Материальный баланс колонны К-2

Статьи баланса	Расход, % мас.	Расход, кг/ч	Плотность, 420	Температура кипения фракции, оС	Молярная масса
Взято:
Нефть отбензиненная			–	–	–
Итого			–	–	–
Получено:
1. Фракция 100-180 оС	15, 9		0, 748
2. Фракция 180-230 оС	11, 2		0, 794
3. Фракция 230-280 оС	9, 9		0, 825
4. Фракция 280-350 оС	13, 8		0, 856
5. Мазут	49, 2		0, 917
Итого			–	–	–

- значение плотностей и молярных масс фракций нефти определены по соответствующим кривым плотностей и молярных масс перерабатываемой нефти (см. рис. 6.2).

- за среднюю температуру кипения фракций принята их температура 50% - ного выкипания (см. рис. 6.2).

6.2.2. Выбор конструкции основной колонны, числа и типа тарелок

Основная атмосферная колонна К-2 работает по схеме с двухкратной ректификацией и состоит из четырех простых колонн. Каждая из простых колонн имеет укрепляющую и отгонную секции. На каждую отбираемую фракцию устанавливаем 6-12 тарелок.

Стриппинги выполняют важную роль. При небольшом расходе водяного пара в стриппинг повышается температура начала кипения и понижается температура вспышки получаемой фракции. Разница между температурой отбираемой из стриппинга фракцией и температурой поступающей в стриппинг флегмы составляет 7-30 ^оС и зависит от расхода водяного пара, количества флегмы и доли отгона в стриппинге и требований к получаемой фракции

Вывод флегмы из основной колонны в стриппинг-колонну осуществим с двух тарелок, что позволит, изменяя отбор флегмы с этих тарелок, регулировать фракционный состав фракции, получаемой из отпарной колонны.

Ввод отпаренных легких фракций из стриппинг-колонны в основную колонну осуществим на одну тарелку выше, по отношению к тарелке вывода флегмы из основной в отпарную колонну.

Конструкция колонны должна обеспечить пребывание жидкости – мазута в отгонной части не менее 5-10 минут. Это время обеспечивает необходимые условия для отпарки легких компонентов из мазута и это время (10 минут) заложим в определение высоты уровня мазута в колонне.

Количество тарелок по высоте колонны принимаем из практических данных. Используем клапанные тарелки. Общее число тарелок в основной колонне на действующих установках колеблется от 36 до 56. При выборе числа тарелок по высоте колонны воспользуемся данными из заводской практики.

В отгонной части колонны принимаем четыре тарелки, n₁ = 4.

В укрепляющей части колонны - от зоны питания до тарелки вывода фракции 280-350 º С принимаем 8 тарелок (с 5 по 12 тарелку, считая снизу), n₂ = 8.

Схема колонны К-2

Рис. 6.3.

От тарелки вывода фракции 280-350 º С до тарелки вывода фракции 230-280 º С принимаем 10 тарелок (с 13 по 22), n₃ = 10.

От тарелки вывода фракции 230-280 º С до тарелки вывода фракции 180-230 º С принимаем 10 тарелок (с 23 по 32), n₄ = 10.

В верхней части колонны от тарелки вывода фракции 180-230 º С до верха колонны принимаем 12 тарелок (с 33 по 44), n₅ = 12.

Итого в колонне принято 44 тарелки, из которых в укрепляющей части 40 шт., а в отгонной - 4 шт (см. рис.6.3)

6.2.3. Расчет давления по высоте колонны

Расчет давления по высоте колонны ведем сверху вниз, учитывая перепад давления на тарелках.

Давление в емкости орошения Е-2 (см. рис.6.3.) на промышленных установках близко к атмосферному. Принимаем в нашем случае это давление равным 0, 1 МПа (Р_Е-1 = 0, 1 МПа).

Потери давления от верха колонны до емкости Е-2 (DР) обычно находятся в пределах 0, 03-0, 05 МПа. Принимаем DР равным 0, 04 МПа. Тогда общее давление в верху колонны (Рверх) будет следующим:

Р_верха = Р_Е-2 + DР = 0, 10 + 0, 04 = 0, 14 МПа

Общее давление на тарелке вывода фр. 180-230 ⁰С находим из уравнения

Р_180-230 = Р_верха + n₅ × DРт,

где Р_180-230 - общее давление на тарелке вывода фр 180-230 ⁰С, МПа

n₅ - число тарелок в верху колонны, выше вывода фракции 180-230 ⁰С.

n₅ = 12 шт.;

DРт - потеря давления на одной тарелке, МПа; DРт = 0, 00066 МПа;

Р_180-230 = 0, 14 +12 × 0, 00066 = 0, 148 МПа.

Подобным же образом находим общее давление на тарелке вывода фракции 230-280 º С, давление на тарелке вывода фракции 280-350 º С и давление в зоне питания (Р_вход) колонны:

Р _230-280 = Р_верха + (n₅ + n₄) × DР_т = 0, 14 + (12 + 10) × 0, 00066 = 0, 155 МПа.

Р _280-350 = Р_верха + (n₅ + n₄ + n₃) × DР_т = 0, 14 + (12 + 10 + 10) × 0, 00066 = 0, 161 МПа.

Р_вход = Р_верха + (n₅ + n₄ + n₃ + n₂) × DР_т = 0, 14 + (12 + 10 + 10 + 8) × 0, 00066 = 0, 166 МПа.

Таким образом. общее давление по высоте колонны будет следующим: