Расчет теплового баланса вакуумной колонны

 

Из опытных данных известно что на оро­шение пакетов насадки необхо­димо жидкости в количестве не менее 2 м³/ч∙м² (на сечение колонны) [8]. Из расчетов диаметра, приведенных выше диаметр средней части колонны равен 6,5 м, верхней 3,4 м.

Расчет орошения секции фракционирования.

Расход фракции <360^оС, поступающей на второй пакет с от­борной та­релки:

- принимаем равным 20 т/ч

Расчет орошения секции промывки.

Расход фракции 360-560^оС, поступающей на четвертый пакет с отборной тарелки:

- принимаем равным 60 т/ч

Расход верхнего циркуляционного орошения, по практическим данным, должен быть 6-8 кратным по отношению к количеству фракции <360^оС, выводимой с установки. Принимаем кратность ВЦО равной 7: 17560*7=122920 кг/ч. Температуру ВЦО принимаем равным 60^оС.

 

Расход нижнего циркуляционного орошения, по практическим данным, должен быть 3-4-х кратным по отношению к количеству фракции 360-560^оС, выво­димой с установки. Принимаем кратность НЦО равной 3,5: 166880*3,5=584080 кг/ч. Температуру НЦО принимаем равным 200^оС.

 

Рассчитаем энтальпии жидких и парообразных потоков по следующим формулам [14]:

 

Количество тепла на поток рассчитаем по формуле:

 

 

Результаты расчетов представим в таблице 12:

 

 

Таблица 12 Характеристика потоков вакуумной колонны

Поток	Расход, кг/час	Температура, оС	Энтальпия пара Iп, кДж/кг	Энтальпия жидко­сти Iж, кДж/кг	Количество тепла на поток Qi, кВт
ПРИХОД
Мазут-сырье в зону питания			1093,73*0,6863(е)	883,35*0,3137 (1-е)	114192,64
Водяной пар с сырьем			3221,1	-	1073,70
Водяной пар в куб колонны			3266,9	-	3629,89
Орошение 2-го пакета насадки			-	387,95	2155,28
Орошение 4-го пакета насадки			-	651,71	10861,83
Верхнее ЦО	?		-	116,36	?
Нижнее ЦО	?		-	427,07	?
ИТОГО:	131913,34
РАСХОД
Пары верха К-1			151,73	-	101,15
Вод. пар верха К-1			2687,0	-	3881,22
Фракция <360оС			-	387,95	4047,61
Фракция 360-560оС			-	651,71	41072,21
Гудрон			-	861,71	41448,25
Верхнее ЦО	?		-	387,95	?
Нижнее ЦО	?		-	651,71	?
ИТОГО:	90550,45
Избыток тепла:	41362,89

 

Избыток тепла в колонне снимается верхним и нижним циркуляцион­ными орошениями. Принимая, что ВЦО снимает 25%, НЦО – 75% от всего избытка тепла получим следующие расходы орошений (табл. 13):

Таблица 13 Расходы циркуляционных орошений

Поток (расход-приход)	Расход, кг/час	ΔТ,оС	ΔН пара, кДж/кг	ΔН жидкости, кДж/кг	Количество тепла на поток Qi, кВт
Верхнее ЦО			-	271,59	10340,72
Нижнее ЦО			-	224,64	31022,17

 

Для недопущения дальнейшего термического разложения гудрона и снижения отложений кокса в кубовой части колонны гудрон необходимо ох­ладить до температуры, не превышающей 350^оС. Поэтому предусматриваем подачу части охлажденного гудрона – «квенча» с температурой 270^оС в куб колонны. Результат расчета расхода «квенча» в куб колонны представлен в таблице 14:

Таблица 14 Характеристика потоков вакуумной колонны

Поток	Расход, кг/час	Температура, оС	Энтальпия пара Iп, кДж/кг	Энтальпия жидко­сти Iж, кДж/кг	Количество тепла на поток Qi, кВт
ПРИХОД
Гудрон			-	861,71	41448,25
«квенч»			-	582,82	7442,82
ИТОГО:	48891,07
РАСХОД
Продолжение таблицы 14
Гудрон			-	803,2	38633,92
«квенч»			-	803,2	10257,15
ИТОГО:	48891,07