Файл: Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Процессы и аппараты нефтегазпереработки и нефтехимии.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2024
Просмотров: 35
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
(6)
Коэффициент диффузии в жидкости для нижней части колонны при 200С
Где =1 коэффициенты зависящие от свойств растворенного вещества и растворителя
-плотность гептан при температуре кипения
- вязкость жидкости при 200С
Рассчитываем b , подставляя значения в
(6) получим
Расчет коэффициента диффузии в паровой фазе для верхней части колонны:
=100000Па- абсолютное давление в колонне
Расчет коэффициента диффузии в паровой фазе для нижней части колонны:
=100000Па- абсолютное давление в колонне
Рассчитываем высоту верхнего слоя жидкости на тарелке и паросодержание барботажного слоя по формуле для клапанных тарелок
где
высота сливной перегородки
- линейная плотность орошения , м3/(м∙с);
- периметр слива , м
Подставляем значения для верхней части колонны
где
м3/(м∙с)
Для нижней части колонны
где
м3/(м∙с)
Паросодержание барботажного слоя , рассчитываем по формуле
где
где - критерий Фруда
Для верхней части колонны
Для нижней части
Рассчитываем коэффициенты массоотдачи:
Для верхней части колонны в жидкой фазе
где - плотность орошения
Для верхней части колонны в паровой фазе
Для нижней части колонны в жидкой фазе
Для нижней части колонны в паровой фазе
Пересчитываем коэффициенты массоотдачи на кмоль/(м2∙с)
Для верхней части колонны
Для нижней части колонны
Коэффициенты массоотдачи, рассчитанные по средним значениям скоростей и физических свойств паровой и жидкой фаз, постоянны для верхней и нижней частей колонны. В то же время коэффициент массопередачи – величина переменная , зависящая от кривизны линии равновесия , то есть от коэффициента распределения . Поэтому для определения данных , по которым строится кинетическая линия, необходимо вычислить несколько значений коэффициента массопередачи в интервале изменения состава жидкости от до
Расчет ведем с помощь программы excel, задаваясь значениями x в указанном диапазоне . Алгоритм расчета представлен для одной точки
Задаемся значением например , Коэффициент распределения компонента по фазам ( тангенс угла наклона ) равновесной линии в этой точке
Рисунок 8. К расчету угла наклона равновесной линии
Далее коэффициент массопередачи , вычисляем по коэффициентам массоотдачи в нижней части колонны
Общее число единиц переноса на тарелку находим по уравнению
Локальная эффективность рассчитывается по уравнению
2.3.2 Определение КПД тарелки и их реального числа
Для определения эффективности по Мэрфри необходимо рассчитать фактор массопередачи , долю байпасирующей жидкости , число ячеек полного перемешивания S и межтарелочный унос e.
Фактор массопередачи для нижней части колонны
Долю байпасирующей жидкости принимаем равной , учитывая фактор скорости
Для колонн диаметром более 600 мм , принимается, что одна ячейка перемешивания соответствует длине пути жидкости 300-400 мм. Примем . Определяем число ячеек полного перемешивания как отношение длины пути жидкости на тарелке к длине .
Длину пути жидкости определяем как расстояние между переливными устройством:
Где - длина переливного устройства ( периметр переливного устройства)
Число ячеек полного перемешивания на тарелке
Относительный унос e : определяем с помощью графических данных, где унос является функцией комплекса
коэффициент , учитывающий влияние на унос физических свойств жидкости и пара определяем по уравнению
Подставляя значения , получим
Высота сепарационного пространства Hc равна расстоянию между верхним уровнем барботажного слоя и плоскостью тарелки, расположенной выше
,
где Н- межтарельчатое расстояние, м ; - высота барботажного слоя (пены) , м
В соответствии с каталогом , для колонн диаметром от 1200 до 3800мм
С графика снимаем значение
Рис 9 Зависимость относительного уноса жидкости от комплекса
Для определения КПД тарелки по Мэрфри рассчитываем:
По эффективности по Мэрфри определяем концентрацию легколетучего компонента в паре на выходе из тарелки по соотношению
где
и - концентрация соответственно легколетучего компонента в паре на входе в тарелку и равновесия с жидкостью на тарелке
Отсюда
Рис 10 . К расчету для принятых значений х
Рисуноке 11 . К расчету и для принятых значений х
Рассчитываем по указанному алгоритму конечные концентрации для других составов жидкости задаваясь значениям x.
