Материальный баланс колонны К-1

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Технологический расчет колонны К-1

Исходные данные

Рис. 6 Принципиальная схема потоков вакуумной колонны К-1.

Часовая загрузка установки по мазуту составит:

где – годовая загрузка установки, кг/ч;

8000 – количество часов ра­боты уста­новки в году;

В колонну поступает 400 000 кг/ч сырья (мазута). Продуктами перегонки являются:

1. Фракция до 360 ^оС (ВДТ).

2. Фракция 350-560 ^оС (ВГО).

3. Фракция 560-КК ^оС (гудрон).

- газы разложения образуются из гудрона (фракции >560^оС), и их коли­чество составляет 0,1 % масс на мазут;

- уловленный нефтепродукт представляет собой легкую бензиновую фракцию (28-180^оС), выделившуюся из фракции <360^оC, и составляет 0,5 % масс. на мазут;

- затемненный нефтепродукт образуется из 50% широкой масляной фракции (ШМФ – 360-560^оС) и 50% гудрона и составляет 10 % масс на ма­зут;

- унос ШМФ с гудроном составляет 10 % масс. от количества ШМФ [11].

Таблица 3 Фракционный состав прямогонного мазута [8]

Показатели	Единицы изме­рения	Значения показателей
Плотность мазута при 20°С	кг/м3
Массовая доля серы	% масс.	2,2
Температура вспышки	оС
Температура застывания	оС
Фракционный состав по ГОСТ 11011-85	Относительная плотность	Содержание фракции, % масс	∑ фракций, % масс.
<360	0,859	4,89	4,89
360-370	0,864	5,07	9,96
370-380	0,869	3,54	13,50
380-390	0,875	3,45	16,95
390-400	0,880	3,33	20,28
400-410	0,885	3,17	23,45
410-420	0,891	2,94	26,38
420-430	0,896	2,88	29,26
430-440	0,901	2,74	32,00
440-450	0,904	2,72	34,73
450-460	0,906	2,70	37,43
460-470	0,916	2,68	40,11
470-480	0,925	2,62	42,73
480-490	0,934	2,60	45,34
490-500	0,945	2,60	47,94
500-510	0,956	2,57	50,51
510-520	0,967	2,49	52,99
520-530	0,974	2,45	55,44
530-540	0,981	2,27	57,71
540-550	0,987	2,02	59,73
550-560	0,990	1,88	61,61
>560	0,992	38,39	100,00

 

Материальный баланс колонны К-1

 

Материальный баланс колонны составляем на основании показателей качества и результатов лабораторных анализов (таблицы 2, 3) для прямогон­ного мазута – сырья уста­новки УВДМ ОАО «Мозыр­ский НПЗ».

Таблица 4 Материальный баланс вакуумной колонны.

ПРИХОД
Компоненты	G,кг/ч	Выход %масс.
Мазут	400 000
РАСХОД
Газы разложения		0,10
Уловленный нефтепродукт		0,50
Фракция <360°С		4,39
Фракция 360-560°С		41,72
Затемненный нефтепродукт		10,00
Остаток >560°С		43,29
Итого:

 

3.1.3 Расчёт доли отгона сырья на входе в вакуумную колонну

 

Рассчитываем долю отгона сырья на входе в колонну.

Пересчитываем выходы компонентов для расчёта доли отгона сырья на входе в колонну по программе «OIL» [12] на основании таблицы 3, и сводим их в таб­лицу 5.

 

Таблица 5 Фракционный состав прямогонного мазута

Фракционный состав	Массовая доля фракции
<360	0,0489
360-400	0,1538
400-450	0,1445
450-500	0,1322
>500	0,5206

 

 

Принимаем:

- количество пара, подаваемого на турбулизацию в змеевики печи, со­ставляет 0,3 % масс. на мазут, т.е 0,003*400000 = 1200 кг/ч;

- температура мазута на входе в колонну составляет 370^оС;

- давление на входе в колонну составляет 10 кПа;

Результаты расчета доли отгона сырья на входе в вакуумную колонну представлены в таблицах 6 – 9:

Pacчeт пpoцecca oднoкpaтнoгo иcпapeния

Иcxoдныe дaнныe:

Pacxoд нeфти или фpaкции G= 400000 Kг/чac

Pacxoд вoдянoгo пapa Z= 1200 Kг/чac

Дaвлeниe пpи oднoкpaктнoм иcпapeнии P= 10 KПa

Teмпepaтуpa oднoкpaтнoгo иcпapeния T= 370 ^C

 

Peзультaты pacчeтa:

