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!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!