Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Топ:
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Интересное:
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2022-09-11 | 64 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Материальный баланс стабилизационной колонны приведен в таблице 3.
Таблица 3
Материальный баланс | |||
Потоки | Обозначение | % масс. на конденсат | На 500000 сырья |
Приход | |||
конденсат | F | 100 | 500000 |
Итого: | 100 | 500000 | |
Расход | |||
Фр. СН4-С4Н10 | D | 30,28 | 151400 |
Стабильный конденсат | W | 69,72 | 348600 |
Итого: | 100 | 500000 |
Определение давлений, температур и числа тарелок в колонне
Для последующего расчета зададимся следующими данными [1]:
· Температура ввода сырья tвв = 51 °C;
· Давление в секции питания Рс = 15,396 МПа = 115481 мм рт ст;
· Перепад между тарелками DР = 5 мм рт ст;
· Температура холодного орошения to = 20 °C;
· Мольная доля отгона е’ = 0,4;
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:
(1)
Расчет представлен в таблице 2. В результате получили:
-температура ввода сырья: tF = 51 °C;
- средний молекулярный вес сырья:
MF =74,257; (2)
- молекулярная масса жидкой фазы:
Мж.ф.= 74,054; (3)
- молекулярная масса паровой фазы:
Мп.ф = 60,625; (4)
- массовая доля отгона:
e =0,3275; (5)
Данные расчета приведены в таблице 4.
Таблица 4
Давление в секции питания | |||||||||||
tвв= | 51 | πэв= | 15,396 | Мпа | 115480,9841 | мм рт ст | |||||
Компонент | Xif | M | Xif/M | X'if | Pi, па | Pi,мм рт ст | Ki | X*if | Y*if | Y*M | X*M |
C2H6 | 0,005 | 30 | 0,0002 | 0,0124 | 478710,8996 | 478710,8996 | 4,1454 | 0,0056 | 0,0233 | 0,6987 | 0,1686 |
C3H8 | 0,0905 | 44 | 0,0021 | 0,1527 | 255852,3018 | 255852,3018 | 2,2155 | 0,1527 | 0,3384 | 14,8889 | 6,7202 |
и-С4H10 | 0,059 | 58 | 0,0010 | 0,0755 | 164007,0402 | 164007,0402 | 1,4202 | 0,0755 | 0,1073 | 6,2221 | 4,3811 |
C4H10 | 0,0886 | 58 | 0,0015 | 0,1134 | 148448,2361 | 148448,2361 | 1,2855 | 0,1134 | 0,1458 | 8,4573 | 6,5791 |
и-C5H12 | 0,0896 | 72 | 0,0012 | 0,0924 | 90934,4680 | 90934,4680 | 0,7874 | 0,0924 | 0,0728 | 5,2391 | 6,6534 |
C5H12 | 0,0889 | 72 | 0,0012 | 0,0917 | 80745,2577 | 80745,2577 | 0,6992 | 0,0917 | 0,0641 | 4,6158 | 6,6014 |
C6H14 и выше | 0,5784 | 93 | 0,0062 | 0,4618 | 55126,2436 | 55126,2436 | 0,4774 | 0,4618 | 0,2205 | 20,5027 | 42,9500 |
Итого: | 1 | 0,0135 | 1,0000 | 1,0000 | 1,0000 | 60,62461 | 74,05377 |
|
Расчет проводится с использованием метода температурной границы деления смеси (результат приведен в таблице 5).
Минимальное число теоретических тарелок Nmin определяется по уравнению Фенске:
; (6)
где - коэффициент распределения суммарной фракции, состоящей из компонентов, отбираемых преимущественно в дистиллят (компоненты до границы деления); - коэффициент распределения суммарной фракции, состоящей из компонентов, отбираемых преимущественно в остаток (компоненты после границы деления); - относительные летучести компонентов, коэффициенты распределения которых равны, соответственно, и .
Коэффициенты и рассчитываются по уравнениям:
; (7)
(8)
Относительная летучесть компонента, имеющего коэффициент распределения 1, лежащего на температурной границе деления смеси, определяется в первом приближении по уравнению:
(9)
Мольная доля отбора дистиллята от сырья:
; (10)
коэффициент распределения i-го компонента между дистиллятом и остатком, который можно рассчитать из уравнения Фенске:
; (11)
Относительные летучести, значения которых будут использованы для расчета минимального числа теоретических тарелок во втором приближении, определяются по уравнениям:
(12)
(13)
Используя приведенные выше уравнения, для каждого последующего
приближения определяются: минимальное число теоретических тарелок , относительная летучесть компонента на границе деления , мольные концентрации каждого компонента в дистилляте и в остатке, коэффициенты распределения, относительные летучести. При расчете найденные значения и на следующем шаге расчета используются в качестве первого приближения, и выполняется такое число приближений, чтобы . В используемой программе задана точность расчета = 0,0001.
|
Оптимальное число теоретических тарелок в колонне определяется по уравнению:
(14)
Число реальных тарелок определяется с учетом эффективности выбранного типа тарелок:
(15)
где h- коэффициент полезного действия тарелки: для клапанной тарелки -,35.
Пересчет температуры верха колонны:
Температура верха колонны рассчитывается методом последовательных приближений по уравнению изотермы паровой фазы:
(16)
Где ki - константа фазового равновесия i-го компонента при температуре и давлении верха колонны:
ki = Pi / Pверха.
-температура верха: tверха = 39,44 °C;
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 Nk = 28;
· Количество тарелок в отгонной части N0 = 31.
|
Пересчет температуры низа колонны:
Температура низа колонны рассчитывается методом последовательных приближений по уравнению изотермы жидкой фазы:
(17)
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 = 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.
|
|
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
© 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!