Таблица 4
Расчет КПД тарелок по Мэрфри
Коэффициент диффузии в жидкости для нижней части колонны при 200С
Где =1 коэффициенты зависящие от свойств растворенного вещества и растворителя
-плотность гептан при температуре кипения
- вязкость жидкости при 200С
Рассчитываем b , подставляя значения в
(6) получим
Расчет коэффициента диффузии в паровой фазе для верхней части колонны:
=100000Па- абсолютное давление в колонне
Расчет коэффициента диффузии в паровой фазе для нижней части колонны:
=100000Па- абсолютное давление в колонне
Рассчитываем высоту верхнего слоя жидкости на тарелке и паросодержание барботажного слоя по формуле для клапанных тарелок
где
высота сливной перегородки
- линейная плотность орошения , м3/(м∙с);
- периметр слива , м
Подставляем значения для верхней части колонны
где
м3/(м∙с)
Для нижней части колонны
где
м3/(м∙с)
Паросодержание барботажного слоя , рассчитываем по формуле
где
где - критерий Фруда
Для верхней части колонны
Для нижней части
Рассчитываем коэффициенты массоотдачи:
Для верхней части колонны в жидкой фазе
где - плотность орошения
Для верхней части колонны в паровой фазе
Для нижней части колонны в жидкой фазе
Для нижней части колонны в паровой фазе
Пересчитываем коэффициенты массоотдачи на кмоль/(м2∙с)
Для верхней части колонны
Для нижней части колонны
Коэффициенты массоотдачи, рассчитанные по средним значениям скоростей и физических свойств паровой и жидкой фаз, постоянны для верхней и нижней частей колонны. В то же время коэффициент массопередачи – величина переменная , зависящая от кривизны линии равновесия , то есть от коэффициента распределения . Поэтому для определения данных , по которым строится кинетическая линия, необходимо вычислить несколько значений коэффициента массопередачи в интервале изменения состава жидкости от до
Расчет ведем с помощь программы excel, задаваясь значениями x в указанном диапазоне . Алгоритм расчета представлен для одной точки
Задаемся значением например , Коэффициент распределения компонента по фазам ( тангенс угла наклона ) равновесной линии в этой точке
Рисунок 8. К расчету угла наклона равновесной линии
Далее коэффициент массопередачи , вычисляем по коэффициентам массоотдачи в нижней части колонны
Общее число единиц переноса на тарелку находим по уравнению
Локальная эффективность рассчитывается по уравнению
2.3.2 Определение КПД тарелки и их реального числа
Для определения эффективности по Мэрфри необходимо рассчитать фактор массопередачи , долю байпасирующей жидкости , число ячеек полного перемешивания S и межтарелочный унос e.
Фактор массопередачи для нижней части колонны
Долю байпасирующей жидкости принимаем равной , учитывая фактор скорости
Для колонн диаметром более 600 мм , принимается, что одна ячейка перемешивания соответствует длине пути жидкости 300-400 мм. Примем . Определяем число ячеек полного перемешивания как отношение длины пути жидкости на тарелке к длине .
Длину пути жидкости определяем как расстояние между переливными устройством:
Где - длина переливного устройства ( периметр переливного устройства)
Число ячеек полного перемешивания на тарелке
Относительный унос e : определяем с помощью графических данных, где унос является функцией комплекса
коэффициент , учитывающий влияние на унос физических свойств жидкости и пара определяем по уравнению
Подставляя значения , получим
Высота сепарационного пространства Hc равна расстоянию между верхним уровнем барботажного слоя и плоскостью тарелки, расположенной выше
,
где Н- межтарельчатое расстояние, м ; - высота барботажного слоя (пены) , м
В соответствии с каталогом , для колонн диаметром от 1200 до 3800мм
С графика снимаем значение
Рис 9 Зависимость относительного уноса жидкости от комплекса
Для определения КПД тарелки по Мэрфри рассчитываем:
По эффективности по Мэрфри определяем концентрацию легколетучего компонента в паре на выходе из тарелки по соотношению
где
и - концентрация соответственно легколетучего компонента в паре на входе в тарелку и равновесия с жидкостью на тарелке
Отсюда
Рис 10 . К расчету для принятых значений х
Рисуноке 11 . К расчету и для принятых значений х
Рассчитываем по указанному алгоритму конечные концентрации для других составов жидкости задаваясь значениям x.
Таблица 4
Расчет КПД тарелок по Мэрфри
| Нижняя часть колонны | Верхняя часть колонны | ||||||||
x | 0,034 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,4522 | 0,65 | 0,8 | 0,9913 | |
m | 1,732 | 1,6 | 1,54 | 1,15 | 1,072 | 0,966 | 0,7 | 0,428 | 0,336 | |
| 0,10432 | 0,10638 | 0,10735 | 0,11407 | 0,11552 | 0,11754 | 0,07470 | 0,07792 | 0,07908 | |
| 0,45649 | 0,46551 | 0,46973 | 0,49914 | 0,50547 | 0,51433 | 0,32677 | 0,34087 | 0,34592 | |
| 0,36668 | 0,37237 | 0,37501 | 0,39314 | 0,39697 | 0,40229 | 0,27890 | 0,28900 | 0,29258 | |
| 2,3618 | 2,1818 | 2,1000 | 1,5682 | 1,4618 | 1,3173 | 0,9545 | 0,5836 | 0,4582 | |
| 1,0859 | 1,0202 | 0,9897 | 0,7802 | 0,7359 | 0,6742 | 0,3512 | 0,2317 | 0,1893 | |
| 0,5154 | 0,5134 | 0,5123 | 0,5043 | 0,5023 | 0,4995 | 0,3128 | 0,3119 | 0,3114 | |
| 0,3952 | 0,4011 | 0,4037 | 0,4210 | 0,4244 | 0,4289 | 0,2911 | 0,2983 | 0,3007 | |
| 0,3912 | 0,3970 | 0,3996 | 0,4165 | 0,4198 | 0,4243 | 0,2889 | 0,2961 | 0,2984 | |
% | 5,0868 | 14,9849 | 29,2971 | 42,4158 | 55,0992 | 61,1001 | 76,0226 | 86,7764 | 99,1492 |