Phương trình cân bằng nhiệt trên toàn tháp như sau: F.hF + QR = D.hD + W.hB + QC
Trong đó:
QR: tải nhiệt nồi tái đun đáy (KJ/h). Qc: tải nhiệt của bình ngưng (KJ/h).
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 93 SVTH: Hoàng Trung Kiên
F, W, D: lần lượt là lưu lượng của nguyên liệu, sản phẩm đáy, sản phẩm đỉnh (Kmol/h).
hF, hW, hD: entanpy của nguyên liệu, sản phẩm đáy và đỉnh. Hình 6.2. Sơ đồ dòng đáy tháp Ta có D.hD = 1265.88870 = 112420550 KJ/h QC = 13767690 KJ/h Hw = 128600 KJ/Kmol. Vậy W.hW = 1244.128600 = 157739200 KJ/h HF = 115700 KJ/Kmol. Vậy F.hF = 2508.115700 = 290175600 KJ Vậy tải nhiệt của nồi tái đun là:
QR = D.hD + W.hW + QC – F.hF QR = 3,161.107 KJ/h
6.5.2.1. Tính chất của dòng hơi V32. ● Lưu lượng dòng hơi V32
Dựa vào kết quả mô phỏng trong Hysys ta có :
Lưu lượng dòng lỏng ở đáy tháp : L31 = 3501 Kmol/h.
Lưu lượng dòng hồi lưu nóng vào đáy tháp : V32 = 2257 Kmol/h. Lưu lượng dòng sản phẩm thu được ở đáy tháp : W = 1244 Kmol/h.
31
L31
V32
QR
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 94 SVTH: Hoàng Trung Kiên
Vậy ta có chỉ số hồi lưu nóng của Reboiler : ● Khối lượng riêng ρV32
Ta xem nhiệt độ và áp suất của dòng hơi V32 bằng nhiệt độ và áp suất của Reboiler ta có:
T32 = TReb = 730C P32 = PReb = 1920 Kpa
Thành phần mol ở đáy tháp được tính theo bảng 6.4 tài liệu này
Theo bảng ( 3.1) trang 43, [5] ta lập được bảng sau:
Bảng 6.15. Khối lượng riêng của hơi V32.
Chất XBi ki Yi=K.xi Mi TCi(0R) PCi (psi) xi.TCi xi.PCi Mi.xDi C1 0,0000 0,0000 0,0000 16,0460 343 666 0,0000 0,0000 0,0000 C2 0,0100 2,7279 0,0273 30,0700 550 707 5,5000 7,0700 0,3007 C3 0,5941 1,2736 0,7566 44,0970 666 617 395,6706 366,5597 26,1980 i-C4 0,1261 0,7307 0,0921 58,1230 734 528 92,5574 66,5808 7,3294 n-C4 0,1537 0,6002 0,0923 58,1230 765 551 117,5805 84,6887 8,9337 i-C5 0,0489 0,3431 0,0168 72,1500 829 491 40,5381 24,0099 3,5282 n-C5 0,0341 0,2945 0,0100 72,1510 845 489 28,8145 16,6749 2,4603 C6 0,0331 0,1481 0,0049 86,1870 913 437 30,2203 14,4647 2,8528 C7 0,0000 0,0000 0,0000 100,205 972 397 0,0000 0,0000 0,0000 Tổng 1,0000 710,8814 580,0487 51,6031
Tại điều kiện Reboiler 730C (6230R) và 1920 Kpa (278,5Psi), ta có:
Theo công thức ( III.6) trang 60, [8] ta có:
Nhiệt độ rút gọn của hỗn hợp hơi V32.
Áp suất rút gọn của hỗn hợp hơi V32.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 95 SVTH: Hoàng Trung Kiên
Hệ số chịu nén ở áp suất cao là : Z = 0,72
Từ công thức ( III.8) trang 63, [8] ta có :
Khối lượng riêng của hơi V32 đáy là : : Với : Pđáy = 278,5 Psi = 1,92 Mpa (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
R = 0,00831 T= 73oC = 3460K.
Vậy : = 47,86 kg/m3
6.5.2.2. Tính chất của dòng lỏng L31
● Lưu lượng
Lưu lượng của dòng lỏng L31 là: L31 = 3501 Kmol/h ● Khối lượng riêng của dòng lỏng L31
Ta xem nhiệt độ và áp suất của dòng lỏng L31 bằng nhiệt độ và áp suất của dòng lỏng đáy tháp ta có:
T32 = Tđáy = 660C P32 = Pđáy = 1910 Kpa
Từ thành phần mol ở đáy tháp được tính theo bảng (3.3) trang 2 ta có :
Theo bảng trang 26, [6] ta tra được các giá trị Tci và Pci như sau:
Bảng 6.16. Khối lượng riêng của lỏng L31
Cấu tử Tci Pci xi Mi Mi.xi Pci.xi Tci.xi Vi m3/kmol Vi.xi C1 190,56 4599 0,0000 16,046 0,0000 0,0000 0,0000 0,0500 0,0000 C2 305,41 4880 0,0100 30,070 0,3007 48,8000 3,0541 0,0841 0,0008 C3 369,77 4240 0,5941 44,097 26,1980 2518,9840 219,6804 0,0869 0,0516 i-C4 407,82 3640 0,1261 58,123 7,3294 459,0040 51,4261 0,1032 0,0130 n-C4 425,10 3784 0,1537 58,123 8,9337 581,6008 65,3379 0,1032 0,0159 i-C5 460,35 3381 0,0489 72,150 3,5282 165,3309 22,5111 0,0995 0,0049 n-C5 469,65 3365 0,0341 72,1510 2,4603 114,7465 16,0151 0,0995 0,0034 C6 506,4 3030 0,0331 86,1870 2,8528 100,2930 16,7618 0,1156 0,0038 C7 539,2 2740 0,0000 100,205 0,0000 0,0000 0,0000 0,1143 0,0000 Tổng 51,6031 3988,7592 394,7864 0,0934
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuChuyên ngành Hoá dầu 96 SVTH: Hoàng Trung Kiên
Ta có : mix = Mi.xi /(Vi.xi) =51,6031/0,0934 = 552,4957 kg/m3.
Xét hỗn hợp ở trạng thái 1 ở điều kiện nhiệt độ 150C và hỗn hợp ở trạng thái 2 lỏng ( saturation)
+ Ở trạng thái 1 ta có :
TR1=( 15 + 273) / 318,2820 = 0,9049 PR ( saturation)
Dựa vào đồ thị ( 2.21) trang 29, [6] ta có : Hệ số C1 = 0,7150 + Ở trạng thái 2 ta có :
TR2 = ( 66 + 273) / 318,2820 = 1,065 PR2 = 1910/3988,7592 = 0,4788
Dựa vào đồ thị ( 2.21) trang 29, [6] ta có : Hệ số C2 = 0,582
Từ công thức Hankinson – Brobst – Thomson, trang 28 ,[6] ta có :
Khối lượng riêng của dòng lỏng L31 là :
L31 = mix ( C2/C1) = 552,4957.( 0,582/0,7150) = 450 kg/m3
Tóm lại
- Lưu lượng của lỏng L31 : L31 = 3501 Kmol/h
- Khối lượng riêng của lỏng L31 : ρL31 = 450 Kg/m3