1. 1. Сущность процесса перегонки 8 6 страница

- энтальпия водяного пара при температуре 6-й тарелки стриппинга, кДж/кг.

Новая, скорректированная температура на верхней, 6-й тарелке стриппинга, с учётом изменения температуры на 27-й тарелке, будет t₆ = 160,67⁰С.

Где 315,15 кДж/кг – энтальпия керосина при скорректированной температуре вывода из стриппинга.

Определяем количество флегмы, стекающей в керосиновый стриппинг, кг/ч:

g₂₇ = G₆ + R₃

Объёмный расход паров, уходящих с 6-й тарелки стриппинга, м³/с:

где Т₆ – температура на 6-й тарелке, К;

Р₂₇ – давление под 27-й тарелкой атмосферной колонны, кПа;

М₆ – молекулярный вес нефтяных паров с 6-й тарелки стриппинга (табл.2.4.2).

Плотность паровой фазы, кг/м³:

кг/м³

Относительная плотность жидкой фазы, стекающей с 27-й тарелки атмосферной колонны на верхнюю тарелку стриппинга при рабочих условиях:

где t – температура на 27-й тарелке;

- относительная плотность на 27-й тарелке.

Абсолютная плотность жидкой фазы, кг/м³:

= 636,8 кг/м³

Нагрузка верхней, 6-й тарелки стриппинга по жидкости:

= м³/ч

2.10.2. Расчёт стриппинг-секции дизтоплива

Составим уравнение материального баланса потоков без учёта водяного пара (рис. 10.2):

g₁₇ = G₆ + R₂

Схема дизельного стриппинга

Рис. 10.2

где g₁₇ – количество флегмы, стекающей с 17-й тарелки в стриппинг, кг/ч;

G₆ – количество паров, уходящих с верхней, 6-й тарелки стриппинга под 17-ю тарелку атмосферной колонны, кг/ч.

Уравнение теплового баланса с учётом водяного пара:

Отсюда с учётом уравнения материального баланса находится количество нефтяных паров G₆, кг/ч:

где - энтальпия жидкости при температуре и плотности на 17-й тарелке, кДж/кг;

- энтальпия нефтяных паров при температуре и плотности на верхней, 6-й тарелке стриппинга, кДж/кг;

- энтальпия водяного пара при температуре 6-й тарелки стриппинга, кДж/кг.

Определяется количество флегмы, стекающей в стриппинг дизтоплива, кг/ч:

g₁₇ = G₆ + R₂

g₁₇ = 4980,44 + 20090 = 25070,44 кг/ч

Объёмный расход паров, уходящих с 6-й тарелки стриппинга, м³/с:

где Т₆ – температура на 6-й тарелке, К;

Р₁₇ – давление под 17-й тарелкой атмосферной колонны, кПа;

М₆ – молекулярный вес нефтяных паров с 6-й тарелки стриппинга (табл.2.4.2).

Плотность паровой фазы, кг/м³

кг/м³

Относительная плотность жидкой фазы, стекающей с 17-й тарелки атмосферной колонны на верхнюю тарелку стриппинга при рабочих условиях:

где t – температура на 17-й тарелке;

- относительная плотность на 17-й тарелке.

Абсолютная плотность жидкой фазы, кг/м³:

= 613,7 кг/м³

Нагрузка верхней, 6-й тарелки стриппинга по жидкости:

= м³/ч

Результаты расчётов сводим в таблицу.

Таблица 10.1

Параметры стриппинг-секций

Стриппинг-секция	Объёмный расход паров V, м^3/с	Плотность паров rП, кг/м^3	Абсолютная плотность жидкости rЖ, кг/ м^3	Нагрузка тарелки по жидкости LЖ, м^3/ч
Керосина	0,2880	3,275	636,8	28,90
Дизтоплива	0,3895	3,55	613,7	40,85

Далее определяется стриппинг, имеющий наибольшую нагрузку по паровой фазе V и рассчитывается его диаметр по методике, приведённой в разделе 8. Рекомендуется принимать в расчёте однопоточные тарелки. Диаметр второго стриппинга принимается равным первому.

В нашем случае стриппинг дизтоплива имеет наибольшую нагрузку по паровой фазе.

Примем к установке тарелки клапанные однопоточные, расстояние между тарелками примем 450 мм. Тогда К₁ = 1,15, С₁ = 765, К₂ = 1,0, К₃ = 4,0.

Принимаем к установке диаметр стриппинг-секций 0,8 м.

2.11. ВЫСОТА КОЛОННЫ

Высота атмосферной колонны рассчитывается по уравнению:

Н_К= Н₁+Н_к+Н_и+Н_п+Н₂+Н_н+Н_о, м

где Н₁ - высота от верхнего днища до верхней тарелки, м;

Н_к – высота концентрационной тарельчатой части колонны, м;

Н_и – высота отгонной, исчерпывающей тарельчатой части колонны, м;

Н_п – высота секции питания, м;

Н₂ – высота от уровня жидкости в кубе колонны дот нижней тарелки, м;

Н_н – высота низа колонны, от уровня жидкости до нижнего днища, м;

Н₀ – высота опоры, м.

