Основные технико-экономические показатели процесса риформинга

где ω – скорость пара в колонне, м/с; Sсв – относительная площадь свободного сечения тарелки; hп – высота сливной перегородки, м; ρп и ρж – плотность пара и жидкости, кг/м3; Dж – коэффициент диффузии легколетучего компонента в исходной смеси, определяемый по формуле, м2/с; σ – поверхностное натяжение жидкости питания, Н/м.

Физико-химические константы отнесены к средней температуре в колонне. Предварительно рассчитаем коэффициент диффузии Dж:

В нашем случае: β = 1; μж = 0,29 сП = 0,29.10-3 Па.с; М = МF = 85,14 кг/кмоль; υ = 14,8.3 + 3,7.6 -15 = 96; Т = 88 + 273 = 361 К.

Коэффициент диффузии:

Безразмерные комплексы:

Средний к. п. д. тарелки:

что близко к найденному значению ηl.

Число тарелок:

в верхней части колонны

п’ = п’т / ηl = 6/0,56 = 11

в нижней части колонны

п” = п”т / ηl = 9/0,56 = 16

Общее число тарелок п = 27, с запасом п = 31, из них в верхней части колонны 13 и в нижней части 18 тарелок.

Высота тарельчатой части колонны:

Нт = (п – 1) h = (31 – 1) 0,3 = 9,0 м.

Общее гидравлическое сопротивление тарелок:

Δр = Δр’пв + Δр”пп = 359,6.13 + 411,9.18 = 12089 Па ≈ 0,12 кгс/см2.

 

V. Тепловой расчет установки.

Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе, находим по уравнению:

здесь

где rа и rб – удельные теплоты конденсации бензола  и толуола при температуре 88 0 С.

Расход теплоты, получаемой в кубе-испарителе от греющего пара, находим по уравнению:

здесь удельные теплоемкости взяты соответственно при tD = 83 0 С,tW = 106 0 С и          tF = 92,5 0 С, температура кипения исходной смеси tF = 92,5 0 С определена по              рис. № 2.

Расход теплоты в паровом подогревателе исходной смеси:

здесь удельная теплоемкость исходной смеси                                                             сF = (0,45.0,43 + 0,55.0,42) 4190 Дж/(кг.К) взята при средней температуре                      (92,5 + 18)/2 ≈ 55 0 С.

Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике дистилляте:

здесь удельная теплоемкость дистиллята сD = 0,43.4190 Дж/(кг.К) взята при средней температуре (83 + 25)/2 = 54 0 С.

Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка:

где удельная теплоемкость кубового остатка сW = 0,424.4190 Дж/(кг.К) взята при средней температуре (106 + 25)/2 = 66 0 С.

Расход греющего пара:

а) в кубе-испарителе

где - удельная теплота конденсации греющего пара;

б) в подогревателе исходной смеси

Всего: 0,242 + 0,076 = 0,318 кг/с или 1,1 т/ч.

Расход охлаждающей воды:

а) в дефлегматоре

б) в водяном холодильнике дистиллята

в) в водяном холодильнике кубового остатка

Всего: 0,0065 м3/с или 23,4 м3/ч.