Выдержка из работы:
Определить основные параметры и технологический режим абсорбера, состав отходящих газов и жидкости установки выделения бензина.
На установку подаётся газ при температуре 16 С и давлении 0,1 МПа в количестве 531850 м3/сутки. Состав газа: метан - 83%; этан - 8,41%; пропан - 4,76%; бутан - 2,5%; пентан - 0,76%, остальное - гексан. В абсорбер подаётся 423314 л/сутки масла со средней молекулярной массой 161 и плотностью 0,836 г/см3. Остаточным содержанием углеводородов в масле можно пренебречь. Степень извлечения пентана и гексана составляет почти 100%. Абсорбер работает при средней температуре 31 С и избыточном давлении 3,24 МПа. Эффективность тарелки составляет 20%. Если расчет производится вручную, можно принять, что метан и этан являются неабсорбируемыми компонентами. Разделение пропана, бутана, пентана и гексана рассчитать на основе понятия о «ключевом компоненте» как бинарную смесь.
РАСЧЕТ АБСОРБЕРА
1. Определим количество гексана в смеси:
у = 100-?уi = 100-(85+8,41+4,76+2,5+0,76) = 0,57 %
2. Определим состав исходного газа:
уi М М·уi усi = Мi·уi/?(Мi·уi) Vi, м3/ч Gi, м3/ч
Vi·Мi/22,4
СН4 0,83 16 13,28 0,6515 1392,15 13137,96
С2Н6 0,0841 30 2,523 0,1238 1863,69 2496,013
С3Н8 0,0476 44 2,0944 0,1027 1054,84 2072,01
С4Н10 0,025 58 1,45 0,0711 554,01 1434,49
С5Н12 0,0076 72 0,5472 0,0268 168,42 541,35
С6Н14 0,0057 86 0,4902 0,0241 126,31 484,94
? 1,00 20,3848 1,00 22160,42 20166,76
?Vi = 531850 м3/сут = 22160,42 м3/ч
3. Определим состав продуктов на выходе из абсорбера:
По условиям задачи на выходе из абсорбера состав:
жидкой фазы: масло+0,2С3Н8+0,2С4Н10+С5Н12+ С6Н14
газовой фазы: СН4+ С2Н6+0,8С3Н8+0,8С4Н10
уi г уi ж
СН4 0,83 -
С2Н6 0,0841 -
С3Н8 0,039 0,0086
С4Н10 0,02 0,005
С5Н12 - 0,0076
С6Н14 - 0,0057
По условию задачи жидкую фазу рассчитывают как бинарную смесь, состоящую из смеси масли и С3Н8.
4. Определим концентрацию С3Н8 в поглотителе и газе:
в поглотителе в газе
х1 = 0 Y1 = уС3Н8/(1- уС3Н8) = 0,0476/(1-0,0476)=0,0499
Y2 = Y1/(1- ?) = 0,0499/(1-0,2)=0,039
5. Определить расход инертной части газа
GИн = Gн(1-? уi ж)=163,117(1-0,0269) = 158,73 кг/с
Gн = 531850/24 = 22160,42 м3/ч/3600=6,16 м3/с
При нормальных условиях:
?0Н = Мсм/ 22,4 = 20,3848/22,4 = 0,91 кг/м3,
при рабочих условиях:
?Н = ?ОНТ0Р/(ТР0) = 0,91·273·3,24·106/((273+31)·0,1·106) = 26,48 кг/м3.
Gн = 6,16·26,48 = 163,117 кг/с
6. Производительность абсорбера по поглощаемому компоненту
М = GИн(Y1- Y2)=158,73 (0,0499-0,039) = 1,73 кг/с
7. Определим концентрацию С3Н8 в масле на выходе из колонны:
Из уравнения мат. баланса:
М= L(х2-х1)=G(у2-у1)> х2=(М/ L)+ х1=(1,73/4,064)+ 0 = 0,42
8. Расход инертной фазы (для СН4).
С помощью уравнения Генри (1) строим диаграмму и наносим на нее рабочую линии процесса абсорбции:
,
где = 34,64·106 мм рт. ст. = 4617,5 МПа константа Генри для СН4
0,028 = 16?4617,5 /{161?3,24[16/161 + ?(1 – 4617,5/3,24)]}.
Решая это уравнение, получим = 1,53·10-5 кг/кг.
Уравнение рабочей линией при минимальном расходе масла mmin:
mmin = tg?min =
...........................................