Материальные и энергетические балансы блока разделения

Давления в колоннах

Давление газообразного азота на выходе из установки Р=0.125 МПа.

Общее сопротивление на линии выходящего азота.

Р =0.02 МПа.

Давление газообразного азота на выходе из верхней колонны Р=0.145 МПа.

Давление в кубе верхней колонны Р=0.145+0.02=0.165 МПа.

При давлении 0.165 МПа температура кипения жидкого кислорода Т=91.5 К. Зная температурный напор в конденсаторе-испарителе Т=3 К, находим температуру конденсации азота Т=91.5+3=98.1 К Находим давление конденсации азота в конденсаторе-испарителе Р=0.68 МПа.

Давление в кубе нижней колонны Р=0.68+0.01=0.69.

Сопротивлением на линии поступления воздуха в нижнюю колонну пренебрегаем.

Определение количества перерабатываемого воздуха и доли продуктов разделения

Производительность установки ПК =300 кг/ч технического кислорода.

ПК =300 кг/ч = 300/ О2 =300/1.314=228 м3/ч ,.

Где возд =1.314 кг/ м3 = 0.041 кмоль/ м3 -плотность кислорода при температуре 293 К и давление 760 мм.рт.ст.

Минимальное количество перерабатываемого воздуха, необходимое для обеспечения данной производительности составляет:

Вmin= ПК /К =228/0.082 =2780 м3/ч. (4.1).

Расчетное количество перерабатываемого воздуха с учетом 5%потерь в коммуникациях, на продувки и 5% потерь на колебания производительности компрессора :

В= Вmin /0.9 =2780/0.9=3089 м3/ч. (4.2).

Для обеспечения требуемой производительности выбираем компрессор типа 4 ВМ — 55/71, производительность компрессора 3300 м3/ч.

Минимальное количество перерабатываемого воздуха с учетом потерь его в коммуникациях, на продувку и колебания производительности компрессора принимается равным 90% от номинального количества В'=0.9*3300=2970 м3/ч.=(2970*0.041)/3600=0.0338 кмоль/с.

Максимальная производительность установки по жидкому кислороду.

KL =К*В*1.314.

KL=0.082*2970*1.314=320 кг/ч. (4.3).

Доля продукционного азота при расчетном количестве перерабатываемого воздуха А=Па/В, (4.4).

Где Па=1470 м3/чпроизводительность установки по азоту;

А=1470/2970=0.4949.

Доля фракции.

1=Ф+К+А; (4.5).

Ф=1-К-А;

Ф=1−0.082−0.4949=0.4231.