Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 [ 68 ] 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

фактором и числом теоретических тарелок, определяемая уравнением (VI. 16), представлена графически на рис. VI-9. Этот же график, как будет показано далее, может быть использован и для расчета процесса десорбции.

Абсорбция жирных газов. При абсорбции жирных газов количество извлекаемых компонентов относительно велико, что обусловливает более значительное изменение потоков и температур по высоте аппарата, приводит к изменению абсорбционных факторов и степени извлечения компонентов. В этой связи расчет абсорбции жирных газов должен проводиться с учетом изменения основных параметров процесса.

При расчете процесса абсорбции в качестве исходного уравнения используем уравнение (VI.10). Для однотарельчатого абсорбера (N = 1) получим уравнение (VI.11). При N = 2 из уравнения (VI.10) находим

Подставив в это уравнение выражение для У, из уравнения (VI. 15), получим

А, +1V3 +А,АоУо

7=1-1-. (VI.18)

AjA, +А, +1

Для абсорбера с тремя теоретическими тарелками (N = 3) из уравнения (VI. 10) получим

1+А3

Заменив в этом уравнении его выражением из уравнения (VI. 18), после преобразований получим

AjA, +А2 +1 К4 +А2А,АоУо

А3А2А, +А3А2 +А3 +1

Продолжив процесс получения аналогичных уравнений при дальнейшем варьировании числа тарелок в абсорбере, находим следующее уравнение для N-тарельчатого абсорбера:

Ys =

/ V

AnAn-\+NN-1 -2 +- + A+i

(VI. 19)

Чтобы исключить из уравнения (VI. 19) концентрацию газа, покидающего N-ю тарелку абсорбера, используем уравнение (VI.8) общего материального баланса

N+1 ~ 1 + AqYq

Aj,-Aj-i +Aj,-"Aj+-+Aj,+1

откуда получим вьфажение для коэффициента извлечения

*n+1 nn-l • • • l + NN-1 • • • A2 + • • + A + 1

fAf+IAf+l NN-1 + AsAs-i • • • A2 + • • • + A + 1

(VI.20)

Второй член в правой части уравнения (VI.20) отражает влияние качества подготовки абсорбента на значение коэффициента извлечения. При Уо = О, т.е. в случае отсутствия в абсорбенте извлекаемых компонентов, получаем максимальный коэффициент извлечения ф, который при У, -> О стремится к единице.

При Aj = А из уравнения (VI.20) можно получить уравнение (VI. 16).

Для использования уравнения (VI.20) необходимо знать значения факторов абсорбции Aj на каждой тарелке абсорбера, которые зависят от характеристик газа и абсорбента в соответствующих сечениях аппарата и могуг быть получены в результате расчета процесса абсорбции. Для инженерных расчетов Хортон и Франклин предложили долю поглощения принимать постоянной на всех тарелках абсорбера, а изменение температуры по высоте аппарата - пропорциональным сокращению массы газового потока. Эти допущения сводятся к уравнениям

где и fо ~ температуры абсорбента соответственно на выходе и входе в абсорбер.

Эти уравнения, имеющие приближенный характер, позволяют при соответствующих температурах и давлении в аппарате рассчитать потоки газа и жидкости, а также константы равновесия по сечению аппарата. Используя их, можно определить факторы абсорбции А на каждой тарелке абсорбера и для каждого компонента газовой смеси, состав газа на выходе из аппарата и общее извлечение соответствующих компонентов газовой смеси.

Для предварительных расчетов можно пользоваться уравнением (VI. 16), в котором среднюю величину фактора абсорбции определяют из выражения

А=А\а, -Hi)-и о, 25-о, 5.

При расчете процесса абсорбции обычно задаются коэффициентом извлечения этана или пропана, а затем определяют другие параметры процесса и извлечение остальных компонентов газовой смеси.

РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ДЕСОРБЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ

Поглощенные при абсорбции компоненты газовой смеси выделяют из абсорбента путем десорбции.

Для расчета многокомпонентной десорбции используют уравнения, аналогичные тем, которые получены для абсорбции, заменяя фактор абсорбции

на фактор десорбции

S. =i=-i . (VI.21)

Нетрудно установить (см. рис. VI-2), что в этом случае основные расчетные уравнения для абсорбции, включая график, приведенный на рис. VI-9, могут быть использованы и для расчета десорбции. Так, в случае обработки сухого газа эффективность десорбции

а коэффициент извлечения при десорбции

Ф = е

1 Хр

(VI.23)

м+l;

Усредненный фактор десорбции

График, отвечающий уравнению (VI.22), приведен на рис. VI-9; вместо А следует подставлять S, а вместо е использовать е.

В вышеприведенных уравнениях для расчета десорбции Xq отвечает концентрации извлекаемого при десорбции компонента в отпаривающем агенте, находящемся в состоянии равновесия. При применении водяного пара используют значения Xq = О и е = ф.

При заданных давлении, температуре и расходе отпаривающего агента из уравнения (VI.22) можно определить число теоретических тарелок в десорбере: