Технологический расчет отбензинивающей колонны К-1 установки АВТ

Автор: Пользователь скрыл имя, 23 Марта 2012 в 18:39, курсовая работа

Краткое описание

Колонна предварительного отбензинивания нефти (К-1) входит в блок атмосферной перегонки нефти на установках AT (атмосферных трубчатых), ВТ (вакуумных трубчатых) или АВТ (атмосферно-вакуумных трубчатых). Современные процессы перегонки нефти являются комбинированными с процессами обезвоживания и обессоливания, вторичной перегонки и стабилизации бензиновой фракции: ЭЛОУ-АТ, ЭЛОУ-АВТ, ЭЛОУ-АВТ-вторичная перегонка и т. д.

Теоретические основы 3
Схема отбензинивающей колонны К-1 4
Технологический расчет колонны К-1 5
1. Построение кривых НТК и ОИ 5
2. Фракционный состав верхних и нижних продуктов К-1 ..9
3. Материальный баланс колонны К-1 в расчете на 100 кг сырья ..10
4. Определение давлений и температур в колонне 10
5. Тепловой баланс колонны К-1 15
6. Определение основных размеров колонны К-1 17
7. Расчет производительности колонны 20
Список литературы 21

Скачать в ZIP (84.20 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Файлы: 1 файл

МИНИСТЕРСТВО.doc

— 465.50 Кб (Скачать)

t 0кон кип ОИ = 492 0С

Перестраиваем прямую ОИ для полуотбензиненной нефти на рабочее давление р = 3 атм, используя график Кокса [5].

при давлении р = 1 атм по ОИ берем 50% отгон  t = 287 0C

при давлении р = 3 атм (2280 мм рт ст) получаем t = 357 0C

По 0% отбору по ОИ для полуотбензиненной нефти при р = 3 атм определяем

t0низа= 150 0С

Кривые ИТК и ОИ

2. Фракционный состав верхних и нижних продуктов К-1.

№ фракции	Твыкип фр. при 760 мм рт ст, 0С	Выход (на нефть), % суммарный	Выход (на фр), % суммарный	


1	до 28 (газ до С4)	3,11	24,76	24,76
2	28-43	2,97	23,65	48,41
3	43-64	3,1	24,68	73,09
4	64-80	3,38	26,91	100,00
	фр 28-80	12,56	100

№ фракции	Твыкип фр. При 760 мм рт ст, 0С	Выход (на нефть), % суммарный	Выход (на отб. нефть), % суммарный	


1	80-95	3,28	3,75	3,75
2	95-107	3,1	3,55	7,30
3	107-122	3,6	4,12	11,41
4	122-136	3,34	3,82	15,23
5	136-152	3,34	3,82	19,05
6	152-168	3,38	3,87	22,92
7	168-183	3,14	3,59	26,51
8	183-201	3,34	3,82	30,33
9	201-218	3,18	3,64	33,97
10	218-236	3,42	3,91	37,88
11	236-251	3,38	3,87	41,74
12	251-265	3,38	3,87	45,61
13	265-281	3,52	4,03	49,63
14	281-297	3,34	3,82	53,45
15	297-313	3,14	3,59	57,04
16	313-331	3,42	3,91	60,96
17	331-353	3,56	4,07	65,03
18	353-375	3,56	4,07	69,10
19	375-403	3,56	4,07	73,17
20	403-429	3,22	3,68	76,85
21	429-458	3,35	3,83	80,68
22	458-500	5,39	6,16	86,85
23	остаток	11,5	13,15	100,00
полуотбензиненная нефть	87,44	100

3. Материальный баланс колонны К-1 в расчете на 100кг сырья.

Потоки	Обозначение	%масс. на нефть	На 100кг сырья
Приход:
нефть	F	100	100
Итого:		100	100
Расход:
бензин К-1	D	12,56	12,56
полуотбензиненная нефть	W	87,44	87,44
Итого:		100	100

4. Определение давлений и температур в колонне

Для последующего расчета зададимся следующими данными [1]:

- Температура ввода сырья tc = 220 °C;

- Давление в секции питания Рс = 3 атм = 0,30 МПа = 2280 мм рт ст;

- Перепад между тарелками Р = 5 мм рт ст;

- Кратность орошения 0,6:1;

- Температура острого орошения top = 30 °C;

- Мольная доля отгона е’ = 0,3;

Воспользовавшись практическими данными [1], примем:

- Количество тарелок в концентрационной части Nk = 18;

- Количество тарелок в отгонной части N0 = 6;

Давление в верхней части колонны:

РВ = РС - Р * Nk = 2280 – 5 * 18 = 2190 мм рт ст

Давление в нижней части колонны:

Рн = РС + Р * N0 = 2280 + 5 * 6 = 2310 мм рт ст

Пересчет температуры ввода сырья в колонну по заданной доле отгона:

При подаче сырья в колонну в паро-жидкостном состоянии температура сырья рассчитывается методом последовательных приближений по уравнению:

Расчет представлен в таблице 2. В результате получили:

-температура ввода сырья: tF = 166,43 °C;

- средний молекулярный вес сырья: MF =166,6;

- молекулярная масса жидкой фазы: Мж.ф.= 199,7;

- молекулярная масса паровой фазы: Мп.ф = 89,3;

- массовая доля отгона: e =0,161;

Пересчет температуры верха колонны:

Температура верха колонны рассчитывается методом последовательных приближений по уравнению изотермы паровой фазы:

Где ki – константа фазового равновесия i-го компонента при температуре и давлении верха колонны: ki = Pi / Pверха .

-температура верха: tверха = 84,75 °C;

Пересчет температуры низа колонны:

Температура низа колонны рассчитывается методом последовательных приближений по уравнению изотермы жидкой фазы:

Где ki – константа фазового равновесия i-го компонента при температуре и давлении низа колонны: ki = Pi / Pниза

Расчет представлен в таблице 3. В результате получили:

-температура низа: tниза = 188,34 °C;

Компоненты		XiF , мас.	XiF/Mi		XiF', мол	Pi мм рт ст	Pi Мпа	Ki	XiF'*	YiF'*	XiF'** Mi	YiF'**Mi
до 28 (газ до С4)		0,0311	0,0004		0,0740	23795,4	3,1725	10,4366	0,0193	0,2017	1,353	14,117
28-43		0,0297	0,0004		0,0688	15403,9	2,0537	6,7561	0,0252	0,1705	1,815	12,261
43-64		0,0310	0,0004		0,0655	10604,1	1,4138	4,6509	0,0312	0,1453	2,465	11,465
64-80		0,0338	0,0004		0,0649	7158,6	0,9544	3,1397	0,0395	0,1241	3,430	10,769
80-95		0,0328	0,0003		0,0558	5112,5	0,6816	2,2423	0,0406	0,0911	3,981	8,927
95-107		0,0310	0,0003		0,0514	3791,8	0,5055	1,6631	0,0429	0,0713	4,308	7,165
107-122		0,0360	0,0003		0,0558	2797,0	0,3729	1,2267	0,0523	0,0641	5,616	6,890
122-136		0,0334	0,0003		0,0472	2004,7	0,2673	0,8792	0,0489	0,0430	5,774	5,077
136-152		0,0334	0,0003		0,0449	1410,5	0,1880	0,6186	0,0507	0,0314	6,284	3,887
152-168		0,0338	0,0003		0,0422	961,6	0,1282	0,4218	0,0510	0,0215	6,814	2,874
168-183		0,0314	0,0002		0,0361	658,1	0,0877	0,2886	0,0459	0,0132	6,651	1,920
183-201		0,0334	0,0002		0,0360	435,5	0,0581	0,1910	0,0476	0,0091	7,349	1,403
201-218		0,0318	0,0002		0,0318	278,0	0,0371	0,1219	0,0431	0,0053	7,193	0,877
218-236		0,0342	0,0002		0,0318	175,5	0,0234	0,0770	0,0440	0,0034	7,881	0,607
236-251		0,0338	0,0002		0,0293	112,5	0,0150	0,0493	0,0410	0,0020	7,879	0,389
251-265		0,0338	0,0002		0,0276	75,4	0,0101	0,0331	0,0389	0,0013	7,933	0,262
265-281		0,0352	0,0002		0,0274	49,4	0,0066	0,0217	0,0388	0,0008	8,301	0,180
281-297		0,0334	0,0001		0,0242	31,1	0,0042	0,0137	0,0343	0,0005	7,904	0,108
297-313		0,0314	0,0001		0,0214	19,4	0,0026	0,0085	0,0305	0,0003	7,447	0,063
313-331		0,0342	0,0001		0,0221	11,6	0,0015	0,0051	0,0315	0,0002	8,123	0,041
331-353		0,0356	0,0001		0,0212	6,2	0,0008	0,0027	0,0303	0,0001	8,464	0,023
353-375		0,0356	0,0001		0,0197	3,0	0,0004	0,0013	0,0281	0,0000	8,469	0,011
375-403		0,0356	0,0001		0,0180	1,3	0,0002	0,0006	0,0257	0,0000	8,472	0,005
403-429		0,0322	0,0001		0,0150	0,5	0,0001	0,0002	0,0214	0,0000	7,664	0,002
429-458		0,0335	0,0001		0,0138	0,2	0,0000	0,0001	0,0197	0,0000	7,974	0,001
458-500		0,0539	0,0001		0,0195	0,0	0,0000	0,0000	0,0278	0,0000	12,829	0,000
остаток		0,1150	0,0002		0,0348	0,0	0,0000	0,0000	0,0498	0,0000	27,373	0,000
		1,0000	0,0060		1,0000				1,0000	1,0000	199,743	89,324
											Мж.ф.	Мп.ф.
	средний молекулярный вес сырья: MF =			166,6
	массовая доля отгона: e=			0,161

Тверха =	84,75	°C						Тниза =	188,34	°C
Pверха =	2190	мм рт ст						Pниза =	2310	мм рт ст

Компоненты	XiD'	XiD	Pi	Ki	XiD'/Ki	УiD	XiW'	XiW	Pi	Ki	Xiw'*Ki	Уiw
Компоненты	XiD'	XiD	Pi	Ki	XiD'/Ki	УiD	XiW'	XiW	Pi	Ki	Xiw'*Ki	Уiw
до 28 (газ до С4)	0,2980	0,1579	5599,9	2,5570	0,1165	0,0523	0,0002	0,0000	32153,4	13,9192	0,0024	0,0008
28-43	0,2730	0,2972	3184,1	1,4539	0,1877	0,1730	0,0015	0,0006	21383,8	9,2571	0,0138	0,0095
43-64	0,2372	0,2834	1961,0	0,8954	0,2649	0,2678	0,0088	0,0036	15065,7	6,5220	0,0575	0,0433
64-80	0,1416	0,1860	1177,4	0,5376	0,2633	0,2928	0,0396	0,0177	10421,5	4,5115	0,1787	0,1479
80-95	0,0389	0,0577	760,6	0,3473	0,1120	0,1407	0,0613	0,0310	7600,0	3,2900	0,2018	0,1886
95-107	0,0089	0,0136	516,0	0,2356	0,0379	0,0488	0,0654	0,0339	5742,1	2,4858	0,1626	0,1558
107-122	0,0021	0,0034	347,6	0,1587	0,0133	0,0183	0,0735	0,0407	4316,4	1,8686	0,1374	0,1408
122-136	0,0003	0,0006	225,6	0,1030	0,0031	0,0048	0,0626	0,0381	3158,3	1,3672	0,0856	0,0964
136-152	0,0001	0,0001	142,9	0,0653	0,0008	0,0012	0,0597	0,0381	2271,2	0,9832	0,0587	0,0694
152-168	0,0000	0,0000	86,9	0,0397	0,0002	0,0003	0,0561	0,0386	1585,7	0,6864	0,0385	0,0490
168-183	0,0000	0,0000	53,1	0,0243	0,0000	0,0001	0,0480	0,0359	1111,0	0,4810	0,0231	0,0319
183-201	0,0000	0,0000	31,1	0,0142	0,0000	0,0000	0,0479	0,0381	754,2	0,3265	0,0156	0,0230
201-218	0,0000	0,0000	17,4	0,0079	0,0000	0,0000	0,0423	0,0363	495,1	0,2143	0,0091	0,0144
218-236	0,0000	0,0000	9,6	0,0044	0,0000	0,0000	0,0423	0,0391	321,6	0,1392	0,0059	0,0101
236-251	0,0000	0,0000	5,4	0,0024	0,0000	0,0000	0,0389	0,0386	211,9	0,0917	0,0036	0,0066
251-265	0,0000	0,0000	3,2	0,0015	0,0000	0,0000	0,0367	0,0386	145,6	0,0630	0,0023	0,0045
265-281	0,0000	0,0000	1,8	0,0008	0,0000	0,0000	0,0364	0,0402	97,9	0,0424	0,0015	0,0032
281-297	0,0000	0,0000	1,0	0,0005	0,0000	0,0000	0,0321	0,0381	63,5	0,0275	0,0009	0,0019
297-313	0,0000	0,0000	0,5	0,0002	0,0000	0,0000	0,0285	0,0359	40,8	0,0176	0,0005	0,0012
313-331	0,0000	0,0000	0,3	0,0001	0,0000	0,0000	0,0294	0,0391	25,1	0,0109	0,0003	0,0008
331-353	0,0000	0,0000	0,1	0,0001	0,0000	0,0000	0,0282	0,0407	14,0	0,0061	0,0002	0,0005
353-375	0,0000	0,0000	0,0	0,0000	0,0000	0,0000	0,0261	0,0407	7,2	0,0031	0,0001	0,0002
375-403	0,0000	0,0000	0,0	0,0000	0,0000	0,0000	0,0239	0,0407	3,3	0,0014	0,0000	0,0001
403-429	0,0000	0,0000	0,0	0,0000	0,0000	0,0000	0,0199	0,0368	1,3	0,0006	0,0000	0,0000
429-458	0,0000	0,0000	0,0	0,0000	0,0000	0,0000	0,0183	0,0383	0,5	0,0002	0,0000	0,0000
458-500	0,0000	0,0000	0,0	0,0000	0,0000	0,0000	0,0259	0,0616	0,1	0,0001	0,0000	0,0000
остаток	0,0000	0,0000	0,0	0,0000	0,0000	0,0000	0,0463	0,1194	0,0	0,0000	0,0000	0,0000
	1,0000	1,0000			1,0000	1,0000	1,0000	1,0000			1,0000	1,0000

