Определение геометрических размеров

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

Диаметр колонны зависит от объема паров и их допустимой линейной скорости в свободном сечении колонны. Объемный расход паров рассчитываем по формуле:

где T – температура системы, К; P – общее давление в системе, МПа; – расход компонента, кг/с; - молекулярная масса компонента, кг/кмоль.

Допустимую линейную скорость паров вычисляем по уравнению Саудерса и Брауна

где c – коэффициент, который зависит от типа тарелок и расстояния между ними в колонне; – плотность жидкой и паровой фаз, кг/м³.

Диаметр колонны рассчитывается по наиболее нагруженному сечению по парам. В нашем случае в верхней части колонны расход паровой фазы больше и составляет:

Gп = 22,4*1,4*0,404*(19,58/86,3+35,185/86,3) = 8,04м3/с

Расстояние между тарелками принимается в зависимости от диаметра колонны H_T= 0,66м. Тогда коэффициент c для колпачковых тарелок будет равен 1000. Плотности жидкой и паровой фаз соответственно равны 778 кг/м³ и 6,8 кг/м³.

Р= 0,8397 – 0,000725(105-20) = 0,778

а диаметр колонны равен

= 4,6

Найденный диаметр колонны по стандартным ГОСТ 21944-76 (СТ СЭВ 3020-81) 5.

Число тарелок в ректификационной колонне определяется требуемой эффективностью погоноразделения, физико-химическими свойствами жидкой и паровой фаз. Число теоретических, а затем и практических тарелок в колонне, которое обеспечит заданное разделение сырья, определяют аналитически, используя эмпирический метод Фенске:

где – минимальное число теоретических тарелок, отвечающее полному орошению; a – средний коэффициент относительной летучести НКК в условиях колонны.

Для углеводородов и нефтяных фракций для определения коэффициента относительной летучести можно пользоваться уравнением Эджворча и Джонстона:

= 0,207

где T₁ и T₂ – температуры кипения низко- и высококипящего компонента при атмосферном давлении, К; Т – температура, при которой определяется относительная летучесть смеси, К.

Nmin = (lg(0,9025/0,0025))/0,207 = 13

согласно опытным данным при оптимальном флегмовом числе в колонне требуется теоретических тарелок примерно в два раза больше минимального

N_теор.= 26.

Отношение числа теоретических тарелок к числу реальных тарелок называется КПД тарелки. КПД тарелки определяет ее эффективность по отношению к теоретической тарелке, на которой при смешении неравновесных пара и жидкости достигается равновесие. КПД колпачковых тарелок из справочной литературы составляет 0,75.

Nпр. = 26/0,75 = 35

Высота колонны рассчитывается по уравнению:

Н = h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7

где высота h₁ принимаем для сферического днища

h1 = 0,5D = 0,5*5 = 2,5м

Число промежутков между тарелками меньше количества тарелок на единицу

h2 = Hт*(Nтеор-1) = 20,4

Высота эвапорационного пространства принимаем равной трем расстояниям между тарелками

h3 = Hт*(4-1) = 0,6*3 = 1,80

В нижней отпарной части колонны установлено 5 тарелок. Высоту h₄ определяют аналогично высоте h_2.

h4= Hт*(5-1) = 2,4

Свободное пространство между уровнем жидкости внизу колонны и нижней тарелкой необходимо для равномерного распределения паров. Высоту этого пространства принимают равной 1,5 м.

Высоту слоя жидкости в нижней части колонны рассчитывают по ее 10-минутному запасу, необходимому для обеспечения нормальной работы насоса. Принимая запас на 600 с, объем мазута составит:

V = 176*600/876 = 120,55 м

где площадь поперечного сечения колоны

S = 3,14*25/4 = 19,63 м

и тогда высоту h₆ определяют по уравнению

h6 = 120,55/19,63 = 6,14 м

По практическим данным высота опоры h₇ принимают равной 4 м.

Общая высота колонны складывается из всех найденных высот:

Н = h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7

H = 2,5+20,4+1,8+2,4+1,5+6,14+4=38,74 м

Дата добавления: 2015-12-19; просмотров: 20; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 45

Мы поможем в написании ваших работ!