Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Алкилирование изоалканов алкенами. Учебное пособие
.pdf
71
В табл. 5.7 приведены массовые и объемные количества компонентов загрузки второй секции с учетом изменения плотности серной
кислоты от ее концентрации (см. табл. 5.3, рис. 5.2).
Из табл. 5.7 следует, что отношение объемов катализатора и углеводородов во второй секции равно
.
По сравнению с первой секцией это отношение повысилось за счет некоторого сокращения объема углеводородов и снижения плотности
кислоты.
Таблица 5.7
Загрузка второй секции
Компоненты
Количество
кг/ч
м3/ч
С3Н6 + С3Н
8
С4Н
8
изо-С4Н
10
(свежий)
изо-С4Н
10
(отработанный)
изо-С4Н
10
(рециркулят)
н-С4Н
10
С5Н
12
Алкилат (С8Н18)
Катализатор
Сумма
66
839
1103
233
27283
953+953
39+39
1709
138502
171719
0,1090
1,3
1,92
0,405/
47,5
3,22
0,122
2,39
76,5
133,47
Количество алкилата, образующегося во второй секции, будет та-
ким же, как и в первой:
.
72
Количество свежего изобутана, не вошедшего в реакцию (отра-
ботанного), равно
.
В табл. 5.8 приведен состав углеводородов, покидающих вторую
секцию.
Таблица 5.8
Состав углеводородов, покидающих вторую секцию
Компоненты
Количество
кг/ч
м3/ч
кмоль/ч
С3Н6 + С3Н
8
изо-С4Н
10
(отработанный)
изо-С4Н
10
(рециркулят)
н-С4Н
10
С5Н
12
Алкилат
Сумма
66
233+233
27283
953+953
39+39
1709+1709
33217
0,109
0,810
47,5
3,22
0,122
4,78
56,54
1,52
8
470,4
33
1,08
30
544
Тепловая нагрузка секции. Вычисляется так же, как и для первой
секции:
где G
ал.2
= 1709 кг/ч – количество алкилата, полученного во второй сек-
ции (табл. 5.8).
Количество углеводородов, испаряющихся во второй секции.
При допущении, которое сделано при тепловом расчете первой секции,
найдем количество изобутана, испаренного во второй секции:
73
,
.
Время пребывания смеси углеводородов и кислоты во второй сек-
ции. Полный объем второй секции такой же, как и в первой:
Vp2 = Vp1 = 17 м3. При степени заполнения φ = 0,7 объем смеси углево-
дородов и кислоты будет равен
.
Время пребывания смеси (продолжительность контакта) во вто-
рой секции:
где R2 = 133,47 м3/ч – объем смеси, поступающей во вторую секцию
(табл. 5.7).
Объемная скорость подачи олефинов. Объем кислоты во второй
секции:
.
Объем углеводородов:
.
Объемная скорость подачи олефинов:
.
5 .4. Р а с ч е т т р е т ь е й с е к ц и и
Все определения ведутся по аналогии с расчетом второй секции.
Массовые и объемные количества компонентов загрузки даны
в табл. 5.9.
74
Таблица 5.9
Загрузка третьей секции
Компоненты
Количество
кг/ч
м3/ч
С3Н6 + С3Н
8
С4Н
8
изо-С4Н
10
(свежий)
изо-С4Н
10
(отработанный)
изо-С4Н
10
(рециркулят)
Н-С4Н
10
С5Н
12
Алкилат (С8Н18)
Катализатор
Сумма
66
839
1103
233+233
20961
953+953+953
39+39+39
1709+1709
138502
168331
0,1090
1,3
1,92
0,810
36,5
4,83
0,183
4,78
78
128,43
Отношение объемов катализатора и углеводородов в третьей
секции:
,
,
,
,
,
,
,
75
,
.
5 . 5 . Р а с ч е т ч е т в е р т о й с е к ц и и
Определения ведутся по прежней схеме. Массовые и объемные
количества компонентов загрузки даны в табл. 5.10.
Отношение объемов катализатора и углеводородов в четвертой
секции:
,
,
,
,
,
,
,
.
76
Таблица 5.10
Загрузка четвертой секции
Компоненты
Количество
кг/ч
м3/ч
С3Н6 + С3Н
8
С4Н
8
изо-С4Н
10
(свежий)
изо-С4Н
10
(отработанный)
изо-С4Н
10
(рециркулят)
Н – С4Н
10
С5Н
12
Алкилат (С8Н18)
Катализатор
Сумма
66
839
1103
233+233+233
14639
953+953+953+953
39+39+39+39
1709+1709+1709
138502
164943
0,1090
1,3
1,92
25,4
1,215
6,44
0,244
7,2
78,5
122,3
5 . 6 . Р а с ч е т п я т о й с е к ц и и
Массовые и объемные количества компонентов загрузки даны
в табл. 5.11.