Высота Н₁ (сепарационное пространство) принимается равной 0,5 диаметра колонны, если днище полукруглое, и 0,25 диаметра, если днище эллиптическое. Полушаровые днища применяют для колонн диаметром более 4 метров. Поэтому Н₁ = 0,25*2,8=0,7 м.

Высоты Н_к и Н_и зависят от числа тарелок в соответствующих частях колонны и расстояния между ними:

Н_к = (N_конц – 1)h = (28 – 1)0,6 = 16,2 м

Н_и = (N_отг – 1)h = (6 – 1)0,6 = 3,0 м

где h=0,6 м – расстояние между тарелками.

Высота секции питания Н_п берется из расчета расстояния между тремя-четырьмя тарелками:

Н_п = (3 – 1)h = (3 – 1)0,6 = 1,2 м

Высота Н₂ принимается равной от 1 до 2 м, чтобы разместить глухую тарелку и иметь равномерное распределение по сечению колонны паров. Примем Н₂ = 1,5 м.

Высота низа (куба) колонны Н_н рассчитывается, исходя из 5-10 минутного запаса мазута, необходимого для нормальной работы насоса в случае прекращения подачи сырья в колонну:

где – абсолютная плотность мазута при температуре низа колонны.

Относительная плотность мазута при температуре низа колонны 330^оС:

- площадь поперечного сечения колонны, м²

Штуцер отбора нижнего продукта должен находиться на отметке не ниже 4-5м от земли, для того, чтобы обеспечить нормальную работу горячего насоса. Поэтому высота опоры Н_о конструируется с учетом обеспечения необходимого подпора жидкости и принимается высотой не менее 4-5м. Примем Н_о = 4,0м.

Полная высота колонны:

Н_к = 0,7+16,2+3,0+1,2+1,5+1,3+4,0=27,9 м.

2.12. ДИАМЕТРЫ ШТУЦЕРОВ

Диаметры штуцеров определяют из уравнения расхода по допустимой скорости потока:

где V- объемный расход потока через штуцер, м³ /с;

Величина допустимой скорости W_доп принимается в зависимости от назначения штуцера и фазового состояния потока, м/с:

Скорость жидкостного потока:

на приеме насоса (из колонны)……………………………….0,2-0,6

на выкиде насоса (подача в колонну)………………………...1-2

Скорость парового потока:

дистиллята с верха колонны и из кипятильника в колонну…10-30

с верха отпарных секций………………………………………10-40

при подаче в колонну…………………………………………..30-50

Скорость парожидкостного потока при подаче сырья в колонну

(условно дается по однофазному жидкостному потоку, м/с)………....0,5-1,0

Рассчитанный диаметр штуцера далее округляется в большую сторону до ближайшего стандартного значения (таблица 12.1)

Таблица 12.1

Стандартные значения диаметров штуцеров D_y, мм

Рассчитаем диаметры штуцеров в атмосферной колонне.

2.12.1. Ввод сырья в колонну

Массовый расход потока через штуцер L₀=115070 кг/ч.

Относительная плотность полуотбензиненной нефти

Относительная плотность при температуре ввода сырья:

Абсолютная плотность полуотбензиненной нефти при этой температуре

Примем скорость парожидкостного потока в штуцере W_доп =1,0м/с.

Объемный расход потока:

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=250 мм.

2.12.2. Вывод бензина

Объемный расход паров через штуцер V_в=2,26 м³/с.

Примем скорость паров W_доп =30 м/с.

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=350 мм.

2.12.3. Вывод мазута

Массовый расход потока через штуцер R₁=72660 кг/ч.

Относительная плотность мазута

Относительная плотность мазута при температуре низа колонны:

Абсолютная плотность мазута при этой температуре

Примем скорость потока в штуцере W_доп =0,6м/с.

Объемный расход потока:

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=250 мм.

2.12.4. Ввод водяного пара

Массовый расход водяного пара через штуцер Z₁=2179,8кг/ч.

Примем скорость потока в штуцере W_доп =40 м/с.

Температура пара составляет t_п=400⁰С, давление Р_раб = 6 ат.

Объемный расход потока:

Где

Тогда

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=100 мм.

2.12.5. Вывод первого циркуляционного орошения

Первое циркуляционное орошение выводится с 15-ой тарелки в количестве g_Ц1=38546,40 кг/ч.

Абсолютная плотность орошения при температуре на 15-й тарелке

Примем скорость потока в штуцере W_доп =0,6м/с.

Объемный расход потока:

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=200 мм.

2.12.6. Ввод первого циркуляционного орошения

Первое орошение подается при температуре t_Ц1=100⁰С.

Относительная плотность флегмы с 15-й тарелки

Относительная плотность орошения при температуре 100⁰С:

Абсолютная плотность орошения при этой температуре

Примем скорость потока в штуцере W_доп =1,5м/с.

Объемный расход потока:

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=125 мм.

