Верхнее сечение колонны

Из совме стного решения материального и теплового баланса третьей простой колонны при условии, что с 27-ой тарелки вся флегма перетекает в стриппинг-секцию керосина, считаем количество холодного орошения g_хол, подаваемого на верхнюю тарелку.

Рис.2.4. Схема третьей простой колонны

Материальный баланс третьей простой колонны (по контуру на рис.2.4):

G₂₆ + z₃ + g_хол = G₃₄ + R₃,

где G₂₆ и G₃₄ – нефтяные и водяные пары, поднимающиеся с 26-ой и 34-ой тарелки:

G₂₆ = D₂ + R₃ + z₁ + z₂

G₃₄ = D₂ + g_хол + z₃ + z₁ + z₂

Введем обозначения:

z_{1, 2} = z₁ + z₂

z_{1, 2, 3} = z₃ + z₁ + z₂

На основе материального баланса составим тепловой баланс:

Количество холодного орошения g_хол, кг/ч:

Числитель – тепло, снимаемое холодным остроиспаряющимся орошением Q_хол:

Тогда

В приведенных уравнениях:

- энтальпия нефтяных паров с 26-ой и 34-ой тарелок, кДж/кг. Рассчитывается в зависимости от плотности при и температуры на соответствующих тарелках;

I_кер - энтальпия жидкого керосина на выходе из стриппинга (из теплового баланса), кДж/кг;

I_хол - энтальпия холодного орошения, кДж/кг. Рассчитывается при принятой температуре холодного орошения t_хол = 35º С и плотности бензина D₂.

- энтальпия водяного пара на входе в керосиновый стриппинг при 400º С (из теплового баланса), кДж/кг;

- энтальпия водяного пара, поднимающегося с 26-ой и 34-ой тарелок, кДж/кг. Определяется при давлении 1 ат и интерполяцией в зависимости от температуры на тарелке.

;

Q_хол = 65597∙ (764, 45 – 657, 71) + 26566∙ (764, 45 - 421, 4) + (7039, 4 + 2105, 3)∙ ∙ (2907, 57 – 657, 71)+ 531, 3(3273, 23 – 657, 71) = 17334631, 21 кДж/ч = 4815, 18 кВт

g_хол = 17334631, 21/(657, 71 – 70, 22) = 29506, 29 кг/ч

Для определения флегмового числа Ф₃₄ вверху колонны найдем количество флегмы g₃₄, стекающей с 34-ой тарелки. Для этого составим материальный баланс по контуру на рис.2.5:

G₃₃ + g_хол = G₃₄ + g₃₄

где G₃₃ = D₂ + g_хол + g₃₄ + z₃ + z₁ + z₂

G₃₄ = D₂ + g_хол + z₃ + z₁ + z₂

Тепловой баланс по контуру:

Преобразуем это уравнение:

Рис.2.5. Схема второй простой колонны

Так как изменение энтальпии нефтяных и водяных паров на двух соседних 33 и 34-й тарелках незначительное, этим можно пренебречь:

С учётом этих допущений находим количество флегмы, кг/ч:

где - энтальпия нефтяных паров, поднимающихся с 33-й тарелки, кДж/кг. Рассчитывается при температуре и плотности на 33-й тарелке (ρ ₁₅ = 0, 7758,

T = 168, 7 + 273 = 441, 7 K).

- энтальпия жидкости, стекающей с 34-й тарелки, кДж/кг.

Флегмовое число в данном сечении колонны:

Ф₃₄ = g₃₄/D₂

Ф₃₄ = 56290, 2/65597 = 0, 86

G_в = D₂ + g_хол + z_{1, 2, 3}

G_B = 65597 + 29506, 29 + 9676, 0 = 104779, 47 кг/ч

Объемный расход паров наверху колонны, м³/с:

где М_D2 – молекулярный вес тяжёлого бензина,

Т₃₄ – температура на 34-й тарелке (435), К,

Р_В – давление наверху колонны, кПа.

Плотность паровой фазы наверху колонны, кг/м³:

ρ _П(34) = G_B/(V_B∙ 3600)

ρ _П(34) = 104779, 47/3600∙ 9, 22 = 3, 16 кг/м³

Относительная плотность жидкой фазы наверху колонны при температуре верха:

где t – температура верха, т.е. 34-й тарелки (162º С),

- относительная плотность на 34-й тарелке (0, 7683).

Абсолютная плотность жидкой фазы, кг/м³:

ρ _Ж(34) = 0, 65132∙ 1000 = 651, 32 кг/м³

Нагрузка верхней тарелки по жидкости, м³/ч: