UNIVERSITATEA PETROL I GAZE DIN PLOIETI FALCULTATEA: TEHNOLOGIA PETROLULUI I PETROCHIMIE SPECIALIZAREA: PRELUCRAREA PETROLULUI SI PETROCHIMIE

PROIECT DE SEMESTERPROCESE TRANSFER DE MASA

PROIECTAREA TEHNOLOGIC A UNEI INSTALAII DE FRACIONARE MULTICOMPONENT

Conductor de proiect:Profa. ELENA MIRELA FENDU Efectuat:VU VAN VIETStudent anul IV, grupa 3162

Ploieti 2015

CUPRINS

TEMA3SCHEMA INSTALATIEI DE FRACTIONARE MULTICOMPONENT41.CALCULARE DISTRIBUTIEI COMPONENTELOR LA COLOANE DE FRACTIONARE52.CALCULARE PARAMETRILOR DE REGIM AL COLOANA I52.1.Determinare profil temperatura al coloana I62.2.Determinare bilantul material al coloana I63.CALCULARE PARAMETRILOR DE REGIM AL COLOANA II73.1.Determinare profil temperatura al coloana II73.2.Determinare bilantul material al coloana II84.CALCULARE PARAMETRILOR DE REGIM AL COLOANA III84.1.Determinare profil temperatura al coloana III94.2.Determinare bilantul material al coloana III95.DETERMINARE DIMENSIUNELE COLOANEI DE FRACTIONARE106.SARCINILE TERMICE ALE CONDENSATOARELOR I REFIERBTOARELOR11SCHEMA TEHNOLOGICA SI AUTOMATIZAREA A INSTALATIE......12BIBLIOGRAFIE13

TEMA: PROIECTAREA TEHNOLOGICA A UNEI INSTALATII DE FRACTIONARE MULTICOMPONENTDatele de intrare:Alimentare:- Compoziie:ComponentiC2C3iC4nC4iC5nC5

Fractii masice0,10,190,110,250,20,15

- Debit: 8,7 t/h.- Alimentarea primei coloane se va considera la punct de fierbere.Condiii de operare:- Temperatura n vasele de reflux: 40- Distribuia componenilor cheie:Coloana I:Componeni cheie: uor: nC4 greu: iC5Grade de recuperare: uor: 0,96 greu: 0,96Coloana II:Componeni cheie: uor: iC4 greu: nC4Grade de recuperare: uor: 0,95 greu: 0,97Coloana III:Componeni cheie: uor: C3 greu: iC4Grade de recuperare: uor: 0,95 greu: 0,97

Se cere s se determine:

Bilanurile materiale pe cele trei coloane i gradele de recuperare a componenilor; Parametrii de operare; Necesarul de echilibre teoretice; Diametrul i nlimea coloanelor; Sarcinile termice ale condensatoarelor i refierbtoarelor; Necesarul de ageni termici.

Se va alctui schema tehnologic i de automatizare a instalaiei.

SCHEMA INSTALATIEI DE FRACTIONARE MULTICOMPONENT

CALCULARE DISTRIBUTIEI COMPONENTELOR LA COLOANE DEFRACTIONAREDin datele de intrare cu debitul de alimentare, fraction masic si gradul de recuperare pentru fiecare coloana se obtine:CompMix fifiD1iB1iD2iB2iD3iB3i

C2300,1870870087008700,000

C3440,19165316530165301570,3582,650

iC4580,119579570909,1547,8527,275881,876

C4580,25217520888762,642025,360,00062,640

iC5720,2174069,61670,4069,60,0000,000

C5720,15130501305000,0000,000

Total187005637,63062,43494,792142,812467,621027,17

CALCULARE PARAMETRILOR DE REGIM AL COLOANA I Se contruieste un flux cu debitul componentelor fluxului D1 , alegem temperatura 40oC si alimentare la punct de fierbere, da Run. Ne obtinem presiunea in separator Ps = 16,483 bar Se presupune Se calculeaza

Se contruieste un shortcut cu urmatoare parametrii:+ Alimentare cu PA = 17,90 bar si la punct de fierbere.+ Specifica gradul de recuperare, estimate fluxului produselor si presiuni lor. Se obtine coloana cu specificare:

Nr talereTalere de alimR/RminM/MminRatie de reflux

17102,501,4912,104

Se contruieste coloana de distilare cu numarul de talere 16 si alimentare la talerul 10 Se introduce datele fluxului de alimentare, cu presiune = 17,90 bar Se introduce profil de presiune in coloana, estima debitul produselor Se completeaza specificare cu gradul de recuperare ale componente usor si greu. Run.1. Determinare profil temperatura al coloana I

Determinare bilantul material al coloana ICOLOANA I

CompIntrare (kg/h)Iesire (kg/h)Intrare (kmol/h)Iesire ( kmol/h)

FiDiBiFiDiBi

C2870869,9980,00228,93328,9330,000

C316531652,730,27037,48637,4800,006

iC4957947,2179,78316,46516,2970,168

nC421752088,02886,97237,42035,9241,496

iC5174069,5861670,41424,1160,96523,152

nC5130519,181285,82018,0870,26617,821

5646,7403053,260119,86442,644

Total87008700162,508162,508

CALCULARE PARAMETRILOR DE REGIM AL COLOANA II Se contruieste un flux cu debitul componentelor fluxului DIS_2 , aleg temperatura 40oC si alimentare la punct de fierbere. Ne obtim presiunea in separator Ps = 22,86 bar Se presupune Se contruieste un shortcut cu urmatoare parametrii:+ Alimentare cu temperatura si presiune obtinut de la fluxul DIS_1+ Specifica gradul de recuperare, estimate fluxului produselor si presiuni lor. Se obtine coloana cu specificare:

Nr talereTalere de alimR/RminM/MminRatie de reflux

63361,5001,6395,025

Se contruieste coloana de distilare cu numarul de talere 63 si alimentare cu fluxul DIS_1 la talerul 10 Se introduce profil de presiune in coloana, estima debitul produselor, Se completeaza specificare cu gradul de recuperare ale componente usor si greu; Run.

Determinare profil temperatura al coloana II

Determinare bilantul material al coloana IICOLOANA II

CompIntrare (kg/h)Iesire (kg/h)Intrare (kmol/h)Iesire ( kmol/h)

FiDiBiFiDiBi

C2869,998869,9980,00028,93328,9330,000

C31652,731652,7300,00037,48037,4800,000

iC4947,217899,85447,36316,29715,4820,815

nC42088,02862,1412025,88735,9241,06934,855

iC569,5860,00069,5860,9650,0000,965

nC519,180,00019,1800,2660,0000,266

3484,7232162,01682,96436,900

Total5646,7395646,739119,864119,864

CALCULARE PARAMETRILOR DE REGIM AL COLOANA III Se contruieste un flux cu debitele componentelor fluxului DIS_3 , aleg temperatura 40oC si alimentare la punct de fierbere. Ne obtim presiunea in separator Ps = 28,836 bar Se presupune Se contruieste un shortcut cu urmatoare parametrii:+ Alimentare cu temperatura si presiunea obtinut de la fluxul DIS_2+ Specifica gradul de recuperare, estimate fluxului produselor si presiunii lor. Se obtine coloana cu specificare:Nr talereTalere de alimR/RminM/MminRatie de reflux

23161,5001,7752,211

Se contruieste coloana de distilare cu numarul de talere 23 si alimentare cu fluxul DIS_2 la talerul 16; Se introduce profil de presiune in coloana, estima debitul produselor; Se completeaza specificare cu gradul de recuperare ale componente usor si greu. RunDeterminare profil temperatura al coloana III

Determinare bilantul material al coloana III

COLOANA III

CompIntrare (kg/h)Iesire (kg/h)Intrare (kmol/h)Iesire ( kmol/h)

FiDiBiFiDiBi

C2869,998869,7660,23328,93328,9250,008

C31652,7301570,09982,63137,48035,6061,874

iC4899,85426,932872,92115,4820,46415,018

nC462,1410,15061,9911,0690,0021,067

iC50,0000,0000,0000,0000,0000,000

nC50,0000,0000,0000,0000,0000,000

2466,9471017,77664,99717,967

Total3484,7233484,72382,96482,964

DETERMINARE DIMENSIUNELE COLOANEI DE FRACTIONARE

ZoneNr. De talereDiametru (mm)Distanta dintre talere (mm)

Coloana IZona de rectificare2---101372609,6

Zona de stripare11---161524609,6

Coloana IIZona de rectificare2---361219609,6

Zona de stripare37---621372609,6

Coloana IIIZona de rectificare2---161067609,6

Zona de stripare16---281067609,6

n funcie de numrul real de talere, nlimea coloanei se estimeaz cu relaia:

= numrul real de talere; s = distana dintre talere; = distana de la primul taler pn la vrf ; = distana de la ultimul taler pn la baz Eficacitatea medie global, , a talerelor dintr-o coloan este definit ca raportul dintre numrul de talere teoretice, i numrul de talere reale ( ).

Col ICol IICol III

1,12910,968451,0671

0,685880,805680,62991

1,64621,20201,6941

(cP)0,086950,085710,06691

0,78890,85510,8353

(m)0,90,80,75

(m)1,31,21

s (m)0,60960,60960,6096

176323

21,54873,67427,534

(m)14,72646,30217,925

Se calculeaza cu relatie OConnell: : vascozitatea fluxului alimentare, se iau din raportul. volativitate relative ale componentilor cheie

SARCINILE TERMICE ALE CONDENSATOARELOR I REFIERBTOARELOR

Condensator (M*Kcal/h)Refierbator (M*Kcal/h)

Coloana I-2,1032,194

Coloana II-1,5241,625

Coloana III-0,5220,574

Necesarul de ageni termici: Apa de recirculare : Temperatura de intrare = 23C Temperatura de iesire = 25C Abur : Presiune : 8 bar Temperatura : 170,61CApa de recircilare (kg/h)Abur (t/h)

Coloana I1051378,84,486

Coloana II761963,63,323

Coloana III261009,71,174

BIBLIOGRAFIE1. Strtul, C., Fracionarea, principii i metode de calcul, Editura Tehnic, Bucureti, 1986.2. Mrinoiu, V., Paraschiv, N., Automatizarea proceselor chimice, vol II, Editura Tehnic, Bucureti, 1992.

4