Материальный баланс окислительной колонны

Пример технологического процесса производства битума

Исходные данные для расчета сведены в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 – Исходные данные для расчета окислительной колонны

Показатель	Условное обозначение	Значение	Единица измерения
Марка получаемого битума		БНД 60/90
Производительность установки по сырью			т/год
Количество дней работы
Температура процесса	t		°С
Давление процесса	P	0,4	МПа
Расход воздуха (принимается от 70 до 130)	ХВОЗД		нм^3/т
Плотность сырья (гудрона)	ρС		кг/м^3
Объемная скорость подачи сырья (принимается от 0,25 до 0,35)	ω	0,3	ч^-1
Температура размягчения битума	tРАЗМ		°С

Таблица 2.3 – Выход битума из гудрона

Выход битума, % масс.	ВБ
Температура размягчения, °С	tРАЗМ

В начале расчета необходимо определить выход битума на исходное сырье (таблица 2.3). Из таблицы 2.3 при температуре размягчения битума БНД 60/90, равной 47 °С, выход битума составляет около 97,232 % масс. на исходный гудрон.

Часовая производительность установки по сырью

Выход готового продукта G_б, кг/ч, рассчитывается по уравнению

, (2.1)

где В_Б – выход битума на сырье, % масс.

Общий расход воздуха G_возд, кг/ч, рассчитывается по уравнению (2.2а), если задан расход воздуха в % масс. на сырье и по (2.2б), если нм³/т:

(2.2а)

где Х_ВОЗД – расход воздуха, % масс.

(2.2б)

где Х_ВОЗД – расход воздуха, нм³/т; 1,293 – плотность воздуха, кг/м³.

Количество азота , кг/ч, рассчитывается по уравнению

(2.3)

Количество кислорода , кг/ч, рассчитывается по уравнению

(2.4)

Количество остаточного кислорода в газах окисления G′_О2, кг/ч, рассчитывается по уравнению

(2.5)

Количество израсходованного кислорода G′′_О2, кг/ч, рассчитывается по уравнению

(2.6)

Далее рассчитывается количество и состав побочных продуктов окисления, выходящих из окисляемого слоя колонны.

Принимается, что на образование СО₂ расходуется 30% масс. кислорода, а на образование воды – 70% масс. Тогда количество образующегося СО₂, кг/ч, определяется по формуле

(2.7)

где и - молекулярные массы диоксида углерода и кислорода соответственно, г/моль.

Количество образующейся воды, кг/ч:

(2.8)

где и - молекулярные массы воды и молекулярная масса кислорода в молекуле воды соответственно, г/моль.

Количество гудрона, пошедшее на образование СО₂ и Н₂О, кг/ч, рассчитывается по уравнению

(2.9)

что составляет

Количество углеводородных газов, образующихся в процессе, принимается равным 1,5 % масс от сырья. Их количество, кг/ч, рассчитывается по уравнению

(2.10)

Жидкие продукты в составе отгона принимаются равными

Х_Ж = 100 – 97,232 – 0,465 – 1,5 = 0,802 % масс. от сырья.

Тогда их количество, кг/ч, составит

(2.11)

Все полученные выше расчетные данные сводятся в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 – Материальный баланс окислительной колонны

Показатель	% масс	кг/с	кг/ч	т/сут	т/год
Приход
Гудрон		8,903	32051,3	769,2	200000,0
Воздух	12,93	1,151	4144,2	99,5	25860,0
Итого	112,93	10,054	36195,5	868,7	225860,0
Расход
Битум	97,23	8,657	31164,2	747,9	194464,4
Азот	9,96	0,886	3191,1	76,6	19912,2
Кислород	0,65	0,058	207,2	5,0	1293,0
Диоксид углерода	0,96	0,085	307,7	7,4	1920,1
Вода	1,83	0,163	587,4	14,1	3665,7
Углеводородные газы	1,50	0,134	480,8	11,5	3000,0
Отгон	0,80	0,071	257,1	6,2	1604,6
Итого	112,93	10,054	36195,5	868,7	225860,0

Дата добавления: 2015-06-27