Расчет аппаратов воздушного охлаждения
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?емых примесей , снижающих эффективность КВО , системы воздушного охлаждения оборудуют специальными дренажными линиями отвода инертных компонентов, периодичность открытия которых определяется экспериментально.
2. Расчетная часть
2.1 Материальный баланс установки АВТ
Таблица 1 - Материальный баланс установки АВТ
Статьи баланса% выход на сырьёт/годт/суткикг/часкг/сВзято: 1. Обессоленная нефть 100,0 1850000,0 5362,3 223430,0 62,1Итого100,01850000,05362,3223430,062,1Получено: 1. у/в газ н.к.-60С 2. фракция 60-120С 3. фракция 120-180С 4. керосин 180-240С 5. ДТ 240-350С 6. фракция 350-400С 7. фракция 400-450С 8. фракция. 450-490С 9. гудрон >490С 3,8 7,5 10,1 10,7 20,0 9,0 8,5 4,0 25,4 70300,0 138750,0 186850,0 197950,0 370000,0 166500,0 157250,0 74000,0 469900,0 203,8 402,2 541,6 573,8 1072,5 482,6 455,8 214,5 1362,0 8490,3 16757,2 22566,4 23907,0 44686,0 20108,7 18911,5 8937,2 56751,2 2,4 4,7 6,3 6,6 12,4 5,6 5,3 2,5 15,7Потери1,018500,053,62234,30,6Итого100,01850000,05362,3223430,062,1
.2 Материальный баланс колонны К1
Таблица 2 - Материальный баланс колонны К1
Статьи баланса% выход на сырьёт/годт/суткикг/часкг/сВзято: 1. Обессоленная нефть 100,0 1850000,0 5362,3 223430,0 62,1Итого100,01850000,05362,3223430,062,1Получено: 1. у/в газ н.к.-60С 2. лёгкий бензин 60-120С 3. полуотбензиненная нефть3,8 7,5 88,7703000,0 138750,0 1640950,0203,8 402,2 4756,48490,3 16757,2 198182,42,4 4,7 55,0Итого100,01850000,05362,3223430,062,1
2.3 Определение температуры начала и конца конденсации
Разделим бензиновую фракцию на несколько узких:
Определяем среднюю молекулярную массу каждой фракции по формуле Воинова [1.с.25]:
Мср = 60 + 0,3 tcp + 0,001 tcp (2.1)
M1 = 60 + 0,3*125+0,001 *1252 = 113,1 г/моль , аналогично получим
М2 = 118,7 г/моль, М3 = 127,5 г/моль, М4 = 139,9 г/моль,
По кривой ИТК определяем процентный выход фракций [2.с. 72] по рисунку 1
120-130 1,5 %
130-140 2,0%
140-160 3,5%
160-180 3,5%
Суммарный выход широкой бензиновой фракции 120-180 С составляет 10,5% от всего количества нефти. Принимаем флегмовое число R = 2 [3. с. 248].
Найдем массовое количество всех компонентов:
10,5% - 67778,4 кг/ч.
1,5 % = = 9682,6 кг/ч., аналогично найдем:
2,0 %- 12910,2 кг/ч.
3,5%- 22592,8 кг/ч.
3,5%- 22592,8 кг/ч.
Массовые доли узких фракций определяются по формуле [1,с. 192]:
где di - массовое количество каждого компонента;
G - количество конденсируемого бензина, кг/ч..
У1 = 9682,6 / 67778,4 = 0,14 ;
У2 = 0,20 ;
У3 = 0,33 ;
У4 = 0,33 , ? Уi = 1.
Число молей узких фракций определяется по формуле [1,с. 193]:
Ni= , (2.3)
где Mi - средняя молекулярная масса каждой фракции.
N1 = 9682,6/113,1 = 85,6 кмоль/ч., аналогично найдем:
N2 = 108,8 кмоль/ч;3 = 177,2 кмоль/ч;
N4 = 161,5 кмоль/ч;
? Ni = 533,1 кмоль/ч.
