Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Топ:
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Интересное:
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Дисциплины:
2021-12-11 | 42 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Введение
Сжиженные газы нашли широкое применение благодаря экономичности их транспортировки при отсутствии трубопроводов в труднодоступные районы, а также вследствие удобства их хранения. Кроме того, в последние годы увеличение объема производства сжиженных газов в значительной мере определяется все возрастающим использованием их в качестве моторных топлив для двигателей внутреннего сгорания. В жидком состоянии газ занимает объем примерно в 250 раз меньший, чем в газообразном. Из природного и попутного нефтяного газов сжиженные газы получают различными способами, рассмотренными выше: низкотемпературной конденсацией, абсорбцией, и ректификацией.
Низкотемпературная ректификация (НТР) осуществляется путем охлаждения газовой смеси до заданной температуры с последующим разделением её методом ректификации.
Процесс ректификации термодинамически более выгоден, чем процесс абсорбции. Схема НТР эффективнее схемы низкотемпературной абсорбции (НТА), а аппаратурное оформление проще. Принципиальное отличие схемы НТР от НТК в том, что сырье, поступающее на установку после охлаждения, без предварительной сепарации подается в ректификационную колонну. [1]
Целью курсовой работы является расчет, с помощью которого можно получить состав дистиллята и остатка, основных параметров ректификации, технологического режима работы и размеров колонны. Полученные при расчете данные достаточны для выполнения прочностных расчетов.
Характеристика исходного сырья, реагентов и продуктов
Требования и основные характеристики сжиженных газов
По физико-химическим показателям сжиженные газы должны соответствовать требованиям и нормам, приведенным в таблицах 1 и 2. Качество СПБТ должно соответствовать ГОСТ 20448-90.
|
Таблица 1 - Физико-химические показатели сжиженных газов по ГОСТ 20448-90
№ п/п | Показатели | Норма для марки | ||
ПТ | СПБТ | БТ | ||
1 | Доля компонентов, масс.%: метан, этан, этилен (в сумме) | не нормируется | ||
пропан, пропилен, не менее (сумме) | 75 | не нормируется | ||
бутаны и бутилены (в сумме), не менее | не норм | - | 60 | |
не более | 60 | - | ||
2 | Объемная доля жидкого остатка, %, не более | 0,7 | 1,6 | 1,8 |
3 | Давление насыщенных паров (избыточное): при температуре 45 °С, не более | 1,6 | 1,6 | 1,6 |
4 | Доля сероводорода и меркаптановой серы, масс.%, не более | 0,16 | - | - |
В том числе сероводорода, не более | 0,013 | 0,013 | 0,013 | |
5 | Содержание свободной воды и щелочи | 0,003 | 0,003 | 0,003 |
Таблица 2 - Физико-химические показатели сжиженных газов по ГОСТ 27578-87
Показатели | ПТ |
Массовая доля компонентов, %: Сумма метана, этана Пропан Сумма углеводородов °C и выше Сумма непредельных углеводородов, не более Не нормируется 85 10
Не нормируется
6 | |
2. Содержание жидкого остатка при 40 °C, свободной воды и щелочи | Отсутствие |
3. Давление насыщенных паров, избыточное, МПа, при температуре плюс 45 °C, не более минус 20 °C, не менее минус 35 °C, не менее 4. Массовая доля серы и сернистых соединений, %, не более В том числе сероводорода, не более | - - 0,07 0,01 0,03 |
Технологический расчет
Исходные данные
. Состав сырья в% массовых, в таблице 3.
Таблица 3 - Массовый и мольный состав исходного сырья
№ | Компонент | Молекулярная масса i-компонента, Мi, кг/кмоль | Темпера-тура кипения t, °C | Массовая доля i-компонента, Мольная доля i-компонента, | ||
1 | С2Н6 | 30 | -88,63 | 0,0001 | 0,0002 | |
2 | С3Н8 | 44 | -42,1 | 0,3213 | 0,4099 | |
3 | и-С4Н10 | 58 | -11,7 | 0,0794 | 0,0768 | |
4 | С4Н10 | 58 | -0,5 | 0,3037 | 0,2939 | |
5 | и-С5Н12 | 72 | 27,9 | 0,0032 | 0,022 | |
6 | С5Н12 | 72 | 36,1 | 0,0000 | 0,0000 | |
7 | С6Н14 | 86 | 68,7 | 0,0000 | 0,0000 | |
| 1,0000 | 1,0000 | ||||
. Производительность - 375 000 кг/ч.
|
Материальный баланс колонны
Расчет производим исходя из уравнения материального баланса
(11),
где - сырье, кг/ч;
- дистиллят, кг/ч;
- остаток, кг/ч.
Производим пересчет сырья в мольные концентрации.
Средний молекулярный вес сырья:
=58,91 г./моль
Принимаем: индекс относится к остатку; индекс - к дистилляту; индекс 1,2,3,4,5,6,7 - к компонентам.
