Рассчитать в маткаде колону ректефекационую

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 4
1.1 Назначение и краткая характеристика процесса АВТ 4
1.2 Теоретические основы процесса 7
1.3 Характеристика исходного сырья, материалов и готовой продукции 11
1.4 Описание технологической схемы процесса. Нормы технологического режима 13
1.5 Охрана труда и окружающей среды 16
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 18
2.1 Материальный баланс процесса АВТ 18
2.2 Материальный баланс колонны предварительного испарения 19
2.2.1 Определение производительности колонны К-1 19
2.2.2 Определение физико-химических свойств компонентов питания 20
2.2.3 Расчет материального баланса 22
2.3 Тепловой баланс колонны предварительного испарения 29
2.3.1 Расчет оптимального флегмового числа 29
2.3.2 Расчет числа тарельчатых устройств 36
2.3.3 Расчет теплового баланса колонны 37
2.4 Расчет конструктивных размеров колонны К-1 43
2.4.1 Расчет верхней части колонны 43
2.4.2 Расчет нижней части колонны 44
2.4.3 Расчет диаметра рекификационной колонны 45
2.4.4 Определение высоты колонны 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 50

2.5).5Рабочее число тарелок в колонне:где - к.п.д. тарелки, примем равным 0,35. шт.Рабочее число тарелок в верхней части колонны15 шт.В нижней, исчерпывающей части колонны, таким образом, будет: = 23 – 15=8 тарелок.На практике для ввода сырья предусматривают до 5 точек вблизи сечения, определённого по этим уравнениям.Колонну необходимо оснастить23 клапанными тарелками и 1 глухой тарелкой.2.4 Расчет конструктивных размеров колонны предварительного испарения2.4.1 Расчет верхней части колонныКоличество флегмы, стекающей с тарелок верхней части колонны: =Rопт·D= 0,399·28668,795 = 11442,03кг/чКоличество паров, поднимающихся с тарелок верхней части колонны:кг/чОбъём паров равен: м3/с Плотность паров:кг/м3Относительная плотность жидкости:г/см3где - температурная поправка по формуле Кусакова. Абсолютная плотность жидкости кг/м3.Объёмный расход жидкости:м3/ч2.4.2 Расчет нижней части колонныКоличество флегмы, стекающей с тарелок нижней части колонны: где - количество флегмы, стекающей с тарелок верхней части колонны (теоретическое количество): = +310945,27.(1 - 0,25) = 244650,98 кг/чКоличество паров, поднимающихся тарелках нижней части колонны:244650,98 - 282276,48 = -37625,50 кг/чТаким образом, так как производительность по парам в верхней части колонны значительно выше, чем в нижней, додиаметр колонны определяется по результатам расчета ее верхней части.2.4.3 Расчет диаметра рекификационной колонныДиаметр колонны рассчитывается по наиболее нагруженному сечению по парам. В нашем случае в верхней части колонны расход паровой фазы в верхней части колонны в несколько раз больше, чем в нижней, поэтому расчет ведем по ней. Примем к установке клапанные двухпоточные тарелки.Предполагаемый диаметр ректификационной колонны – стабилизатора, данной производительности, работающей под давлением, составляет 2,8–5,0 м, поэтому примем расстояние между тарелками 600 мм, как в исходном проекте, после чего рассчитаем диаметр колонны. Диаметр рассчитывается из уравнения расхода:, где VП – объёмный расход паров, м3/с;Wmax – максимальная допустимая скорость паров, м/с, где Сmax – коэффициент, зависящей от типа тарелки, расстояния между тарелками, нагрузки по жидкости;ж и п – плотность жидкой и паровой фазы, кг/м3.Сmax = K1. K2. C1 – К3( – 35)Значение коэффициента С1 определяем по графику ([10, Прил. А]) в зависимости от принятого расстояния между тарелками С1 = 1050.Коэффициент К3 = 4,0 для клапанных тарелок.Коэффициент находится по уравнению:,где LЖ – массовый расход жидкой фазы в верхней части, кг/ч;Коэффициент К1 принимается в зависимости от конструкции тарелок и равен для клапанных тарелок 1,15.Коэффициент К2 для атмосферной колонны равен 1,0.Сmax = 1,15 . 1 .1050 – 4.(16,29 – 35) = 1282м/сДиаметр верхней части колонны:мПолученный диаметр округляется в большую сторону до ближайшего стандартного значения, равного 1,6мПроверяем скорость паров при принятом диаметре колонны:м/сСкорость паров находится в допустимых пределах (1-2 м/с) [5] для колонн под давлением и расстоянии между тарелками 600 мм.