Мольные доли узких фракций определяются по формуле [1.с. 193]:
i = Ni/?Ni , (2.4)
где Ni - число молей одной узкой фракции;
?Ni - общее число молей.
1 = 85,6/533,1 = 0,16, аналогично найдем:
Y2 = 0,20;
Y3 = 0,33;
Y4 = 0,31 ,
?Yi = 1.
Данные сводим в таблицу:
Таблица 3 - Расчет состава бензина
Пределы выкипания, ?ССредняя t, ?СМолекулярная масса, Мi% выход на нефтьМассовое кол-во, кг/чМассовая доля, YiЧисло молей, кмоль/чМольная доля, Yi120-130?С 130-140?С 140-160?С 160-180?С125 135 150 170113,1 118,7 127,5 139,91,5 2,0 3,5 3,59682,6 12910,2 22592,8 22592,80,14 0,20 0,33 0,3385,6 108,8 177,2 161,50,16 0,20 0,33 0,31Сумма--19,5677778,41533,11
Температура паров на входе в конденсатор - холодильник определяется методом постепенного приближения по уровню изотермы паровой фазы:
? = 1 , (2.5)
где Ki - константы фазового равновесия при давлении П = 103000 Па и температуре начала конденсации, определяется по формуле [4,c. 124]:
где Pi - парциальное давление компонентов при температуре Тн.к.
Примем Тн.к. = 428 К и по диаграмме Кокса [ 5, с.45,46 ] найдем давления насыщенных паров всех компонентов:
1 = 3,7 кг/см2 = 360500 Па;
Р2 = 2,95 кг/см2 = 288400 Па;
Р3 = 0,7 кг/см2 = 69010 Па;
Р4 = 0,3 кг/см2 = 29870 Па.
Аналогично найдем: К2 = 2,8; К3 = 1,5; К4 = 0,44;
Подставив в уравнение изотермы паровой фазы все известные величины, получим:
Полученная сумма несколько больше 1, однако расхождение составляет 0.06%, поэтому пересчета не делаем.
Следовательно, температура Тн.к. = 428 К.
Температуру конца конденсации определяем методом постепенного приближения по уравнению изотермы жидкой фазы [1.с.226]:
?xi*Ki = 1 , (2.7)
где Ki - константа фазового равновесия , при давлении П = 103000 Па и температуре конца конденсации Тк.к., определяемая по формуле [ 4.с. 124]:
где Pi - давление насыщенных паров компонентов, при температуре Тк.к. Примем Тк.к. = 403 К и но диаграмме Кокса найдем давления насыщенных паров всех компонентов:
1 = 2,6 кг/см2 = 254974,2 Па;
Р2 = 1,9 кг/см2 = 186327,3 Па;
Р3 = 0,8 кг/см2 = 78453,6 Па;
Р4 = 0,15 кг/см2 = 14710,1 Па;
Аналогично найдем : К2 = 1,81, К3= 0,76, К4= 0,143
Подставив в уравнение изотермы жидкой фазы все известные величины, получим
Полученная сумма несколько меньше 1, однако расхождение составляет примерно 0,98% , поэтому пересчета не делаем.
Следовательно, температура Тк.к. = 403 К.
2.4 Тепловая нагрузка конденсатора
2.4.1Тепловая нагрузка зоны конденсации паров
Тепловую нагрузку определяем по формуле [4, с.106]:
1 = G (JТн.к. - iТн.к.), (2.9)
где G - количество конденсируемого бензина, кг/ч;
JТн.к. - энтальпия паров бензина, при Тн.к. и его плотности ?293277 = 0,7526 [2.с.83];
iТн.к. - энтальпия жидкого бензина, при Тн.к. и ?293277.
Пользуясь приложением 2; 3 [ 1,c.328;332], интерполяцией находим JТн.к. и iТн.к. JТн.к = 648,7 кДж/кг ; iТн.к. = 350,6 кДж/кг .
Подставив известные величины в формулу 2.9 , получим:
1= 6