Maccoвaя дoля oтгoнa пapoв e1=.6863031983375549

Moльнaя дoля oтгoнa пapoв e=.8401200771331787

Moлeкуляpнaя мacca иcxoднoй cмecи Mi= 575.0810546875

Moлeкуляpнaя мacca жидкoй фaзы Ml= 1128.353637695312

Moлeкуляpнaя мacca пapoвoй фaзы Mp= 469.7898864746094

 

Taблицa 6 Cocтaв жидкoй фaзы

 

╔══════════╤═══════════════╤══════════════╤════════════════╤════════════════╗

║кoмпoнeнты│ мoльн.дoли │ мacc.дoли │ Kмoль/чac │ Kг/чac ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────┼────────────────║

║ 310-360 │ 0.0057455 │ 0.0013618 │ 0.6389 │ 170.8714 ║

║ 360-400 │ 0.0360974 │ 0.0100632 │ 4.0142 │ 1262.7131 ║

║ 400-450 │ 0.0741915 │ 0.0240878 │ 8.2505 │ 3022.5088 ║

║ 450-500 │ 0.1737430 │ 0.0661100 │ 19.3211 │ 8295.4033 ║

║ Ocтaтoк │ 0.7102225 │ 0.8983772 │ 78.9804 │ 112727.2344 ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────┼────────────────╢

║ CУMMA │ 1.0000 │ 1.0000 │ 111.2052 │ 125478.7344 ║

╚══════════╧═══════════════╧══════════════╧════════════════╧════════════════╝

 

Taблицa 7 Cocтaв пapoвoй фaзы

 

╔══════════╤═══════════════╤══════════════╤════════════════╤════════════════╗

║кoмпoнeнты│ мoльн.дoли │ мacc.дoли │ Kмoль/чac │ Kг/чac ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────┼────────────────║

║ 310-360 │ 0.1240708 │ 0.0706289 │ 72.5007 │ 19389.1289 ║

║ 360-400 │ 0.3278187 │ 0.2194995 │ 191.5605 │ 60257.2852 ║

║ 400-450 │ 0.2558827 │ 0.1995382 │ 149.5248 │ 54777.4922 ║

║ 450-500 │ 0.1777082 │ 0.1624085 │ 103.8436 │ 44584.5977 ║

║ Ocтaтoк │ 0.1145195 │ 0.3479248 │ 66.9194 │ 95512.7734 ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────┼────────────────╢

║ CУMMA │ 1.0000 │ 1.0000 │ 584.3491 │ 274521.2813 ║

╚══════════╧═══════════════╧══════════════╧════════════════╧════════════════╝

 

Taблицa 8 Иcxoднaя cмecь

 

╔══════════╤═══════════════╤══════════════╤════════════════╤════════════════╗

║кoмпoнeнты│ мoльн.дoли │ мacc.дoли │ Kмoль/чac │ Kг/чac ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────┼────────────────║

║ 310-360 │ 0.1051530 │ 0.0489000 │ 73.1396 │ 19560.0000 ║

║ 360-400 │ 0.2811783 │ 0.1538000 │ 195.5748 │ 61520.0000 ║

║ 400-450 │ 0.2268340 │ 0.1445000 │ 157.7753 │ 57800.0000 ║

║ 450-500 │ 0.1770742 │ 0.1322000 │ 123.1647 │ 52880.0000 ║

║ Ocтaтoк │ 0.2097605 │ 0.5206000 │ 145.8998 │ 208240.0156 ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────┼────────────────╢

║ CУMMA │ 1.000 │ 1.000 │ 695.5542 │ 400000.0000 ║

╚══════════╧═══════════════╧══════════════╧════════════════╧════════════════╝

 

Taблицa 9 Moлeкуляpныe мaccы, дaвлeния нacыщeныx пapoв и

кoнcтaнт paвнoвecия кoмпoнeнтoв

╔══════════╤═══════════════╤══════════════╤════════════════╗

║кoмпoнeнты│ мoлeк. мacca │ Pi, KПa │ Ki ║

╟──────────┼───────────────┼──────────────┼────────────────║

║ 310-360 │ 267.4337 │ 1.970552E+02 │ 1.970552E+01 ║

║ 360-400 │ 314.5600 │ 8.287190E+01 │ 8.287190E+00 ║

║ 400-450 │ 366.3438 │ 3.147287E+01 │ 3.147287E+00 ║

║ 450-500 │ 429.3438 │ 9.333618E+00 │ 9.333618E-01 ║

║ Ocтaтoк │ 1427.2810 │ 1.471415E+00 │ 1.471415E-01 ║

╚══════════╧═══════════════╧══════════════╧════════════════╝

 

Количество дистиллятов в мазуте составляет около 57 %, следовательно, долю отгона е=0,68 при данных параметрах на входе в колонну считаем удовлетворительной [4].