Стабилизация газового конденсата АГКМ

Np = Nопт /h ;                                          (15)

где h - коэффициент полезного действия тарелки: для клапанной тарелки - 0,35.

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

Компонент	x'if	αi		значения	ψi	y'iD	x'iw		значения	y'iD*Mi	yiD	x'iw*Mi	xw
			ψm	98				ψm	98,01
C2H6	0,0124	8,6839	ψk	0,020	35027624,7971	0,0349	0,0000	ψk	0,0202	1,0467	0,0204	0,0000	0,0000
C3H8	0,1527	4,6412	αm	2,9252	22236,7510	0,4305	0,0000	αm	2,9252	18,9436	0,3694	0,0009	0,0000
и-С4H10	0,0755	2,9751	αk	1,4207	119,5586	0,2098	0,0018	αk	1,4207	12,1659	0,2372	0,1018	0,0012
C4H10	0,1134	2,6929	Nmin	11,7513	37,0593	0,3048	0,0082			17,6796	0,3448	0,4771	0,0055
и-C5H12	0,0924	1,6496	αε	1,9802	0,1169	0,0157	0,1346			1,1322	0,0221	9,6884	0,1115
C5H12	0,0917	1,4647	ε'	0,3547	0,0289	0,0040	0,1399			0,2912	0,0057	10,0702	0,1159
C6H14 и выше	0,4618	1	Nопт	20,6772	0,0003	0,0002	0,7156			0,0217	0,0004	66,5482	0,7659
	1,0000		Nраб	59,0777		1,0000	1,0000			51,2808	1,0000	86,8866	1,0000
			Nк	28,3060
			No	30,7717
			Nk/No	0,9199
			ε	0,2450

Воспользовавшись расчетными данными  таблицы 5 принимаем:

• Количество тарелок в концентрационной части N_k = 28;
• Количество тарелок в отгонной части N₀ = 31.

 

 

 

 

 

Пересчет температуры  верха колонны:

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

                             ₍₁₆₎

Где k_i – константа фазового равновесия i-го компонента при температуре и давлении верха колонны:         k_i = P_i / P_верха .

-температура верха:                   t_верха = 39,44 °C;

Пересчет температуры  низа колонны:

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

                             ₍₁₇₎

Где k_i – константа фазового равновесия i-го компонента при температуре и давлении низа колонны:         k_i = P_i / P_низа

Расчет представлен в таблице 3. В результате получили:

-температура низа:                   t_низа = 97,39 °C;

Данные расчета приведены в таблице 6 и таблице 7.

 

 

 

Таблица 6

Компонент	y'iD	P	Ki	x'Di	X*M
						tB	39,4403
C2H6	0,0349	38482,7150	0,3328	0,0084	0,2516
C3H8	0,4305	10006,0490	0,0865	0,3482	15,3229	πB	115622,5143
и-С4H10	0,2098	3925,2000	0,0339	0,4943	28,6691
C4H10	0,3048	2800,8559	0,0242	0,1258	7,2983
и-C5H12	0,0157	1114,3422	0,0096	0,0163	1,1748
C5H12	0,0040	782,8930	0,0068	0,0060	0,4301
C6H14 и выше	0,0002	273,4560	0,0024	0,0010	0,0917
			Итого:	1,0000	53,2384

 

Таблица 7

Компонент	x'iw	Рн	Ki	YW	Y*M
						tH	97,3888
C2H6	0,0000	89323,15346	0,77452	3,472E-08	1,04149E-06	πH	115327,1257
C3H8	0,0000	29851,11181	0,258839	2,255E-04	0,009922757
и-С4H10	0,0018	13906,80335	0,120586	9,520E-03	0,552167027
C4H10	0,0082	10777,10569	0,093448	0,0345883	2,006121953
и-C5H12	0,1346	5049,728433	0,043786	0,2651373	19,08988302
C5H12	0,1399	3842,75057	0,03332	0,2097148	15,09946513
C6H14 и выше	0,7156	1724,627634	0,014954	0,4815374	44,78298033
			Итого:	1,00072	81,54054126

 

Молекулярная масса: дистиллята MD = 53,2,

      остатка MW = 81,5.

 

4.3 Расчет флегмового и парового чисел

 

Таблица 8

 

Компонент	αi	y'iD	θ	Rmin
C2H6	8,6839	0,0349	4,8196	-0,9216
C3H8	4,6412	0,4305	3,0885	0,2869
и-С4H10	2,9751	0,2098	2,7815	2,2235
C4H10	2,6929	0,3048	1,7817	-0,0992
и-C5H12	1,6496	0,0157	1,5271	-0,7883
C5H12	1,4647	0,0040	1,2073	-0,9770
C6H14 и выше	1,0000	0,0002		-0,9998

 

Оптимальное мольное флегмовое число определяется по уравнению:

Rопт = 1,35*Rmin + 0,35                      (18)

Расчет Rmin приведен в таблице 8.

Rопт = 3,3517.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 9

Компонент	αi	θ	x'iw	Sмин
C2H6	8,6839	4,8196	0,0000	0,0000
C3H8	4,6412	3,0885	0,0000	0,0001
и-С4H10	2,9751	2,7815	0,0018	0,0270
C4H10	2,6929	1,7817	0,0082	0,0243
и-C5H12	1,6496	1,5271	0,1346	1,8118
C5H12	1,4647	1,2073	0,1399	0,7959
C6H14 и выше	1,0000		0,7156	0,7156

 

Минимальное мольное паровое число  в отгонной секции колонны определяется по уравнению Андервуда (расчет приведен в таблице 9):

 

= - ;            (19)

 

;                       (20)

. 

4.4 Материальный и тепловой балансы колонны стабилизации

Таблица 10

Потоки	обозначение	расход кг/ч	температура ˚С	Молекулярная масса	Плостность	Энтальпия		Кол-во тепла	Обозначение
						п	ж
Приход
Сырье:		61274,5000		74,2565	0,6452
паровая фаза	GF	23431,3688	51,0000	60,6246	0,5952	117,2890		1649084,0362	QF
жидкая фаза	gF	37843,1312	51,0000	74,0538	0,6445		26,9131
Пары из кип	GW	90709,9291	97,3888	81,5405	0,6675	133,2948	52,7416	7306974,8947	QB
Расход:
Дистиллят	D	15010,1719	39,4403	51,2808	0,5527	114,8267		1723568,1197	QD
Остаток	W	46264,3281	97,3888	86,8866	0,6822		52,1674	2413488,4967	QW
Горячее орошение	gгор	52230,0047	39,4403	53,2384	0,5623	114,3024	22,0374	4819002,3146	Qd1
Холодное орошение	gхол	46319,6249	20,0000	18,0000	1,0000		10,2644		Qd2
Пары под верх тарелкой конц.секции	GN-1	67240,1765
жидкость стек. С ниж тар отг  сек	g1'	136974,2572

 

 

4.5 Определение основных размеров колонны

4.5.1 Диаметр колонны

 

Наиболее нагруженным по пару сечением колонны будет сечение под  ее нижней отгонной тарелкой, оно принимается  за расчетное. Диаметр колонны рассчитывается по формуле:

                             (21)

 

Секундный объем паров в расчетном  сечении при температуре tR=97,3888 ⁰C и давлении πR=15,375 МПа определяется по формуле:

               (22)

 

Допустимую  скорость газа в расчетном сечении  находят по формуле:

 

                      (23)

 

Коэффициент С’ определяется по уравнению:

 

                          (24)

 

Где а С=0,12 определяется по графику, изображенному на рисунке 1 при расстоянии между тарелками

Тогда диаметр  колонны равен:

D = 2,7 м.                                                 (25)

Рисунок 1 - График С=f(pn), используемый при определении допустимой скорости пара в колонне с клапанными тарелками

Для сравнения определяем диаметр колонны по ее сечению над верхней укрепляющей тарелкой.

Расчет  ведется аналогично уже изложенному  определению диаметра колонны в  наиболее нагруженном поперечном сечении  колонны:

Допустимая  скорость паров:

                            (26)

 

Секундный объем паров:

                        (27)

 

Диаметр колонны в ее верхнем поперечном сечении:

D = 2,01 м.                 (28)

 

По ГОСТ 9617-76 установлен ряд внутренних диаметров  для сосудов и аппаратов. Диаметр колонны окончательно принимается по нижнему сечению аппарата – он равен Dк = 2800 мм.

 4.5.2 Высота колонны

 

На основе практических данных расстояние между верхним днищем колонны и ее верхней укрепляющей тарелкой принимается следующее: h1=1,2 м; высота секции питания h3=1,3 м; расстояние между нижним днищем и нижней отгонной тарелкой h5=3 м (для обеспечения трех-четырехминутного запаса флегмы внизу колонны). Высота колонны равна:

Для концентрационной части

 

                                   (29)

 

Для отгонной части:

 

                                  (30)

 

Полная  высота колонны: