Общее количество тепла, вводимого в колонну, составит

Тепло выводится из колонны (см. рис. 4.12):

1) с парами ректификата (Q_D, Вт или кДж/ч)

2) с жидким остатком (Q_R, Вт или кДж/ч)

3) с верхним орошением (Qcp, Вт или кДж/ч).

Общее количество тепла, выводимого из колонны, составит

Подставляя полученные значения в равенство (4.8), получают

(4.9)

или

(4.10)

где - массовая доля отгона; -энтальпия паров и жидкой части сырья при температуре входа в колонну, кДж/кг; t₀ - температура нагрева сырья; - энтальпия паров ректификата при температуре верха колонны, кДж/кг; - энтальпия жидкого остатка при температуре низа колонны, кДж/кг.

Пример 4.11. В ректификационную колонну подают G_н = 351800 кг/ч нефти, нагретой до t = 360°С ( = 0,875) и G_в = 9490 кг/ч водяного пара (П = 0,3 МПа, t = 400^oC). В результате ректификации получают G_б = 28,6 т/ч бензиновой фракции ( = 0,712), G_к = 60 т/ч керосиновой ( = 0,776), G_д = 63,3 т/ч фракции дизельного топлива ( = 0,8553) и G_м = 199,9 т/ч мазута ( = 0,9672). Определить необходимую массу подаваемого в колонну циркуляционного орошения. Температурный режим колонны дан на рис. 4.13.

При составлении теплового баланса следует учесть тепло, вносимое водяным паром, поступающим из отпарных колонн: фракции дизельного топлива 1266 кг/ч и керосиновой фракции 1200 кг/ч. Кроме того, за счет подачи водяного пара в низ колонны от мазута отпаривается 5300 кг/ч бензиновой, 8800 кг/ч керосиновой и 8800 кг/ч дизельной фракции.

Решение. Составляют тепловой баланс по секциям и данные вносят в таблицы.

Разность между теплом, входящим в секцию бензиновой фракции и выходящим из нее

= 94 164 000 - 69 440 000 = 24 724 000 кДж/ч

Таким образом, в бензиновой секции избыток тепла 24724 × 10³ кДж/ч следует снимать орошением, масса которого составляет

Рис. 4.13. Схема колонны к примеру 1:

I - нефть; II – бензин и водяной пар; III – керосин; IV – дизельное топливо; V – водяной пар; VI – мазут.

I. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС СЕКЦИИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА – КОНТУРА А (см. рис.4.13)

Продукт	Взято	Продукт	Получено
t, oC	G, кг/ч	I, кДж/кг	Q, кДж/ч	t, oC	G, кг/ч	I, кДж/кг	Q, кДж/ч
Сырье паровая фаза- фракции бензиновая керосиновая дизельная жидкая фаза- мазут Водяной пар	- - -				Жидкая фаза- мазут Паровая фаза – фракции бензиновая керосиновая дизельная Водяной пар	- - -
Итого….	-	-	-		Итого….	-	-	-

II. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС СЕКЦИИ КЕРОСИНОВОЙ ФРАКЦИИ – КОНТУРА Б (см. рис.4.13)

Продукт	Взято	Продукт	Получено
t, oC	G, кг/ч	I, кДж/кг	Q, кДж/ч	t, oC	G, кг/ч	I, кДж/кг	Q, кДж/ч
Паровая фаза- фракции бензиновая керосиновая дизельная Водяной пар снизу атмосфер- ной колонны из отпарной секций	- -				Паровая фаза – фракции бензиновая керосиновая Жидкая фаза- ди- зельная фракция Водяной пар	-
Итого….	-	-	-		Итого….	-	-	-

III. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС СЕКЦИИ БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ – КОНТУРА В (см. рис.4.13)

Продукт	Взято	Продукт	Получено
t, oC	G, кг/ч	I, кДж/кг	Q, кДж/ч	t, oC	G, кг/ч	I, кДж/кг	Q, кДж/ч
Паровая фаза- фракции бензиновая керосиновая Водяной пар снизу колонны из отпарной ко-лонны	- -				Паровая фаза –бен- зиновая фракции Жидкая фаза- ке- росиновая фрак- ция Водяной пар
Итого….	-	-	-		Итого….	-	-	-

Температуру острого орошения принимают равной 40°С. В первых двух секциях избыточное тепло необходимо снять циркуляционным орошением. Последнее рекомендуется вводить в колонну на 1-2 тарелки выше вывода его из колонны. Принимают в колонне одно циркуляционное орошение с температурой вывода t₁ = 240°С и ввода t₂ = 85°С. Энтальпия равна = 574 кДж/кг, =175 кДж/кг. Этим орошением необходимо снять следующее количество тепла:

Масса циркуляционного орошения составляет