|
Содержание работы или список заданий
|
РАСЧЕТ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ
Исходные данные для расчета
Нефть и ее фракции представляют собой сложную многокомпонентную смесь. В таблице 1 приведена разгонка (ИТК) нефти. Смесь углеводородов одного гомологического ряда, как правило, подчиняется законам идеальных растворов, но в присутствии углеводородов других классов ее свойства в той или иной степени отклоняются от свойств идеальных растворов, подчиняющихся законам Рауля-Дальтона. Эти явления из-за их сложности недостаточно изучены, в связи с чем, процессы перегонки и ректификации смесей рассчитывают, используя законы идеальных растворов.
Другое допущение, принимаемое в расчетах, связано с тем, что в нефти и ее фракциях содержится чрезмерно большое число компонентов. Поэтому в технологических расчетах состав и свойства нефти, ее фракций представляются более упрощенно. Для этого исходную нефть разобьем на фракции, выкипающие в узком интервале температур. Каждую узкую фракцию будем рассматривать как условный компонент с температурой кипения, равной средней температуре кипения фракции. Чем на большее число узких фракций разбита нефть, тем точнее результаты вычислений, но расчет становится более громоздким и трудоемким. Оптимальное решение предложено в работах А.А. Кондратьева: для получения удовлетворительных результатов нефть разбивают не менее чем на шесть узких (рабочих) фракций.
В нашем случае разобьем нефть на 7 рабочих фракций: 28-600С; 60-950С; 95-1500С; 150-1820С; 182-2380С; 238-3440С, 344-4900С и остаток, который в данном случае можно объединить с 7-ой фракцией. Две первые фракции 28-600С и 60-950С отбираем в качестве дистиллята, а пять остальных – в качестве остатка (полуотбензиненной нефти).
Среднюю температуру кипения компонента tср определяем как среднее арифметическое между начальной и конечной температурой кипения фракций.
Молекулярную массу Мi каждой фракции можно определить по исходным данным таблицы 1 или по формуле Воинова:
M_i=52,63+0,246T_sr+0,001T_sr^2, где
Тsr–средняя температура кипения фракции, К.
Относительную плотность компонента ρ1515 определяем через относительную плотность ρ420 (табл. 1):
ρ_15^15=ρ_4^20+5α, где
–средняя температурная поправка относительной плотности на 1 град., которая определяется по эмпирической формуле Кусакова:
α=0,001838-0,00132ρ_4^20.
Пересчет массовых % в мольные % ведем по формуле:
X_i=((X_i^/)⁄M_i )/(∑((X_i^/)⁄M_i ) ), где
Xi–содержание фракций в мольных %;
Xi/–содержание фракций в массовых %;
Мi–молярная масса фракций, г/моль.
Таблица 1
Разгонка (ИТК) нефти
№
фр tн.к.,
0С tк.к.,
0С tср,
0С Выход на нефть, масс% ρ420,
г/см3 Мi, фр Мвойн, α ρ1515,
г/см3
отдел. фр сумм.
фр
С4 х х х 1,70 1,70 х х х х х
1 28 60 44,0 0,60 2,30 0,6835 х 65,39 0,0009 0,6882
2 60 95 77,5 2,20 4,50 0,7450 х 77,70 0,0009 0,7493
3 95 122 108,5 2,00 6,50 0,7830 105 91,09 0,0008 0,7870
4 122 150 136,0 2,00 8,50 0,7986 х 104,58 0,0008 0,8025
5 150 182 166,0 2,69 11,19 0,8080 х 121,02 0,0008 0,8119
6 182 215 198,5 2,60 13,79 0,8185 163 140,86 0,0008 0,8223
7 215 238 226,5 2,55 16,34 0,8270 х 159,65 0,0007 0,8307
8 238 252 245,0 2,55 18,89 0,8342 х 172,93 0,0007 0,8379
9 252 264 258,0 2,35 21,24 0,8409 200 182,66 0,0007 0,8445
10 264 278 271,0 2,77 24,01 0,8460 х 192,74 0,0007 0,8496
11 278 292 285,0 2,73 26,74 0,8500 х 203,97 0,0007 0,8536
12 292 302 297,0 2,65 29,39 0,8510 232 213,90 0,0007 0,8546
13 342 314 328,0 2,69 32,08 0,8522 х 240,90 0,0007 0,8558
14 314 325 319,5 2,65 34,73 0,8540 х 233,31 0,0007 0,8576
15 325 334 329,5 2,55 37,28 0,8583 260 242,26 0,0007 0,8618
16 334 344 339,0 2,77 40,05 0,8642 х 250,95 0,0007 0,8677
17 344 353 348,5 2,80 42,85 0,8690 х 259,81 0,0007 0,8725
18 353 362 357,5 2,73 45,58 0,8731 288 268,38 0,0007 0,8765
19 362 372 367,0 2,75 48,33 0,8759 х 277,60 0,0007 0,8793
20 372 380 376,0 2,77 51,10 0,8777 х 286,50 0,0007 0,8811
21 380 388 384,0 2,98 54,08 0,8789 314 294,55 0,0007 0,8823
22 388 397 392,5 2,29 56,99 0,8790 х 303,24 0,0007 0,8824
23 397 406 401,5 2,98 59,97 0,8775 х 312,60 0,0007 0,8809
24 406 415 410,5 3,02 62,99 0,8775 341 322,12 0,0007 0,8809
25 415 423 419,0 2,60 65,59 0,8797 х 331,27 0,0007 0,8831
26 423 434 428,5 3,05 68,64 0,8834 х 341,65 0,0007 0,8868
27 434 444 439,0 3,02 71,66 0,8886 369 353,35 0,0007 0,8919
28 444 456 450,0 3,02 74,68 0,8930 х 365,83 0,0007 0,8963
29 456 468 462,0 3,05 77,73 0,8975 394 379,73 0,0007 0,9008
30 468 490 479,0 3,67 81,40 0,9010 410 399,91 0,0006 0,9042
Остат 490 х х 18,60 100 х х х х
|