Расчет параметров куба колонны К1-1
Расчет давление куба колонны ведется по формуле [5]:
(30)
где ∆Рисч‑ перепад давления в исчерпывающей части колонны атм, рассчитывается по формуле:
, (31)
где Nисч – число тарелок в исчерпывающей части колонны;
Pисч – гидравлическое сопротивление тарелки. Принимаем клапанные тарелки в количестве 26 шт. с гидравлическим сопротивлением 0,006 атм.
Тогда давление куба колонны по формуле (22) будет равно:
РW = 10,24+0,006·12= 10,42 атм.
Температура куба колонны рассчитывается по изотерме жидкой фазы [5]:
, (32)
где xi – мольная доля i-ого компонента в жидкой фазе;
Кi – константа фазового равновесия.
Принимаем температуру куба 237,86оС.
Температура куба уточняется методом подбора, чтобы выполнялось условие (32). Результаты расчета представлены в таблице8.
Рассчитывается давление насыщенных паров компонентов по формуле (1,2).
Рассчитывается константа фазового равновесия компонентов по формуле (21).
Таблица 8‑ Результаты расчета температуры куба колонны К1-1
Давление куба колонны 10,42атм, f(To)=3,1689
Температура куба колонны 237,86оС
| Компонент | Мольная доля хiW | Давление насыщенных паров Pio, атм | Константа фазового равновесия Ki | xiW·Ki |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| водород | 0,0000 | 33,81 | 32,46 | 0,0000 |
| сероводород | 0,0000 | 11,72 | 11,25 | 0,0000 |
| метан | 0,0000 | 25,11 | 24,11 | 0,0000 |
| этан | 0,0000 | 15,13 | 14,52 | 0,0000 |
| пропан | 0,0000 | 9,74 | 9,35 | 0,0000 |
| изобутан | 0,0000 | 6,89 | 6,62 | 0,0000 |
| бутан | 0,0000 | 6,08 | 5,84 | 0,0000 |
| 1-бутилен | 0,0000 | 6,52 | 6,26 | 0,0000 |
| бутадиен-1,3 | 0,0000 | 6,37 | 6,12 | 0,0000 |
| Метилмеркаптан | 0,0000 | 5,61 | 5,39 | 0,0000 |
| изопентан | 0,0000 | 4,28 | 4,11 | 0,0000 |
| 2-метилбутен-1 | 0,0000 | 4,05 | 3,88 | 0,0001 |
| изопрен | 0,0000 | 3,89 | 3,73 | 0,0000 |
| этилмеркаптан | 0,0000 | 3,84 | 3,69 | 0,0000 |
| н-пентан | 0,0000 | 3,79 | 3,64 | 0,0000 |
| диметилсульфид | 0,0000 | 3,74 | 3,59 | 0,0000 |
| циклопентан | 0,0000 | 3,15 | 3,02 | 0,0001 |
| 2-метилпентен-1 | 0,0029 | 2,95 | 2,83 | 0,0082 |
| 2-метилпентан | 0,0106 | 2,69 | 2,58 | 0,0274 |
| пропилмеркаптан | 0,0000 | 2,47 | 2,37 | 0,0000 |
| метил-этилсульфид | 0,0000 | 2,47 | 2,37 | 0,0000 |
| н-гексан | 0,0076 | 2,37 | 2,28 | 0,0174 |
| циклогексан | 0,0398 | 1,97 | 1,90 | 0,0755 |
| бензол | 0,0175 | 1,99 | 1,91 | 0,0334 |
| тиофен | 0,0049 | 1,76 | 1,69 | 0,0084 |
| 2-метилгексан | 0,0859 | 1,70 | 1,64 | 0,1405 |
| диэтилсульфид | 0,0000 | 1,65 | 1,59 | 0,0000 |
| 2-метилгексен-2 | 0,0784 | 1,57 | 1,50 | 0,1178 |
| н-гептан | 0,0130 | 1,49 | 1,43 | 0,0185 |
| изооктан | 0,0536 | 1,47 | 1,41 | 0,0757 |
| метилциклогексан | 0,0526 | 1,43 | 1,37 | 0,0723 |
| толуол | 0,0669 | 1,23 | 1,18 | 0,0792 |
| изооктен(2метилгептен1) | 0,0200 | 1,06 | 1,02 | 0,0203 |
| н-октан | 0,0202 | 0,94 | 0,90 | 0,0182 |
| этил-пентилсульфид | 0,0018 | 0,87 | 0,84 | 0,0015 |
| этилциклогексан | 0,0360 | 0,85 | 0,81 | 0,0293 |
| ксилолы,этилбензол | 0,1162 | 0,74 | 0,71 | 0,0830 |
| изононан | 0,0468 | 0,73 | 0,70 | 0,0329 |
| изононен | 0,0089 | 0,66 | 0,63 | 0,0056 |
| н-нонан | 0,0037 | 0,60 | 0,58 | 0,0021 |
| изопропилбензол | 0,1269 | 0,58 | 0,56 | 0,0710 |
| бинзитиофен | 0,0057 | 0,61 | 0,58 | 0,0033 |
| изопропилциклогексан | 0,0192 | 0,56 | 0,54 | 0,0103 |
| изо-декан | 0,0256 | 0,45 | 0,43 | 0,0111 |
| диэтилциклогексан | 0,0059 | 0,41 | 0,39 | 0,0023 |
| диэтилбензол | 0,0680 | 0,34 | 0,32 | 0,0219 |
| изо-алкан С11 | 0,0083 | 0,29 | 0,27 | 0,0023 |
| аромат С11 | 0,0278 | 0,24 | 0,23 | 0,0065 |
| алкан С12 | 0,0071 | 0,18 | 0,18 | 0,0013 |
| аромат С12 | 0,0164 | 0,16 | 0,15 | 0,0024 |
| н-алкан С13 | 0,0018 | 0,11 | 0,10 | 0,0002 |
| итого | - | - | - | 1,0000 |
Температура куба колонны К1-1 соответствует принятой 237,86оС.
