Файл: Курсовой проект по дисциплине Теория и технология химических процессов органического и нефтехимического синтеза на тему Технологическое проектирование установки гидроочистки дизельной фракции мощностью 1910 тыс тгод.docx

2.3.10 Расчет узла сепарации

Целями расчета газосепаратора является определение его размеров (диаметра и длины) и подбор стандартного аппарата.

Сепарацию газопродуктовой смеси осуществляем последовательно в двух холодных сепараторах высокого и низкого давления.

2.3.10.1 Расчет холодного сепаратора высокого давления

Условия эксплуатации сепаратора С-1: температура – 50 °С, давление – 3,6 МПа.

Состав и расход газопродуктовой смеси на входе в газосепаратор С-1 представлен в таблице 2.28 (из табл. 2.15).

Таблица 2.28 – Состав и расход ГПС на входе в газосепаратор С-1

Наименование	Расход (Gi), кг/ч	Мi, кг/кмоль	Ni , кмоль/ч	α=
Водород	7299	2,02	3613,4	0,6972
Метан	1483	16,04	92,5	0,0178
Этан	2528	30,07	84,1	0,0162
Пропан	2269	44,10	51,5	0,0099
Изобутан	555	58,12	9,5	0,0018
Бутан	385	58,12	6,6	0,0013
Изопентан	127	72,15	1,8	0,0003
Н-пентан	74	72,15	1,0	0,0002
Сероводород	3012	34,0	88,6	0,0171
Бензин-отгон	3325	111	30,0	0,0058
Дизельное топливо	231203	192	1204,2	0,2323
Итого	252261	-	5183	1,0000

---

Состав паровой и жидкой фаз ГПС на выходе из газосепаратора представлен в таблицах 2.29 и 2.30.

Таблица 2.29 – Состав паровой и жидкой фаз ГПС на выходе из газосепаратора при температуре 50 °С и давлении 3,6 МПа

Наименование	α=	Ki	Xi=	Yi= Ki
Водород	0,6972	76,9	0,0094	0,7225
Метан	0,0178	51	0,0004	0,0184
Этан	0,0162	11,9	0,0014	0,0167
Пропан	0,0099	4,5	0,0023	0,0102
Изобутан	0,0018	2,4	0,0008	0,0018
Бутан	0,0013	1,9	0,0007	0,0013
Изопентан	0,0003	1,8	0,00017	0,0003
Н-пентан	0,0002	1,1	0,00018	0,0002
Сероводород	0,0171	6,5	0,0027	0,0176
Бензин-отгон	0,0058	0,1	0,0440	0,0044
Дизельное топливо	0,2323	0,22	0,9381	0,2064
Итого	1,0000	-	1,0000	0,9999

Рассчитываем сечение горизонтального газосепаратора по формуле:



где V_п - объемный расход газопаровой фазы, м³/с;

- коэффициент заполнения горизонтального газосепаратора, принимаем равным 0,5 [27];

W_доп

---

- допустимая линейная скорость газовой фазы в газосепараторе, м/с.

Объемный расход определяем по формуле



где N^гф— число кмолей газов и паров ГПС, кмоль/ч;

z — коэффициент сжимаемости;

p — давление, МПа.

Таблица 2.30 – Материальный баланс однократного испарения ГПС в газосепараторе С-1 при 50 ˚С и 3,6 МПа

Компонент	Приход ГПС			Расход
				ai	Жидкая фаза				Паровая фаза
								хi					уi
Водород	7299	0,0289	3613,37	0,6972	94	0,0005	46,4	0,0094		7205	0,1238	3567,0	0,7225
Метан	1483	0,0059	92,4564	0,0178	29	0,0001	1,8	0,0004		1454	0,0250	90,7	0,0184
Этан	2528	0,0100	84,0705	0,0162	196	0,0010	6,5	0,0014		2332	0,0401	77,6	0,0167
Пропан	2269	0,0090	51,4512	0,0099	413	0,0021	9,4	0,0023		1856	0,0319	42,1	0,0102
Изобутан	555	0,0022	9,54921	0,0018	163	0,0008	2,8	0,0008		392	0,0067	6,7	0,0018
Н-бутан	385	0,0015	6,62423	0,0013	133	0,0007	2,3	0,0007		252	0,0043	4,3	0,0013
Изопентан	127	0,0005	1,76022	0,0003	45	0,0002	0,6	0,00017		82	0,0014	1,1	0,0003
Н-пентан	74	0,0003	1,02564	0,0002	35	0,0002	0,5	0,00018		39	0,0007	0,5	0,0002
Сероводород	3012	0,0119	88,5882	0,0171	402	0,0021	11,8	0,0027		2610	0,0448	76,8	0,0176
БО	3325	0,0132	29,958	0,0058	3023	0,0156	27,2	0,0440		302	0,0052	2,7	0,0044
ДТ	231203	0,9165	1204,18	0,2323	189510	0,9766	987,0	0,9381		41692	0,7161	217,1	0,2064
Итого	252260	1,0000	5183	1,0000	194042	1,0000	1096,3	1,0000		58218	1,0000	4086,7	0,9999

---

Для определения коэффициента сжимаемости предварительно определяем критические, псевдокритические и приведенные параметры компонентов ГПС.

Расчет псевдокритических температур и давлений компонентов ГПС приведен в табл 2.31.

Таблица 2.31 – Расчет критических температуры и давления газопаровой фазы ГПС

Компонент	yi	Критические параметры		Ткр.i уi	Ркр.i уi
		Температура, К	Давление, МПа
Водород	0,7225	-239,8	1,82	-173,25	1,3149
Метан	0,0184	-82,5	4,68	-1,52	0,0863
Этан	0,0167	32,2	4,92	0,54	0,0824
Пропан	0,0102	96,8	4,28	0,99	0,0436
Изобутан	0,0018	134	3,76	0,25	0,0069
Н-бутан	0,0013	153,1	3,67	0,20	0,0049
Изопентан	0,0003	187,7	3,35	0,06	0,0010
Н-пентан	0,0002	197,2	3,36	0,04	0,0007
Сероводород	0,0176	100,4	8,89	1,77	0,1567
Бензин-отгон	0,0044	545,35	15,622	2,40	0,0687
Дизельное топливо	0,2064	722,8	35,8144	149,17	7,3912
Итого	0,9999	-	-	-19,4	9,2

Рассчитаем приведенные параметры:

---

На основании полученных данных принимаем коэффициент сжимаемости, равном 1,0.

Объемный расход рассчитаем по формуле



Допустимую линейную скорость газового потока определяем по формуле



где — плотность жидкой фазы при температуре в сепараторе, кг/м³;

- плотность газовой фазы в сепараторе, кг/м³.

Плотность жидкой фазы рассчитываем по формуле



где G_i — массовый расход компонента жидкой фазы, кг/ч;

- плотность компонента жидкой фазы, кг/м³.

Плотность жидкой фазы при температуре до 300 °С определяем по формуле [27]



Плотность гидроочищенного дизельного топлива:





Плотность бензина-отгона:





Тогда

.

Плотность газопаровой фазы находим из соотношения



где G^гф— массовый расход газовой (паровой) фазы, кг/ч.

Тогда допустимая линейная скорость газового потока по формуле:



Рассчитываем сечение горизонтального газосепаратора:



Рассчитываем диаметр горизонтального газосепаратора по формуле

---