2.2.1 Материальный баланс окислительной колонны

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