2.12.7. Вывод второго циркуляционного орошения

Второе циркуляционное орошение выводится с 25-ой тарелки в количестве g_ц2=40687,17 кг/ч. (после корректировки температуры вывода керосина).

Абсолютная плотность этого потока при температуре на 25-ой тарелке

Примем скорость потока в штуцере W_доп =0,6 м/с.

Объемный расход потока:

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=350мм.

2.12.8. Ввод второго циркуляционного орошения

Второе орошение подается при температуре t_Ц2=70⁰С.

Относительная плотность флегмы с 25-й тарелки

Относительная плотность орошения при температуре 70⁰С:

Абсолютная плотность орошения при этой температуре

Примем скорость потока в штуцере W_доп =1,5 м/с.

Объемный расход потока:

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=125 мм.

2.12.9. Вывод дизтоплива в стриппинг

Дизтопливо в стриппинг выводится с 17-ой тарелки в количестве g₁₇=25070,44 кг/ч.

Абсолютная плотность жидкости при температуре на 17-й тарелке

Примем скорость потока в штуцере W_доп =0,6 м/с.

Объемный расход потока:

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=200 мм.

2.12.10. Ввод паров из стриппинга дизтоплива

Объемный расход паров через штуцер V₆=0,3895 м³/с.

Примем скорость паров W_доп =30 м/с

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=150 мм.

2.12.11. Вывод керосина в стриппинг

Керосин в стриппинг выводится с 27-ой тарелки в количестве g₂₇=15786,86 кг/ч.

Абсолютная плотность жидкости при температуре на 27-й тарелке

Примем скорость потока в штуцере W_доп =0,6 м/с.

Объемный расход потока:

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=125 мм.

2.12.12. Ввод паров из стриппинга керосина

Объемный расход паров через штуцер V₆=0,2880 м³/с.

Примем скорость паров W_доп =30 м/с

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=125 мм.

Рассчитаем диаметры штуцеров в стриппинге керосина.

2.12.13. Ввод водяного пара в стриппинг керосина

Массовый расход водяного пара через штуцер Z₃=300,2 кг/ч.

Примем скорость потока в штуцере W_доп =40 м/с.

Температура пара составляет t_п=400⁰С, давление Р_раб=6 ат.

Объемный расход потока:

Где

Тогда

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=40 мм.

2.12.14. Вывод керосина из стриппинга

Массовый расход потока через штуцер R₃=15010 кг/ч.

Относительная плотность керосина

Относительная плотность керосина при температуре низа стриппинга:

Абсолютная плотность керосина при этой температуре

Примем скорость потока в штуцере W_доп =0,6 м/с.

Объемный расход потока:

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=125 мм.

2.12.15. Вывод паров из стриппинга керосина

Количество паров, уходящих с верхней тарелки стриппинга под 27-ю тарелку атмосферной колонны G₆= 3395,89 кг/ч.

Плотность паровой фазы

Примем скорость потока в штуцере W_доп =30м/с.

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=125мм.

Рассчитаем диаметры штуцеров в стриппинге дизтоплива.

2.12.16. Ввод водяного пара в стриппинг дизтоплива

Массовый расход водяного пара через штуцер Z₂=401,8 кг/ч.

Примем скорость потока в штуцере W_доп =40 м/с.

Температура пара составляет t_п=400⁰С, давление Р_раб=6 ат.

Объемный расход потока:

Где

Тогда

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=50 мм.

2.12.17. Вывод дизтоплива из стриппинга

Массовый расход потока через штуцер R₂=20090 кг/ч.

Относительная плотность дизтоплива

Относительная плотность дизтоплива при температуре низа стриппинга:

Абсолютная плотность дизтоплива при этой температуре

Примем скорость потока в штуцере W_доп =0,6 м/с.

Объемный расход потока:

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y=150 мм.

2.12.18. Вывод паров из стриппинга дизтоплива

Количество паров, уходящих с верхней тарелки стриппинга под 17-ю тарелку атмосферной колонны G₆= 4980,44 кг/ч.

Плотность паровой фазы

Примем скорость потока в штуцере W_доп =30м/с.

Диаметр штуцера:

Примем к установке стандартный диаметр D_y= 150мм.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Кривые ИТК и ОИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Брагинский О.Б., Шлихтер Э.Б. Мировая нефтепереработка. – М.: Academia, 2003. – 262 с.

2. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. Часть 1. – М.: 1972. – 360с.

3. Обрядчиков С. Н. Технология нефти. ч. 2, М.:Гостоптехиздат, 1948.

4. Танатаров М.А., Ахметшина М.Н., Фасхутдинов Р.А. и др. Технологические расчёты установок переработки нефти. – М.: Химия, 1987. – 352 с.

5. Хорошко С.И., Хорошко А.Н. Нефти северных регионов. Справочник. – Новополоцк, 2004. – 126 с.

6. Эрих В. Н., Расина М. Г., Рудин М. Г. Химия и технология нефти и газа. М.:«Химия», 1972.

Дата добавления: 2015-10-21