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

л1/3

1+05

где I* - коэффициент сопротивления при прохождении жидкости через отверстия в полотне тарелки. Значение % связано с коэффициентом расхода при истечении жидкости через отверстие р. соотношением % = При р. = 0,62 получаем значение * = 2,6.

Относительную плотность пены р можно рассчитать по уравнению

р; = 0,43

00362

Сопротивление провальной тарелки можно определить из уравнения

Лр = (2-И)-£2-нДрз, 2(1-т)3

а коэффициент сопротивления сухой тарелки = (l-9j + (0,5+0,4<pJ + i°22f,

где do - диаметр отверстия или ширина щели, м; 8 - толщина тарелки, м.

Критерий Рейнольдса Reo„ определяют по скорости потока в свободном сечении тарелки VVo„ = VV/фо.

Высоту сепарационного пространства Д. определяют в зависимости от величины относительного уноса жидкости с потоком паров по уравнению

Я, = 0.032

(VII. 15)

Коэффициенты т, и m в уравнении (VII.15), учитывающие влияние физических свойств жидкости, определяются по уравнениям (VII.9) и (VII. 10).

Рассчитав высоту пены Я„ и высоту сепарационного пространства по уравнению (VII. 15), определяют расстояние между тарелками Я-

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРА ТАРЕЛЬЧАТЫХ КОЛОНН

В результате технологических расчетов определяют основные параметры процесса ректификации или абсорбции: давление, температуру, жидкостные и паровые (газовые) нагрузки, число тарелок в колонне. Эти данные являются исходным материалом для проведения гидравлических расчетов, обусловливающих выбор размеров основных рабочих сечений колонны и тарелок. Диаметр колонны

Ьк VG

где V - объемный расход паров в рассчитываемом сечении колонны, м/с; G - массовый расход паров в том же сечении, кг/с; W, Сд - соответственно линейная (м/с) и массовая [кг/(мс)] допустимые скорости паров в полном сечении колонны.

Если объемный расход паров V значительно меняется в различных сечениях колонны, то необходимо выполнить расчеты для всех сечений и затем из стандартного ряда внутренних диаметров аппаратов выбрать один (или несколько) диаметров проектируемой колонны. Допустимые скорости 1Уд, Сд определяются типом контактного устройства, принятого для данной колонны.

Допустимую линейную скорость паров в колонне определяют по уравнению

д = 0,85 Ю-С

Рж-Рп

а массовую скорость по уравнению

(VII. 16)

Сд = 0,85-10-С Рп(Рж-рп). (VII.17)

где Сп,„ - коэффициент, величина которого зависит от конструкции тарелки, расстояния между тарелками, массового расхода жидкости и ее поверхностного натяжения.

В уравнениях (VII. 16) и (VII. 17) величина коэффициента

С„,„ = K.KjC, - Кз(Х - 35). (VII. 18)

Коэффициент Ку определяется в зависимости от конструкции тарелки и имеет следующие значения:

Колпачковая тарелка............................................................................................................. 1,0

Тарелка из S-образных элементов................................................................................... 1,0

Клапанная тарелка = 0,04+0,1).................................................................................... 1,15

Ситчатая тарелка {<р„ = 0,04+0,08), струйная тарелка................................................ 1,2

Струйная тарелка с отбойниками................................................................................... 1,4

Для атмосферных колонн при расстоянии между тарелками Я,. > > 350 мм коэффициент = \\ для Вс1куумных колонн с промывным сепаратором в питательной секции = 1 (без сепаратора 0,9), при перегонке пенящихся и высоковязких жидкостей = 0,6; для абсорберов Кг = 1, а для десорберов = 1,13.

Значение коэффициента С, при о > 20-10" Н/м определяют по графику, приведенному на рис. VII-21 (кривые i и 2); при более низких значениях (о < 20-10" Н/м) величину коэффициента С, определяют по уравнению

\ 20-10-

В котором коэффициент С,2о определяют по кривой / и 2 на рис. VII-21.

На этом же рисунке приведены также кривые, полученные при обработке опытных данных для конкретных условий эксплуатации колонн.

Коэффициент Кз для струйных тарелок равен 5, а для остальных 4.

Значение коэффициента А, в уравнении (VII. 18), учитывающего влияние жидкостной нагрузки на производительность колонны, рассчитывают по уравнению

Рис. VII-21. График для определения коэффициента С, при расчете скорости паров в колонне:

/ - кривая максимальных нагрузок для колпачковых тарелок и нормальных рабочих нагрузок для ситчатых, каскадных, клапанных и других аналогичных конструкций; 2 - кривая нормальных рабочих нагрузок для колпачковых тарелок; зависимости: 3 - для вакуумных колонн, работающих без ввода водяного пара и имеющих сетчатые отбойники, стриппинг-секций атмосферных колонн; 4 - для десорберов абсорбционных установок, вакуумных колонн, работающих с вводом водяного пара; 5 - для абсорберов; б - для колонн, в которых при высоких температурах может иметь место вспенивание продукта вследствие его разложения под вакуумом, для колонн, разделяющих вязкие жидкости под вакуумом или высококипящие ароматические фракции, используемые в качестве абсорбентов

1100

250 400

800 Я,, мм

0,655L

Рж - Рп

Vn Р

где 1ж - массовый расход жидкости, кг/ч; V„ - расход паров, м/ч.

Расстояние между тарелками обычно составляет от 0,2 до 0,8 м, а для колонн диаметром 1 м и более при монтаже тарелок через люки - не менее 0,45 м.

Если паровая нагрузка колонны G„ выражена в кг/ч, то с учетом уравнения (VII.17) диаметр колонны можно определить следующим образом:

3600 . 0,85.10-С Ро(Рж-Рц) = G„.

Округлив коэффициент, получим следующее уравнение для расчета диаметра колонны:

D =2

«•\/Рп(Рж -

Для сечений колонн, работающих с большими жидкостными нагрузками 1 > 35 м/(мч) (отгонные части колонн, тарелки в зоне циркуляционного орошения, абсорберы и др.), диаметр колонны находят по уравнению

(оС„.„ + 35)

\/Рп(Рж -(

оСп.„ + 35

Коэффициент Kfy, зависящий от конструкции тарелки, при максимальной рабочей скорости паров в колонне имеет следующие значения для: