Тепловой баланс колонны

Целью расчета теплового баланса основной колонны является определение количества теплоты, которое необходимо вывести из колонны циркуляционными орошениями и расход циркуляционных орошений. Тепловой баланс основной ректификационной колонны приведен в табл. 6.14. При его составлении следует учесть следующее.

Сырье колонны (отбензиненная нефть) поступает в нее в виде парожидкостной смеси. Распределение вещества по паровой и жидкой фазам определяется расчетной массовой долей отгона, полученной в результате расчетов в п. 6.2.6 настоящего проекта. В нашем примере эта величина равна 0, 494. Следовательно, на 100 кг сырья в колонну поступает 49, 4 кг паровой фазы и 50, 6 кг жидкой фазы.

Таблица 6.14

Материальный и тепловой баланс колонны К-2

Статьи баланса	Расход (Gi), кг		Средняя температурная поправка на один градус ()		Температура º С
Приход:
Нефть отбензиненная
в том числе:
- пары	50, 9	0, 804	0, 000765	0, 808
- жидкость	49, 1	0, 927	0, 000607	0, 930
Острое орошение	31, 8	0, 748	0, 000841	0, 752
Итого	139, 8	-	-	-	-
Расход:
Фракция 100-180 + острое орошение	47, 7	0, 748	0, 000841	0, 752
Фракция 180-230	11, 2	0, 794	0, 000778	0, 798
Фракция 230-280	9, 9	0, 825	0, 000738	0, 829
Фракция 280-350	13, 8	0, 856	0, 000699	0, 859
Мазут	49, 2	0, 917	0, 000620	0, 920
Итого	131, 8	-	-	-	-

Окончание таблицы 6.14

Расчетная доля отгона равна теоретической доле отгона или несколько превышает ее. Следовательно, количество жидкой фазы, поступающей в сырье основной колонны равно количеству мазута в сырье (так как теоретическая доля отгона равна доле светлых нефтепродуктов в отбензиненной нефти) или несколько ниже его. Так как испаряются в первую очередь легкие компоненты фракции, то в нашем примере плотность мазута должна быть немного ниже плотности жидкой фазы, поступающей в колонну, что и имеет место в действительности.

Тепло водяного пара при составлении баланса не учитываем, так как принято считать, что оно компенсирует тепловые потери в окружающую среду.

На основании данных, приведенных в табл.6.14 находим дисбаланс тепла, то есть относительную разность между количеством тепла, приносимым в колонну и количеством тепла, выводимого из колонны с фракциями. По величине дебаланса тепла судят о необходимости циркуляционных орошений. Дебаланс находим по следующей формуле

× 100,

где D - дебаланс тепла, %отн.;

Q_прих - количество тепла, приносимое в колонну потоками сырья и острого орошения, кДж; в нашем примере Q_прих = 98, 9 × 10³ кДж/кг;

Q_расх - количество тепла, выводимое из колонны с мазутом, верхним, нижним и боковыми погонами, кДж; Q_расх = 91, 5 × 10³ кДж/кг.

× 100 = 9, 8 %отн.