5. Тепловой баланс колонны К-1

Тепловой баланс колонны устанавливает величины входящих и выходящих потоков. Согласно закону сохранения энергии, без учета потерь в окружающую среду, его можно записать в таком виде:

 Q npux =  Q pacx

 Q npux - суммарное количество тепла, входящего в колонну, кДж/100кг

 Q pacx - суммарное количество тепла, выходящего из колонны, кДж/100кг

Приход тепла:

Количество тепла, вносимое сырьем (Qc), определяется с учетом паровой и жидкой фаз, поступающих в колонну.

F - количество исходной нефти, поступающее в колонну, кг/100 кг сырья.

Массовая доля отгона сырья е = 0,161.

H tF - энтальпия (теплосодержание) паровой фазы, ккал/кг.

h tF - энтальпия жидкой фазы, ккал/кг.

Энтальпии потоков определяем по формулам Крега [3]:

Q F = 100 * (0,161 * 165,0 + (1 – 0,161) * 85,1) = 9792 ккал /100 кг сырья

Количество тепла, вносимое горячей струей (Q r.c.) определяется из теплового баланса:

Q гс = Q pacx -Q npux

Расход тепла:

Количество тепла уходящее с верхним продуктом:

где D - количество паров бензина, уходящих с верха колонны, (кг/ч);

HtD - энтальпия паров бензина при температуре верха колонны, (ккал/кг);

QD = 12,6 * 130,4 = 1637,8 (ккал/ч)

Количество тепла, уходящее с полуотбензиненной нефтью:

где W - количество полуотбензиненной нефти, уходящей с низа колонны (кг/ч);

htw - энтальпия полуотбензиненной нефти при температуре низа колонны (ккал/кг);

QW = 87,4 * 98,3 = 8598,7 (ккал/ч)

Количество тепла уходящее с орошением :

Q o p = G o p * ( H t D - h t o p ).

где Go p - количество острого орошения (кг/ч).

Так как кратность орошения мы приняли 0,6:1 , то G o p = 0,6 * D;

Нt D - энтальпия паров орошения, отводимого из колонны вместе с верхним продуктом при температуре верха К-1 (ккал/кг);

h op - энтальпия орошения, подаваемого в колонну в виде жидкости при температуре 30°С (ккал/кг);

Q o p = 7,5 * (130,4 - 15,7) = 864,0 (ккал/ч)

Тепловой баланс колонны К-1 на 100 кг сырья

потоки	расход кг/ч	t,C	M	ρ	энтальпия		Q, ккал	Обозначение
потоки	расход кг/ч	t,C	M	ρ	H	h	Q, ккал	Обозначение
Приход
сырье:	100,0	166,4	166,6	0,814			9792,0	QF
п.ф. GF	16,1	166,4	89,3	0,689	165,0	-	2653,8
ж.ф. gF	83,9	166,4	199,7	0,843	-	85,1	7138,2
горячая струя Gw	23,2	300,0	191,6	0,838	227,8	171,5	1308,6	Q гор ст
							11100,6
Расход
бензин D	12,6	84,7	66,0	0,617	130,4	-	1637,8	QD
полуотбензиненная нефть W	87,4	188,3	194,0	0,839	-	98,3	8598,7	Qw

хол. oрош. gхол	7,5	30,0	0,0	0,620	107,1	15,8	864,0	Q ор
							11100,6

Информация о работе Технологический расчет отбензинивающей колонны К-1 установки АВТ

Технологический расчет отбензинивающей колонны К-1 установки АВТ

Краткое описание

Оглавление

Файлы: 1 файл

МИНИСТЕРСТВО.doc