Расчет установки для разделения четырехкомпонентной смеси

 

 

 

Рисунок 4.1 – График для определения оптимального флегмового числа для колонны  К-1

 

 

 

Рисунок 4.2 –  График зависимости флегмового числа  от числа тарелок колонны К-1

 

 

Таблица 4.2 –  Данные для определения оптимального флегмового числа для колонны К-2

№ п/п	Число теоретических      тарелок N	Флегмовое число F	N(F+1)
1	15	62,50	952,50
2	16	17,40	294,40
3	17	10,70	198,90
4	18	7,44	151,92
5	19	6,00	133,00
6	20	4,92	118,40
7	21	4,29	111,09
8	22	3,79	105,38
9	23	3,44	102,12
10	24	3,17	100,08
11	25	2,95	98,75
12	26	2,79	98,54
13	27	2,63	98,01
14	28	2,53	98,84
15	29	2,41	98,89
16	30	2,35	100,50
17	31	2,26	101,06
18	32	2,22	103,04
19	33	2,16	104,28
20	34	2,13	106,42

 

 

 

 

Рисунок 4.3 –  График для определения оптимального флегмового числа для колонны  К-2

 

 

 

Рисунок 4.4 –  График зависимости флегмового числа  от числа тарелок колонны К-2

Таблица 4.3 –  Данные для определения оптимального флегмового числа для колонны К-3

№ п/п	Число теоретических      тарелок N	Флегмовое число F	N(F+1)
1	20	41,10	842,00
2	21	12,10	275,10
3	22	7,48	186,56
4	23	5,30	144,90
5	24	4,29	126,96
6	25	3,55	113,75
7	26	3,11	106,86
8	27	2,77	101,79
9	28	2,53	98,84
10	29	2,35	97,15
11	30	2,20	96,00
12	31	2,10	96,10
13	32	1,99	95,68
14	33	1,94	97,02
15	34	1,85	96,90
16	35	1,82	98,70
17	36	1,75	99,00
18	37	1,74	101,38
19	38	1,68	101,84
20	39	1,67	104,13

 

 

 

 

 

Рисунок 4.5 – График для определения оптимального флегмового числа для колонны  К-3

 

 

Рисунок 4.6 – График зависимости флегмового числа от числа тарелок колонны  К-3

Далее определяем оптимальную тарелку ввода сырья,  для этого при фиксированном  значении тарелок  N_опт изменяли тарелку ввода сырья. Тарелку, при ввода питания на которую флегмовое число будет минимальным определяем как оптимальную тарелку ввода сырья. Данные по определению оптимальной тарелки ввода приведены в таблице 4.4

 

Таблица 4.4 – Данные для определения оптимальной  тарелки ввода колонн

№ п/п	Колонна К-1		Колонна К-2		Колонна К-3
	Номер тарелки	Флегмовое число	Номер тарелки	Флегмовое число	Номер тарелки	Флегмовое число
1	13	3,95	9	3,86	11	2,85
2	14	3,76	10	3,4	12	2,59
3	15	3,7	11	3,2	13	2,43
4	16	3,75	12	3,17	14	2,35
5	17	3,9	13	3,3	15	2,36
6	18	4,19	14	3,59	16	2,42
7	19	4,63	15	4,08	17	2,58

 

Графики для определения оптимального ввода  в колонны изображены на рисунке 4.7-4.9.

 

 

Рисунок 4.7 - График для определения оптимального ввода в колонну К-1

 

 

Рисунок 4.8 - График для определения оптимального ввода в колонну К-2

 

Рисунок 4.9 - График для определения оптимального ввода в колонну К-3

На основании  проведенных расчетов и рисунков 4.1-4.9 для колонны определи параметры, приведенные в таблице 4.5

 

Таблица 4.5 – Результаты расчетов оптимального количества тарелок и тарелку  ввода сырья

№ п/п	Наименование параметра	Колонна К-1	Колонна К-2	Колонна К-3
1	Число тарелок	32	24	29
2	Тарелка ввода сырья	15	12	14
3	Флегмовое число	3,70	3,17	2,35

 

 

 

 

 

 

 

5 Расчет основных параметров работы ректификационных колонн

 

При оптимальном  значении тарелок в колоннах и  оптимальной тарелке ввода сырья  пересчитываем колонны и берем  из программы Petro-SIM Express основные параметры (температура, давление, расход пара и жидкости, состав) в зависимости от номера тарелки, при помощи программы Microsoft Exсel построили на основании этих данных зависимости этих параметров от номера тарелки (Рисунок 5.1-5.12)

 

Рисунок 5.1 – Температура на тарелках колонны  К-1

 

Рисунок 5.2 – Давление на тарелках колонны  К-1

 

Рисунок 5.3 – Расходы жидкости и паров  на тарелках колонны К-1

 

 

Рисунок 5.4 – Состав компонентов по тарелкам колонны К-1

 

 

 

 

Рисунок 5.5 – Температура на тарелках колонны  К-2

 

 

Рисунок 5.6 – Давление на тарелках колонны К-2

 

 

Рисунок 5.7 – Расходы жидкости и паров  на тарелках колонны К-2

 

 

Рисунок 5.8 – Состав компонентов по тарелкам колонны К-2

 

 

 

Рисунок 5.9 –  Температура на тарелках колонны  К-3

 

 

Рисунок 5.10 – Давление на тарелках колонны К-3

 

 

Рисунок 5.11 – Расходы жидкости и паров  на тарелках колонны К-3

 

 

Рисунок 5.12 – Состав компонентов по тарелкам колонны К-3

 

 

Также из программы  Petro-SIM Express взяли данные о потоках колонн, свели их в таблицу 5.1

 

Таблица 5.1 – Основные данные о потоках  колонн

Имя потока	Доля пара	Температура, °С	Давление, кПа	Расход, кг/с	Состав, мольная доля
					C6H14	C7H16	C8H18	C9H20
Колонна К-1
Сырье	0,5	123,8	150	32	0,20	0,30	0,40	0,10
Фракция С6-С7	1	81,96	80	67,17	0,4000	0,5999	0,0001	0,0000
Фракция С8-С9	0	126,0	95	72,17	0,0000	0,0002	0,8652	0,1346
Колонна К-2
Фракция С6-С7	0	74,03	75	14,30	0,4000	0,5999	0,0001	0,0000
Фракция С6	1	57,68	70	21,75	0,9990	0,0010	0,0000	0,0000
Чистый С7	0	87,13	72	32,33	0,0016	0,9983	0,0001	0,0000
Колонна К-3
Фракция С8-С9	0	125,3	90	17,70	0,0000	0,0001	0,7999	0,2000
Чистый С8	1	112,9	70	46,36	0,0000	0,0001	0,9990	0,0009
Чистый С9	0	138,0	72	51,33	0,0000	0,0000	0,0018	0,9982