|
|
|
|
|
|
Расчет параметров колонны К1-2
Расчет параметров конденсации колонны К1-2
Примем температуру конца конденсации в колонне К1-2, равной tкон.кон= 85,23 °С. Дистиллят отбирается в паровой фазе.
Давление конденсации рассчитывается по изотерме паровой фазы (20)
Например для водорода по формуле (1,2) давление насыщенных паров равно:
.
Давление насыщенных паров для остальных компонентов определяется по уравнению Ашворта[1] по формулам (1,2):
|
|
|
Для температуры конца конденсации функция f(To) составит:
Для бутана давление насыщенных паров по уравнению (1,2) будет равняться:
=9,4765
=9,612 атм.
Например для бутана по формуле (21) константа фазового равновесия равна:
Принимаем давление конденсации 10атм с последующим уточнением, чтобы выполнялось условие (32). Результаты расчета давления конденсации представлены в таблице 9.
Мольная доля i-ого компонента флегмы рассчитывается по формуле:
, (33)
где уi – мольная доля компонента впаравом дистилляте;
Ki – константа фазового равновесия.
Например, для бутана мольная доля по формуле (33) будет равна
Принимаем флегмовое число в колонне К1-2, равное R=39,92. Рассчитываем мольную долю компонентов верху колонны К1-2 по формуле:
, (34)
где R – флегмовое число.
Таблица 9 –Результаты расчета давления конденсации в колонне К1-2.
Температура конца конденсации 93,4оС, f(To)=5,6367
Давление конденсации 10атм
| Компоненты | уiд | Давление насыщенных паров, атм | Константа фазового равновесия Ki | Комплекс уiд/Кi |
| водород | 0,01621 | 26,76 | 26,76 | 0,0006 |
| сероводород | 0,00000 | 4,55 | 4,55 | 0,0000 |
| метан | 0,00267 | 16,28 | 16,28 | 0,0002 |
| этан | 0,00466 | 6,98 | 6,98 | 0,0007 |
| пропан | 0,00414 | 3,34 | 3,34 | 0,0012 |
| изобутан | 0,00540 | 1,88 | 1,88 | 0,0029 |
| бутан | 0,08554 | 1,52 | 1,52 | 0,0563 |
| 1-бутилен | 0,30073 | 1,71 | 1,71 | 0,1760 |
| бутадиен-1,3 | 0,00000 | 1,64 | 1,64 | 0,0000 |
| метилмеркаптан | 0,00000 | 1,33 | 1,33 | 0,0000 |
| изопентан | 0,28427 | 0,85 | 0,85 | 0,3363 |
| 2-метилбутен-1 | 0,24115 | 0,77 | 0,77 | 0,3135 |
| изопрен | 0,00000 | 0,72 | 0,72 | 0,0000 |
| этилмеркаптан | 0,00000 | 0,71 | 0,71 | 0,0000 |
| н-пентан | 0,01881 | 0,69 | 0,69 | 0,0273 |
| диметилсульфид | 0,00000 | 0,67 | 0,67 | 0,0000 |
| циклопентан | 0,00086 | 0,51 | 0,51 | 0,0017 |
| 2-метилпентен-1 | 0,02371 | 0,45 | 0,45 | 0,0523 |
| 2-метилпентан | 0,01125 | 0,39 | 0,39 | 0,0290 |
| пропилмеркаптан | 0,00000 | 0,34 | 0,34 | 0,0000 |
| метил-этилсульфид | 0,00000 | 0,34 | 0,34 | 0,0000 |
| н-гексан | 0,00052 | 0,32 | 0,32 | 0,0017 |
| циклогексан | 0,00005 | 0,23 | 0,23 | 0,0002 |
| бензол | 0,00003 | 0,24 | 0,24 | 0,0001 |
| тиофен | 0,00000 | 0,19 | 0,19 | 0,0000 |
| 2-метилгексан | 0,00000 | 0,18 | 0,18 | 0,0000 |
| диэтилсульфид | 0,00000 | 0,17 | 0,17 | 0,0000 |
| 2-метилгексен-2 | 0,00000 | 0,16 | 0,16 | 0,0000 |
| н-гептан | 0,00000 | 0,15 | 0,15 | 0,0000 |
| изооктан | 0,00000 | 0,14 | 0,14 | 0,0000 |
| Итого | 1,0000 | - | - | 1,0000 |
|
|
|
Выбранное давление конденсации удовлетворяет условию и составляет 10 атм.
Например, для бутана мольная доля в верху колонны К1-2 по формуле (34) равна:
Составы потоков флегмы и паров верха второйколонны представлены в таблице 10.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 629; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!