Таблица 5.11
Загрузка пятой секции
Компоненты
Количество
кг/ч
м3/ч
С3Н6 + С3Н
8
С4Н
8
изо-С4Н
10
(свежий)
изо-С4Н
10
(отработанный)
изо-С4Н
10
(рециркулят)
н-С4Н
10
С5Н
12
Алкилат (С8Н18)
Катализатор
Сумма
66
839
1103
233+233+233+233
8317
953+953+953+953+953
39+39+39+39+39
1709+1709+1709+1709
138502
161555
0,1090
1,3
1,92
1,62
14,5
8,05
0,305
9,54
79
116
77
Отношение объемов катализатора и углеводородов в пятой секции:
,
,
,
,
,
,
,
,
.
5 . 7 . М а т е р и а л ь н ы й б а л а н с р е а к т о р а
На основе сделанного ранее посекционного расчета реактора
можно составить его общий материальный баланс (табл. 5.12).
78
Таблица 5.12
Общий материальный баланс реактора алкилирования
Потоки
Расход потока по секциям, кг/ч
Сумма по
реактору,
кг/ч
1 2 3 4 5
Приход:
С3Н6 + С3Н
8
С4Н
8
изо-С4Н
10
(све-
жий)
изо-С4Н
10
(отработанный)
66
839
1103
–
66
839
1103
233
66
839
1103
466
66
839
1103
699
66
839
1103
932
330
4195
5515
–
Изо-С4Н
10
(рециркулят)
н-С4Н
10
С5Н
12
Катализатор
Сумма
33605
953
39
138502
175107
27283
1906
78
138502
171719
20961
2859
117
138502
168331
4639
3812
156
138502
164943
8317
4765
195
138502
161555
33605
4765
195
138502
187107
Расход:
С3Н6 +
С3Н8(пар)
Изо-С4Н
10
(отработанный)
изо-С4Н
10
(рециркулят)
изо-С4Н
10
(испаренный)
н-С4Н
10
С5Н
12
Алкилат
Катализатор
Сумма
66
233
27283
6322
953
39
1709
138502
175107
66
466
20961
6322
1906
78
3418
138502
171719
66
699
14639
6322
2859
117
5127
138502
168331
66
932
8317
6322
3812
156
6836
138502
161943
66
1165
1995
6322
4765
195
8545
138502
161555
330
1165
1995
31610
4765
195
8545
138502
187107
79
5 . 8 . О т н о ш е н и е и з о б у т а н : о л е ф и н ( б у т и л е н )
В табл. 5.13 приведены мольные отношения по каждой секции
и в целом по реактору. Мольные количества изобутана подсчитываются по его массовым количествам, поступающим в каждую из секций
(табл. 5.13).
Таблица 5.13
Отношения изобутан : олефин по каждой секции и реактору
в целом
Номер секции
Количество, кмоль/ч
Отношение
изобутан : олефин
изо-С4Н10
С4Н
8
1
2
3
4
5
По реактору
600
500
390
284
180
675
15
15
15
15
15
75
40
33,3
26
19
12
9
Как следует из табл. 5.13, в секциях горизонтального реактора
поддерживается повышенное отношение изобутан : олефин по сравнению с рекомендуемым 6:1 или 10:1 для вертикальных реакторов. Это
приводит к уменьшению выхода побочных продуктов реакции и к относительному снижению расхода циркулирующего изобутана.
5 . 9 . Р а з м е р ы р е а к т о р а
Объем отстойной зоны реактора. В этой зоне происходит раз-
деление выходящих из пятой секции реактора углеводородов и серной
кислоты.
Зная массовые количества жидких компонентов, покидающих
пятую секцию (табл. 5.12), и их плотности, найдем объемное коли-
80
чество смеси. Оно составит Rm5 = 104,8 м3/ч. Принимая время отстоя
τр = 60 мин и степень заполнения φ = 0,7, найдем объем зоны отстоя:
.
Тогда длина зоны будет
.
Объем реактора. Найдем общую длину цилиндрической части
реактора:
где Lp = Nl – длина реакционной зоны.
Объем цилиндрической части реактора (практически равный его
объему) будет равен
.
5 . 10. Э л е м е н т ы к о н с т р у к т и в н о г о о ф о р м л е н и я
с м е с и т е л я
Перемешивание сырья и кислоты осуществляется в проточном
смесителе для создания турбулентного движения потоков (рис. 5.3).
Рис. 5.3. Схема работы секции горизонтального реактора
алкилирования
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]