответствии с обновленными фгос общего образования..docx

• Параметры оценки.docx

• Вопросы к коллоквиуму 1 Основы товароведения Сформулируйте определение категории товароведение.pdf