Расчет диаметра колонны

Для расчета диаметра ректификационной колонны необходимо опреде­лить объемный расход паров (м³/ч) в тех сечениях колонны, где они образу­ются. Объемный максимальный расход паров образуется в точке ввода сы­рья в колонну. [16]

D=1,128* (G_п/V_л)^0,5,

где

G_п – объемный расход паров (углеводородов) и водяного пара, м³/ч

V_л - допустимая линейная скорость паров, м/с.

Объемный расход паров:

G_п = (22,4*Т*0,101*∑ G_i/М_i)/(273*Р*3600),

где

Т – температура системы, К;

Р – давление в системе, МПа;

G_i – расход компонента, кг/ч;

Мi – молярная масса компонента, кг/кмоль.

Объёмный расход паров:

G_п=22,4*643*0,101*(5200/18+584,3491) /(273*0,010*3600)=129,255 м³/ч,

где

Температура в точке ввода сырья 643 K;

Давление в точке ввода сырья 10 кПа;

584,3491 – молярный расход паровой фазы (таблица 7), кмоль/ч;

5200 – общий массовый расход водяного пара, кг/ч;

18 – молярная масса водяного пара, кг/кмоль;

По практическим данным принимаем допустимую линейную скорость паров равную 4 м/с [4]

Диаметр колонны в месте ввода сырья равен:

D =1,128* (129,255/4)^0,5=6,41 м

По ГОСТ 21944-76 (СТ СЭВ 3029-81) диаметр принимается 6,5 м.

Диаметр колонны вверху, определяется аналогично.

Объёмный расход паров:

G_п=22,4*343*0,101*(5200/18+2400/101) /(273*0,0071*3600)= 34,77 м³/ч,

где температура выхода паров 343 K;

давление вверху колонны 7,1 кПа;

2400 – массовый расход паровой фазы (таблица 3.1.1), кг/ч;

101 – молярная масса паровой фазы, кг/кмоль;

5200 – общий массовый расход водяного пара, кг/ч;

18 – молярная масса водяного пара, кг/кмоль;

Диаметр колонны вверху колонны равен:

D =1,128* (34,77/4)^0,5=3,325 м

Диаметр верха колонны принимаем 3,4 м.

Диаметр куба колонны определяем, исходя из количества подаваемого водяного пара:

Объёмный расход паров:

G_п=22,4*673*0,101*(4000/18)/(273*0,013*3600)= 26,483 м³/ч,

где

Температура входа водяного пара 673 K;

Давление в кубе 13 кПа;

4000 – общий массовый расход водяного пара, кг/ч;

18 – молярная масса водяного пара, кг/кмоль;

Диаметр куба колонны равен:

D =1,128* (26,483/4)^0,5=2,9 м

Принимаем диаметр куба колонны 3,0 м.