Принимаем степени извлечения пропана в дистилляте 0,9, исходя из требований на пропановую фракцию не менее 85%, степень извлечения изобутана в остатке 0,9 - содержание не более 60%.
Составим материальный баланс колонны, по дистилляту используя следующие формулы:
, (12)
где - массовое количество i - компонента, кг/час;
- степень извлечения i-компонента;
- количество i - компонента в дистилляте, кг/час.
Среднюю молекулярную массу дистиллята рассчитываем по формуле:
, (13)
где - мольная доля i - компонента;
- молекулярная масса i - компонента кг/моль;
- средняя молекулярная масса дистиллята, кг/моль.
Mассовая доля i-компонента в дистилляте определяется по формуле:
, (14)
где - количество i - компонента в дистилляте, кг/час.
Расчеты приведены в таблицу 10.
Таблица 10 - Материальный баланс колонны по дистилляту
Степень извлечения i-компонента, Массовое количество i - компонента, кг/чКоличество i - компонента | Массовая доля i - компонента, Мольная доля i - компонента, | ||||
С2Н6 | 1 | 37,5000 | 37,5 | 0,001 | 0,0005 |
С3Н8 | 0,9 | 120487,5000 | 108438,8 | 0,98 | 0,98 |
i-С4Н10 | 0,1 | 29775,0000 | 2977,5 | 0,02 | 0,02 |
С4Н10 | 0 | 113887,5000 | 0 | 0,00 | 0 |
i-С5Н12 | 0 | 34200,0000 | 0 | 0,00 | 0 |
С5Н12 | 0 | 43237,5000 | 0 | 0,00 | 0 |
С6Н14 | 0 | 33375,0000 | 0 | 0,00 | 0 |
375000,0000 | 111453,8 | 1,00 | 1 |
Материальный баланс колонны по остатку по формуле:
, (15)
Где - массовое количество i - компонента, кг/час;
- степень извлечения i-компонента;
- количество i-компонента в остатке, кг/час.
- молекулярная масса i - компонента кг/моль.
Массовое содержание i - компонента в остатке рассчитывается по формуле:
, (16)
где - массовая доля i - компонента;
- количество i-компонента в остатке, кг/час.
Среднюю молекулярную массу остатка рассчитываем по формуле:
, (17)
где - мольная доля i - компонента;
- молекулярная масса i - компонента кг/моль;
- средняя молекулярная масса остатка, кг/моль;
Расчеты приведены в таблице 11
|
Таблица 11 - Материальный баланс колонны по остатку
Степень извлечения i-компонента Массовое количество i - компонента, кг/чКоличество i-компонента в остатке, кг/час.Мольная доля i - компонента,
Массовая доля i - компонента,
С2Н6 | 30 | 0 | 37,5000 | 0 | 0,000 | 0,000 |
С3Н8 | 44 | 0,1 | 120487,5000 | 12048,75 | 0,048 | 0,048 |
i-С4Н10 | 58 | 0,9 | 29775,0000 | 26797,5 | 0,106 | 0,106 |
С4Н10 | 58 | 0,9 | 113887,5000 | 113887,7 | 0,406 | 0,406 |
i-С5Н12 | 72 | 1 | 34200,0000 | 34200 | 0,136 | 0,136 |
С5Н12 | 72 | 1 | 43237,5000 | 43237,5 | 0,171 | 0,171 |
С6Н14 | 86 | 1 | 33375,0000 | 33375 | 0,132 | 0,132 |
375000,0000 | 263546,25 | 1,000 | 1,000 |
= 111453,8+263546,25=375000 кг.
Расчет флегмового числа
Для определения флегмового числа используем уравнения Андервуда [4], принимая неизменным вес паров в концентрационной части колонны:
, (24)
, (25)
где ai - относительная летучесть i - го компонента,
q - корень уравнения Андервуда,
Rмин - минимальное флегмовое число,
q - величина, характеризующая физическое состояние питания - доля питания, поступающего в виде жидкости
Подача сырья в колонну может осуществляться:
а) в виде кипящей жидкости (е¢ = 0), q =1, 1 - q = 0 = е¢,
б) в виде насыщенных паров (е¢ = 1), q = 0, 1 - q = 1 = е¢,
в) в виде жидкости, недогретой до температуры кипения q > 1, 1 - q < 0,
г) в виде перегретых паров q < 0, 1 - q >1,
д) в виде парожидкостной смеси 0 < е¢ <1, 1 - q = е¢.
Корни q определяются из первого уравнения, их число определяется числом компонентов смеси (для расчёта Rмин - используют значение q, лежащее в интервале между значениями относительных летучестей распределённых компонентов).
Результаты решений уравнения Андервуда сведены в таблицу 15.
Таблица 15 - Результаты решений уравнения Андервуда
ai | 21.2265 | 13.6141 | 8.4764 | 6.5803 | 3.0561 | 2.5019 | 1 |
θi | 21.2231 | 9.7587 | 7.8068 | 3.3565 | 2.6652 | - | |
Rmin | 1.9591 | 2.2823 | 0.4957 | -0.9385 | -0.9997 | - |
Получаем корень уравнения Андервуда q=9,7587; минимальное флегмовое число Rмин. = 2,2823
Реальное флегмовое число определяется по соотношению:
R = 1,35´Rmin + 0,35= 3,4310
Паровое минимальное орошение Smin рассчитывается по уравнению:
, (26)
Реальное паровое орошение в колонне целесообразно находить из теплового баланса или по уравнению:
|
Список источников
сжиженный газ технологический ректификация
1. Бусыгина Н.В., Бусыгин И.Г. Технология переработки природного газа и газового конденсата. О.: ИПК «Газпромпечать», 2002 г.
2. Балыбердина И.Т. Физические методы переработки и использование газа. М. «Недра», 1988 г.
. Введенский А.А. Термодинамические расчеты нефтехимических процессов. Л.: «Гостоптехиздат», 1960 г. - 576 с.
. Кузнецов А.А, Кагерманов С.М, Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. М.: «Химия», 1966 г. - 336 с.
. Мурин В.И., Кисленко Н.Н., Сурков Ю.В. Технология переработки природного газа и конденсата. Справочник. В 2 ч. М: ООО «Недра - Бизнесцентр» 2002 г. - Ч. 1 -517 с.
. Рид Р. Свойства газов и жидкостей. Л.: «Химия», 1982 г. -592 с.
. Сарданашвили А.Г., Львова А.Н. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. М.: Химия, 1980 г.
. Кикоин И.К. Справочник. Таблица физических величин, М.: «Автомиздат», 1976 г. - 1008 с.
9. Рыбкин С.А. Вентиляционные установки машиностроительных заводов, М.: «Машгиз», 1960
Введение
Сжиженные газы нашли широкое применение благодаря экономичности их транспортировки при отсутствии трубопроводов в труднодоступные районы, а также вследствие удобства их хранения. Кроме того, в последние годы увеличение объема производства сжиженных газов в значительной мере определяется все возрастающим использованием их в качестве моторных топлив для двигателей внутреннего сгорания. В жидком состоянии газ занимает объем примерно в 250 раз меньший, чем в газообразном. Из природного и попутного нефтяного газов сжиженные газы получают различными способами, рассмотренными выше: низкотемпературной конденсацией, абсорбцией, и ректификацией.
Низкотемпературная ректификация (НТР) осуществляется путем охлаждения газовой смеси до заданной температуры с последующим разделением её методом ректификации.
Процесс ректификации термодинамически более выгоден, чем процесс абсорбции. Схема НТР эффективнее схемы низкотемпературной абсорбции (НТА), а аппаратурное оформление проще. Принципиальное отличие схемы НТР от НТК в том, что сырье, поступающее на установку после охлаждения, без предварительной сепарации подается в ректификационную колонну. [1]
Целью курсовой работы является расчет, с помощью которого можно получить состав дистиллята и остатка, основных параметров ректификации, технологического режима работы и размеров колонны. Полученные при расчете данные достаточны для выполнения прочностных расчетов.
Характеристика исходного сырья, реагентов и продуктов
Требования и основные характеристики сжиженных газов
По физико-химическим показателям сжиженные газы должны соответствовать требованиям и нормам, приведенным в таблицах 1 и 2. Качество СПБТ должно соответствовать ГОСТ 20448-90.
|
Таблица 1 - Физико-химические показатели сжиженных газов по ГОСТ 20448-90
№ п/п | Показатели | Норма для марки | ||
ПТ | СПБТ | БТ | ||
1 | Доля компонентов, масс.%: метан, этан, этилен (в сумме) | не нормируется | ||
пропан, пропилен, не менее (сумме) | 75 | не нормируется | ||
бутаны и бутилены (в сумме), не менее | не норм | - | 60 | |
не более | 60 | - | ||
2 | Объемная доля жидкого остатка, %, не более | 0,7 | 1,6 | 1,8 |
3 | Давление насыщенных паров (избыточное): при температуре 45 °С, не более | 1,6 | 1,6 | 1,6 |
4 | Доля сероводорода и меркаптановой серы, масс.%, не более | 0,16 | - | - |
В том числе сероводорода, не более | 0,013 | 0,013 | 0,013 | |
5 | Содержание свободной воды и щелочи | 0,003 | 0,003 | 0,003 |
Таблица 2 - Физико-химические показатели сжиженных газов по ГОСТ 27578-87
Показатели | ПТ |
Массовая доля компонентов, %: Сумма метана, этана Пропан Сумма углеводородов °C и выше Сумма непредельных углеводородов, не более Не нормируется 85 10
Не нормируется
6 | |
2. Содержание жидкого остатка при 40 °C, свободной воды и щелочи | Отсутствие |
3. Давление насыщенных паров, избыточное, МПа, при температуре плюс 45 °C, не более минус 20 °C, не менее минус 35 °C, не менее 4. Массовая доля серы и сернистых соединений, %, не более В том числе сероводорода, не более | - - 0,07 0,01 0,03 |
|
|
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!