Проверяем нагрузку тарелки по жидкости:где LV – объёмный расход жидкости, м3/ч;n – число потоков на тарелке, 2; - относительная длина слива, обычно находится в пределах 0,65-0,75.м3/(м. ч),Полученное значение расхода жидкости на единицу длины слива меньше максимально допустимого, которое составляет для данного типа тарелок м3/(м. ч).Выбираем следующие параметры однопоточной клапанной тарелки ВНИИНЕФТЕМАШа по ОСТ 26-02-1401-76:1. Диаметр колонны At - 1600 мм;2. Шифр тарелки Б;3. Рабочая площадь тарелки Sp = 2,01 м2;4. Периметр слива В = 2,24 м;5. Площадь слива Sсл = 0,33 м2;6. Межтарельчатое расстояние Н = 600 мм.2.4.4 Определение высоты колонныОпределение общей высоты колонныгде – общее число тарелок, 11шт;Н1 – высота между крышкой колонны и верхней тарелкой – 2,5-4 м, 2,5 м.– высота промежутков между тарелками, Высота секции питания Нпберётся равной 2 м;Высота Н2 принимается равной от 1 до 2 м, чтобы разместить глухую тарелку и иметь равномерное распределение по сечению колонны паров, поступающих из печи. Примем Н2= 1,5 м.Высота низа (куба) колонны Нн рассчитывается, исходя из 3-5 минутного запаса остатка, необходимого для нормальной работы насоса в случае прекращения подачи сырья в колонну:где ж–плотность остатка при температуре низа колонны:Fк = - площадь поперечного сечения колонны, м2.мШтуцер отбора нижнего продукта должен находиться на отметке не ниже 4-5 м от земли, чтобы обеспечить нормальную работу горячего насоса. Высота опоры Но конструируется с учётом обеспечения необходимого подпора жидкости и принимается высотой не менее 3-5 м. Примем Но = 3м.Полная высота колонны: мС учетом конических днищ высота составит 28,2 м.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ процессеработы над курсовым проектомбыла рассчитана отпарная колонна К-1 установки АВТ-2,5, предназначенная для удаления в дистиллят низкокипящих фракций нефти н.к. – 120, производительностью по поступающей нефти2500 тыс. тонн в год.В проекте была подробна рассмотрена технологическая схема установки, с высокой точностью были рассчитаны материальный баланс установки АВТ и отпарной колонны К-1, а также тепловой баланс колонны К-1.Расчетные диаметр и высота ректификационной колонны составили соответственно 3,2 и 24 м (с крышками). Также в соответствии с расходом потоков в механической части был произведен расчет штуеров.В работе определено количество клапанных тарелок, составившее для колонны К-1 23 штук.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВАхметов С.А. Технология глубокой переработки НГК и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. – 672 с.Баннов П.Г. Процессы переработки НГК. Часть 2. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2001. - 415 с.Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Ч.1. Теоретические основы процессов химической технологии. Учебник для вузов. Изд. 2-е. М.: Химия,1995. - 400с.Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – 9-е изд. – М.: Химия, 1973. – 750 с.Кашарский П.Д. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. − Л.: Машиностроение, 1976−480 с.Кутепов A.M. и др. Теория химико-технологических процессов органического синтеза: Учеб.для техн. вузов/A.M. Кутепов, Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен - М.: Высш. шк., 2005. – 520 с.Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. – Л.: Машгиз, 1970. – 753 с.Леонтьев, А. П . Прочностные расчеты отдельных элементов технологического оборудования : учебное пособие. – Тюмень :ТюмГНГУ, 2012. – 144 с.Процессы и аппараты химической технологии. Проектирование ректификационных колонн. Часть 1, 2. Основы теории расчета и основные конструкции ректификационных колонн. Методические указания к курсовому проектированию.–Томск: Изд. ТПУ, 1997. -36 с.Савченков А.Л. Технологический расчёт отбензинивающей колонны установок перегонки нефти.. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. - 35 с.