Расчет флегмового и парового чисел

 

Таблица 8

Компонент	αi	y'iD	θ	Rmin
C2H6	8,6839	0,0349	4,8196	-0,9216
C3H8	4,6412	0,4305	3,0885	0,2869
и-С4H10	2,9751	0,2098	2,7815	2,2235
C4H10	2,6929	0,3048	1,7817	-0,0992
и-C5H12	1,6496	0,0157	1,5271	-0,7883
C5H12	1,4647	0,0040	1,2073	-0,9770
C6H14 и выше	1,0000	0,0002		-0,9998

 

Оптимальное мольное флегмовое число определяется по уравнению:

 

(18)

 

Расчет Rmin приведен в таблице 8.опт = 3,3517.

 

Таблица 9

Компонент	αi	θ	x'iw	Sмин
C2H6	8,6839	4,8196	0,0000	0,0000
C3H8	4,6412	3,0885	0,0000	0,0001
и-С4H10	2,9751	2,7815	0,0018	0,0270
C4H10	2,6929	1,7817	0,0082	0,0243
и-C5H12	1,6496	1,5271	0,1346	1,8118
C5H12	1,4647	1,2073	0,1399	0,7959
C6H14 и выше	1,0000		0,7156	0,7156

 

Минимальное мольное паровое число в отгонной секции колонны определяется по уравнению Андервуда (расчет приведен в таблице 9):

 

 = - ;   (19)

 ; (20)

.

 

 

Материальный и тепловой балансы колонны стабилизации

 

Таблица 10

Потоки	Обозн.	расход кг/ч	температура ˚С	Молекулярная масса	Плостность	Энтальпия		Кол-во тепла	Обозн.
						п	ж
Приход
Сырье:		61274,5000		74,2565	0,6452
паровая фаза	GF	23431,3688	51,0000	60,6246	0,5952	117,2890		1649084,0362	QF
жидкая фаза	gF	37843,1312	51,0000	74,0538	0,6445		26,9131
Пары из кип	GW	90709,9291	97,3888	81,5405	0,6675	133,2948	52,7416	7306974,8947	QB
Расход:
Дистиллят	D	15010,1719	39,4403	51,2808	0,5527	114,8267		1723568,1197	QD
Остаток	W	46264,3281	97,3888	86,8866	0,6822		52,1674	2413488,4967	QW
Горячее орошение	gгор	52230,0047	39,4403	53,2384	0,5623	114,3024	22,0374	4819002,3146	Qd1
Холодное орошение	gхол	46319,6249	20,0000	18,0000	1,0000		10,2644		Qd2
Пары под верх тарелкой конц.секции	GN-1	67240,1765
жидкость стек. С ниж тар отг сек	g1'	136974,2572

Определение основных размеров колонны

 

4.5.1 Диаметр колонны

Наиболее нагруженным по пару сечением колонны будет сечение под ее нижней отгонной тарелкой, оно принимается за расчетное.

Секундный объем паров в расчетном сечении при температуре tR=97,3888 ⁰C и давлении рR=15,375

Допустимую скорость газа в расчетном сечении находят по формуле:

 

    (23)

 

Коэффициент С’ определяется по уравнению:

 

   (24)

 

Где  а С=0,12 определяется по графику, изображенному на рисунке 1 при расстоянии между тарелками

Тогда диаметр колонны равен:

D = 2,7 м.

 

Рисунок 1 - График С=f(pn), используемый при определении допустимой скорости пара в колонне с клапанными тарелками

Для сравнения определяем диаметр колонны по ее сечению над верхней укрепляющей тарелкой.

Расчет ведется аналогично уже изложенному определению диаметра колонны в наиболее нагруженном поперечном сечении колонны:

Допустимая скорость паров:

Диаметр колонны в ее верхнем поперечном сечении: D = 2,01 м.

По ГОСТ 9617-76 установлен ряд внутренних диаметров для сосудов и аппаратов. Диаметр колонны окончательно принимается по нижнему сечению аппарата - он равен Dк = 2800 мм.

 

Высота колонны

На основе практических данных расстояние между верхним днищем колонны и ее верхней укрепляющей тарелкой принимается следующее: h1=1,2 м; высота секции питания h3=1,3 м; расстояние между нижним днищем и нижней отгонной тарелкой h5=3 м (для обеспечения трех-четырехминутного запаса флегмы внизу колонны). Высота колонны равна:

Для отгонной части:

 

 (30)

 

Полная высота колонны:

 

  (31)

 

4.5.3 Диаметры штуцеров

 

Таблица 11

Потоки	Ri, кг/ч	wi, м/с	pi, кг/м3	di, м	Dy, мм
Ввод сырья	61275	0,5	645	0,259	250
Вывод паров ректификата	15010,2	2,0	37,356	0,265	300
Вывод жидкости в кипятильник	136974	1	682,23	0,267	300
Ввод паров из кипятильника	90709,9	2,0	251,97	0,251	300
Ввод холодного орошения	46319,6	1	1000,0	0,128	125