Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Алкилирование изопарафинов олефинами. Учебное пособие
.pdf
Компоненты
Количество
кг/ч
м
3
/ч
кмоль/ч
С3Н6 + С3Н
8
Изо-С
4Н10
(отработанный)
Изо-С
4Н10
(рециркулят)
Н-С
4Н10
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
Количество алкилата, образующегося во второй секции, будет
таким же, как в первой:
Количество свежего изобутана, не вошедшего в реакцию (от-
работанного), равно
.
вторую секцию.
Таблица 2.8 – Состав углеводородов, покидающих вторую секцию
вой секции.
В таблице 2.8 приведен состав углеводородов, покидающих
Тепловая нагрузка секции. Вычисляется так же, как и для пер-
61
где G
= 1709 кг/ч – количество алкилата, полученного во
ал.2
второй секции (таблица 2.8).
Количество углеводородов, испаряющихся во второй секции.
При допущении, которое сделано при тепловом расчете первой секции, найдем количество изобутана, испаренного во второй секции:
Время пребывания смеси углеводородов и кислоты во второй
секции. Полный объем второй секции такой же, как и первой:
Vp2 = Vp1 = 17 м3.
При степени заполнения φ = 0,7 объем смеси углеводородов и
кислоты будет равен
Время пребывания смеси (продолжительность контакта) во
второй секции:
где R2 = 133,47 м3/ч – объем смеси, поступающей во вторую
секцию (таблица 2.7).
62
Компоненты
Количество
кг/ч
м
3
/ч
С3Н6 + С3Н
8
С4Н
8
Изо-С
4Н10
(свежий)
Изо-С
4Н10
(отработанный)
Изо-С
4Н10
(рециркулят)
Н-С
4Н10
С5Н
12
Алкилат (С8Н
18
)
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
Объемная скорость подачи олефинов. Объем кислоты во вто-
рой секции:
Далее находим объем углеводородов:
Объемная скорость подачи олефинов:
2.4. Расчет третьей секции
Все определения ведутся по аналогии с расчетом второй сек-
ции. Массовые и объемные количества компонентов загрузки даны в
таблице 2.9.
Таблица 2.9 – Загрузка третьей секции
63
секции:
Отношение объемов катализатора и углеводородов в третьей
;
;
;
2.5. Расчет четвертой секции
Определения ведутся по прежней схеме. Массовые и объемные
количества компонентов загрузки даны в таблице 2.10.
64
Ком п онен ты
Кол и чест во
кг/ ч
м
3
/ч
С3Н6 + С3Н
8
С4Н
8
Изо-С
4Н10
(свежий)
Изо-С
4Н10
(отработанный)
Изо-С
4Н10
(рециркулят)
Н-С
4Н10
С5Н
12
Алкилат (С8Н
18
)
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
1,215
25,4
6,44
0,244
7,2
78,5
122,3
Отношение объемов катализатора и углеводородов в четвертой
секции:
Таблица 2.10 – Загрузка четвертой секции
65
Компоненты
Количество
кг/ч
м
3
/ч
С3Н6 + С3Н
8
С4Н
8
Изо-С
4Н10
(свежий)
Изо-С
4Н10
(отработанный)
Изо-С
4Н10
(рециркулят)
Н-С
4Н10
С5Н
12
Алкилат (С8Н
18
)
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
2.6. Расчет пятой секции
Массовые и объемные количества компонентов загрузки даны
в таблице 2.11.
Таблица 2.11 – Загрузка пятой секции
;
66
секции:
Отношение объемов катализатора и углеводородов в пятой
;
;
2.7. Материальный баланс реактора
На основе сделанного выше посекционного расчета реактора
можно составить его общий материальный баланс (таблица 2.12).
67
П о т ок и
Р а с хо д п от ок а по с ек ц ия м, кг /ч
С у м ма
п о ре-
а к т ор у,
к г / ч
1 2 3 4
5
П р и хо д
С3Н6 + С3Н
8
С4Н
8
И з о -С4Н
10
( с в еж и й)
И з о -С4Н
10
(от-
р а б от ан ны й)
И з о -С4Н
10
( р е ци рк у ля т)
Н -С4Н
10
С5Н
12
К а т ал из ат о р
С у м ма
66
839
1103
-
336 05
953
39
138 50 2
175 10 7
66
839
1103
233
272 83
1906
78
138 50 2
171 71 9
66
839
1103
466
209 61
2859
117
138 50 2
168 33 1
66
839
1103
699
4639
3812
156
138 50 2
164 94 3
66
839
1103
932
8317
4765
195
138 50 2
161 55 5
330
4195
5515
-
336 05
4765
195
138 50 2
187 10 7
Р а с хо д
С3Н6 + С3Н
8
( п а р)
И з о -С4Н
10
(от-
р а б от ан ны й)
И з о -С4Н
10
(ре ц и рк ул ят )
И з о -С4Н
10
( и с па ре н ны й)
Н -С4Н
10
С5Н
12
А л к ил ат
К а т ал из ат о р
С у м ма
66
233
272 83
6322
953
39
1709
138 50 2
175 10 7
66
466
209 61
6322
1906
78
3418
138 50 2
171 71 9
66
699
146 39
6322
2859
117
5127
13850 2
168 33 1
66
932
8317
6322
3812
156
6836
138 50 2
161 94 3
66
1165
1995
6322
4765
195
8545
138 50 2
161 55 5
330
1165
1995
316 10
4765
195
8545
138 50 2
187 10 7
Таблица 2.12 – Общий материальный баланс реактора алкилирования
68
Номер секции
Количество, кмоль/ч
Отношение изо-
бутан/олефин
Изо -С
4Н10
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
2.8. Отношение изобутан/олефин (бутилен)
Мольное отношение изобутан/олефин должно быть высоким.
В таблице 2.13 приведены эти отношения по каждой секции и в целом
по реактору. Мольные количества изобутана подсчитываются по его
массовым количествам, поступающим в секции (таблица 2.13).
Таблица 2.13 – Отношения изобутан/олефин по каждой секции и реактору в целом
Как следует из таблицы 2.13, 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.
2.9. Размеры реактора
Объем отстойной зоны реактора. В этой зоне происходит
разделение выходящих из пятой секции реактора углеводородов и
серной кислоты.
Зная массовые количества жидких компонентов, покидающих
пятую секцию (таблица 2.12), и их плотности, найдем объемное количество смеси. Оно составит Rm5 = 104,8 м
τ
= 60 мин и степень заполнения φ = 0,7, найдем объем зоны отстоя:
р
3
/ч. Принимая время отстоя
69
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:
2.10. Элементы конструктивного оформления смесителя
Перемешивание сырья и кислоты осуществляется в проточном
смесителе для создания турбулентного движения потоков (рисунок
2.3).
В нефтеперерабатывающей промышленности с этой целью
применяются пропеллерные мешалки (рисунок 2.4).
Такие мешалки проектируются на основе экспериментальных
данных. В таблице 2.14 и на рисунке 2.4 приведены соотношения размеров обычно применяемых пропеллерных мешалок.
Примем диаметр мешалки равным:
Высота расположения мешалки:
Глубина погружения мешалки:
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]