Продолжение таблицы

xi*П	Pi-П	e (Pi-П)	e (Pi-П)¸П			уiMi
31,92 23,28 13,44 14,52 12,00 24,84	1053,00 106,00 -67,48 -110,67 -119,14 -120,00	368,500 37,300 -23,618 -38,743 -41,701 -42,000	488,500 157,300 96,382 81,266 78,299 78,000	0,065 0,148 0,139 0,178 0,153 0,318	0,640 0,280 0,063 0,014 0,003 0,000	88,2 54,3 15,0 4,0 1,0 0,0
-	-	-	-	1,001	1,000	Мy=162,5

Среднюю молекулярную массу исходной нефти подсчитывают по формуле

Подставив суммарное значение из графы 6 ( × 10⁴ = 37,5), получим

Подсчитывают массовую долю отгона от нефти при 300°С, 120 кПа и мольной доле е = 0,35 по формуле

Пример 4.9. Определить температуру ввода сырья в колонну, если давление в секции питания Р = 668,7 кПа, мольные доли компонентов в сырье w даны ниже в таблице. Средняя температура кипения алкилатов: легкого t₁ = 107, тяжелого t₂ = 205 °С.

Решение. Считают, что сырье входит в колонну при температуре начала кипения, т. е. массовая доля отгона равна нулю. При расчете пользуются уравнением (4.1). Задаются двумя значениями температуры: 60 и 70°С. Для этих значений определяют давление насыщенных паров для алкилатов по формуле Ашворта (4.4) или по графику Кокса (см. Приложение 1), получая его в МПа: пропан 1,49; изобутан 0,8; н-бутан 0,628; пентаны 0,263; легкий алкилат 0,0293; тяжелый алкилат 0,013. Зная, что k_i = Р_i /П, подсчитывают для каждого компонента и при 60 и 70 °С. Результаты расчетов сведены в таблицу.

Компонент	xi	Температура 600С	Температура 700С
ki	ki	ki	ki
Пропан Изобутан н-Бутан Пентан Легкий алкилат Тяжелый алкилат	0,0068 0,6831 0,1261 0,0036 0,1760 0,0044	2,25 1,20 0,95 0,40 0,045 0,02	0,0153 0,8196 0,1200 0,0011 0,0080 0,0000	2,52 1,40 1,20 0,32 0,03 0,025	0,017 0,957 0,150 0,001 0,0001 -
Итого	1,0000	-	0,9640	-	1,1251

По полученным данным (см. таблицу) строят график в координатах t, °C и (рис. 4.8). Точка А имеет координаты t = 70^оС и S k_i = 1,125, точка В – координаты t = 60^оС и S k_i = 0,964. Между этими точками проводят прямую, по которой определяют искомую температуру 62,6°С соответствующую =1.

Рис. 4.8. График для определения температуры

ввода сырья в колонну (к примеру 4.9).

ВЫСОТА

Высота колонны зависит от числа и типа ректификационных тарелок в колонне, а также расстояния между ними. Для обеспечения хорошей ректификации расстояние между тарелками должно быть таким, чтобы не было уноса жидкости с нижележащих тарелок на вышележащие; оно зависит от конструктивного расположения смотровых люков и др. Обычно это расстояние принимается от 0,3 до 0,9, чаще всего 0,5 - 0,7 м. Если эта величина известна, то общую рабочую высоту колонны (Н, м) можно определить по формулам

с колпачковыми тарелками

Н = аn_пр

для насадочных колонн

Н = h_эn_Т

где а - расстояние между тарелками, м; n_пр - число практических тарелок; h_э - высота насадки, эквивалентная одной теоретической тарелке, м; n_Т - число теоретических тарелок.

Фактическая высота колонны больше, так как необходимо учесть высоту, занятую отбойными тарелками, свободное пространство между верхней тарелкой и верхним днищем аппарата, высоту слоя жидкости внизу колонны, высоту постамента колонны. Высоту низа колонны рассчитывают, исходя из 5-10-минутного запаса продукта внизу колонны, необходимого для нормальной работы насоса. Расстояние от уровня жидкости внизу колонны до нижней тарелки принимается равным 1-2 м, чтобы пар, поступающий из кипятильника, равномерно распределялся по сечению колонны.

Высота свободного пространства между верхней тарелкой и верхним днищем колонны может быть принята равной 1/2 диаметра колонны, если днище полукруглое, и 1/4 диаметра, если днище полуэллипс.

Пример 4.10. Определить высоту колонны (рис. 4.9), в которой тарелки размещены следующим образом: в концентрационной части х = 23 тарелки ректификационные и у = 4 отбойные, в отпарной части z = 4 тарелки ректификационные. В низ колонны поступает G = 31560 кг/ч (8,766 кг/с) мазута плотностью r = 737 кг/м³ при температуре низа колонны. Диаметр низа колонны d = 3м.

Рис. 4.9. Схема ректификационной колонны

Решение. Высоту от верхнего днища до первой ректификационной тарелки h₁ принимают конструктивно равной 1/2 диаметра, т. е. 1,5 м. Высоты h₂ и h₄ определяют, исходя из числа тарелок в этой части колонны и расстояния между ними (принимаем а = 0,6 м)

h₂ = (n - 1)a = (27 - 1)0,6 = 15,6 м h₂ = (n - 1)a = (4 - 1)0,6 = 1,8 м

Высоту h₃ берут из расчета расстояния между тремя тарелками

h₂ = a × 3 = 0,6 × 3 = 1,8 м

Высоту h₃ принимают равной 2 м. Высоту h₆ определяют исходя из запаса остатка на 600 с. Объем мазута внизу колонны составляет

Площадь поперечного сечения колонны

Отсюда

Высоту юбки h₇ принимают, исходя из практических данных, равной 4 м. Общая высота колонны составляет

Н = h₁ + h₂ + h₃ + h₄ + h₅ + h₆ + h₇ = 1,5+ 15,6+1,8+ 1,8 + 2,0+1,0 + 4,0 = 27,7 м