кмоль
- витрата водяної пари, що подається в колону, кг/год
Тоді м?/с
Найбільший обсяг парів перерізі колони - у зоні введення сировини, тому діаметр колони визначаємо в точці введення сировини.
Для цього знаходимо швидкість парів в перетині колони з рівняння:
де К - коефіцієнт, що залежить від відстані між тарілками і умов ректифікації;
абсолютна щільність відповідно парів і рідини, кг/м3.
За графіком знаходимо К=900 [8].
Знаходимо щільність парів за формулою:
,
де Gп - масова витрата парів, кг/ч.
Щільність рідини знаходимо наступним чином. За формулою Крега знайдемо щільність при 150С:
Де М - середня молярна маса рідини, кг/кмоль
Потім знайдену щільність переведемо в щільність при 200С, віднесену до щільності води при 40С.
Тепер за формулою Менделєєва знайдемо щільність при 3600С
Таким чином rж=719 кг/м3
Отже, швидкість парів складе:
м/с
Діаметр колони визначаємо по рівнянню [7]:
м
З стандартного ряду діаметрів [7] вибираємо діаметр 5,40 м.
.9.2 Розрахунок висоти колони
Висоту від кришки до першої ректифікаційної тарілки h1 (малюнок 7.2) конструктивно приймаємо рівною? діаметру.
Висоти h2 і h4 визначаємо, виходячи з числа тарілок в цій частині колони і відстані між ними
м- висота верхньої тарельчатой ??частині колони.
м- висота нижньої тарельчатой ??частині колони.
Висота h3- висота евапораціонного простору.
м
Висоту h5 приймаємо рівною 1,5м- вільний простір між рівнем рідини внизу колони і нижньої тарілкою.
Висоту h6 визначаємо, виходячи із запасу залишку на 10 хвилин.
Обсяг мазуту внизу становить:
Площа поперечного перерізу колони
Звідси
Висоту спідниці h7 приймаємо рівною 2 м.
Встановлюємо 5 люків діаметром по 0,8 м. З урахуванням того, що встановлюються люки, на які потрібно додатково по 300 мм, то висота колони збільшиться на 1,5 м.
Загальна висота колони складе:
Рис.7.2-Висота колони
8. Розрахунок коефіцієнта теплопередачі в теплообміннику нафту-гудрон (ЕОМ)
Зробимо розрахунок коефіцієнта теплопередачі теплообмінника Т - 309 за допомогою програми Ktepper. Для цього на підставі кількості та властивостей нафти і гудрону підготуємо вихідні дані для розрахунку.
Витрата теплоносіїв:
Gн=595238? 0,33=196428 кг/год - витрата нафти, теплоносій 1.
Gг=82458,3 кг/год - витрата гудрону через теплообмінник по одному потоку, теплоносій 2;
Середня температура нафти:
Щільність для нафти:
.
Ентальпія нафти на вході в теплообмінник:
Ентальпія нафти на виході з теплообмінника:
.
Теплове навантаження апарату:
.
Визначимо ентальпію гудрону, що виходить з теплообмінника.
,
,
- відносна щільність рідкої фази на вході в колону з урахуванням молярної маси, визначеної за формулою Воинова:
Звідси
тоді
За [9] визначаємо температуру теплоносія. t=311,4 0С
Середня температура гудрону:
Фізичні властивості теплоносіїв:
відносні густини нафти:
відносні щільності гудрону:
визначимо кінематичні в'язкості:
і - для нафти, тоді можна скласти систему рівнянь з формули і визначити A і B.
звідси.
Кінематична в'язкість гудрону:
(мм2/с).
Звідси мм2/с.
Приймаємо кожухотрубчасті теплообмінник відповідно до ГОСТ 15122-79 [13]. Заносимо необхідні дані в таблицю 8.1.
Таблиця 8.1 вихідні дані для розрахунку коефіцієнта теплопередачі
Найменування параметраразмерностьзначеніесредняя температура нафти в трубному пространствеК496плотность нафти в трубному просторі при 288 ККГ/м3851,4плотность нафти в трубному просторі при 496 ККГ/м3706,1вязкость нафти в трубному просторі при 496 км2/с0,000000215средняя температура гудрону в міжтрубному пространствеК598,7плотность гудрону в міжтрубному просторі при 288 ККГ/м3955,8плотность гудрону в міжтрубному просторі при 598,7 ККГ/м...
