Модернизация установки Депарафинизация с целью снижения энергопоребления

 

  Таблица 3.9 - Материальный баланс третьей отгонной колонны

Компоненты	мол. масса	кмоль/ч	мол. доля	кг/ч	мас. доля
Приход:
Депмасло	275,39	55,92	0,602	15399,81	0,831
Толуол	92,13	23,65	0,255	2178,87	0,118
МЭК	72,10	13,34	0,143	961,81	0,052
Итого:		92,91		18540,49
Расход:
1. пары в т. ч.		26,94	1,000	2252,04	1,000
Толуол	92,13	15,46	0,574	1424,33	0,632
МЭК	72,10	11,48	0,426	827,71	0,368
2. жидкость		65,97	1,000	16288,45	1,000
Депмасло	275,39	55,92	0,848	15399,81	0,946
Толуол	92,13	8,19	0,124	754,53	0,046
МЭК	72,10	1,86	0,028	134,11	0,008
Итого:		92,91		18540,49

       

Как видно из таблицы 30 в третьей отгонной колонне  отгоняется

    2252,04*100/(20466,7+30700)=4,4 %масс. растворителя.

 

Как видно из таблицы 3.9 содержание растворителя в депмасле составляет 5,4 % масс., что приемлемо  для первых трех отгонных колонн, но надо ставить еще дополнительно  одну отпарную колонну  для того,  чтобы полностью отогнать растворитель из гача.

 

   3.3.4 Расчет  отпарной  колонны [18]

  

Сырьем для отпарной колонны является жидкая фаза третьей  колонны.

 

 

Таблица  3.10 - Состав сырья отпарной колонны

Компоненты	кг/ч	Масс. доля	мол. масса	кмоль/ч	мол. доля
Депмасло	15399,81	0,946	275,39	55,92	0,848
Толуол	754,53	0,046	92,13	8,19	0,124
МЭК	134,11	0,008	72,10	1,86	0,028
Итого:	16288,45			65,97

           

На основании практических данных принимается температура  ввода сырья в отпарную колонну 160⁰С и давление 110 кПа.

       Доля отгона паров и состав паров в отпарной колонне расчитаем по програме OIL [17], исходными данными для которой являются:

 

Pacxoд нeфти или фpaкции (кг/чac) G=16288,46

Pacxoд вoдянoгo пapa (кг/чac) G_п=325,8

Плoтнocть ocтaткa (кг/м³) ρ = 884

Дaвлeниe пpи oднoкpaктнoм  иcпapeнии (KПa) P=110

Teмпepaтуpa oднoкpaтнoгo иcпapeния  (C^о) T=160

 

Peзультaты pacчeтa:

 

Maccoвaя дoля oтгoнa пapoв  e1=5,298E-002

Moльнaя дoля oтгoнa пapoв e=0,126

Moлeкуляpнaя мacca иcxoднoй  cмecи Mi=247,061

Moлeкуляpнaя мacca жидкoй  фaзы Ml=267,727

Moлeкуляpнaя мacca пapoвoй фaзы Mp=103.811

 

Taблицa  3.11- Cocтaв жидкoй  фaзы

кoмпoнeнты	мoльн.дoли	мacc.дoли	Kмoль/чac	Kг/чac
62-85 105-140 Ocтaтoк CУMMA	0.0001905 0.0025259 0.9972835 1.0000	0.0000610 0.0010172 0.9989218 1.0000	0.0110 0.1455 57.4599 57.6165	0.9414 15.6915 15408.8506 15425.4844

 

Taблицa 3.12 -Cocтaв пapoвoй  фaзы

кoмпoнeнты	мoльн.дoли	мacc.дoли	Kмoль/чac	Kг/чac
62-85 105-140 Ocтaтoк CУMMA	0.1814804 0.8184482 0.0000144 1.0000	0.1499072 0.8500556 0.0000372 1.0000	1.5086 6.8037 0.0001 8.3125	129.3663 733.5778 0.0321 862.9761

 

 

Taблицa 3.13 -Иcxoднaя cмecь

кoмпoнeнты	мoльн.дoли	мacc.дoли	Kмoль/чac	Kг/чac
62-85 105-140 Ocтaтoк CУMMA	0.0230494 0.1054056 0.8715450 1.000	0.0080000 0.0460000 0.9460000 1.000	1.5196 6.9493 57.4601 65.9290	130.3077 749.2692 15408.8828 16288.4609

 

  Расчет диаметра колонны К-4 [16]

 

Диаметр колонны определяют в зависимости  от максимального расхода паров  и их допустимой скорости в свободном  сечении колонны.

Объемный  расход паров:

V_с= (22,4*Т*0,101*  Σ Gi/Mi)/(273*П),                 (23)

где Т - температура  системы, К;

       П - давление в системе, МПа;

       G_i- расход компонента, кг/ч;

       M_i - молекулярная масса компонента кг/кмоль.

V_c=22,4*433*0,101*27,7/(273*0,11*3600)=0,27 м³/с,

где 433 - температура  на входе в колонну, К;

       0,1 - давление на входе в колонну,  мПа;

       27,7 - мольный расход паров, кмоль/ч

 

  Допустимая линейная скорость паров [16]

V_л= 0,0334*(р_ж / р_п)^0,5,                  (24)

где р_ж, р_п - абсолютная плотность соответственно жидкости и паров, кг/м³.

 

а) Плотность  жидкой фазы

р₁₅¹⁵ = 1,03*М/(44,29+М),

где М - молярная масса  фазы, кг/кмоль.

M=0,9973*275,39+0,0025*92,13+0,0002*72,10=274,89 кг/кмоль,

р₁₅¹⁵ =1,03*274,89/(44,29+274,89)=0,8871

p₄²⁰=p₁₅¹⁵-5*a=0,8871-5*0,00066= 0,8838

р_ж(20°С)= 883,8  кг/м³

p₄^t = p₄²⁰ – a*( t –20) = 0,8838 – 0,00066*(160 – 20) = 0,7914

Соответственно р_ж(160°С) = 791,4 кг/м³   [16]

б) Плотность паровой  фазы

р_п=G_п.с.+G_в.п/V_с

 р_п=862,93+325,8/0,27*3600=1,22 кг/м³

V_л= 0,0334*(791,6 /1,22)^0,5=0,851 м/с

Соответственно диаметр  колонны в месте ввода сырья равен:

D =2*(0,27/0,851)^0,5=1,12 м

 Диаметр  существующей колонны 1,2 м.