Техническое задание.
Выполнить проектный расчёт ректификационных колонн и определить параметры их работы в процессе отделения о-ксилола от равновесных м- и п-ксилолов. Производительность по о-ксилолу 50,60 и 70 тыс. т/год. Содержание о-ксилола в кубовой фракции принять 99.7 % масс.
Результаты расчёта
Таблица 1.
Основные показатели колонн выделения о-ксилола
|
Показатели |
Номер установки |
||
|
1 |
2 |
3 |
|
|
Производительность установки, тыс. т/год по сырью по о-ксилолу |
175 50 |
209 60 |
245 70 |
|
Состав сырья п-ксилол м-ксилол о-ксилол |
35 35 30 |
35 35 30 |
35 35 30 |
|
Расчетный диаметр колонны, м |
4.8 |
5.3 |
5.8 |
|
Минимальное флегмовое число |
11.7 |
11.7 |
11.7 |
|
Кратность орошения |
15.2 |
15.2 |
15.2 |
|
Необходимое количество теоретических тарелок |
121 |
121 |
121 |
|
Тип тарелок |
Колпачковые |
||
|
Количество действительных тарелок |
200 |
200 |
200 |
|
Номер тарелки, на которую подается питание (считая сверху) |
71 |
71 |
71 |
|
Расстояние между тарелками, мм |
450 |
450 |
450 |
|
Высота тарельчатой части колонны, м |
90 |
90 |
90 |
|
Чистота о-ксилола, % |
99.7 |
99.7 |
99.7 |
Продолжение табл. 1
|
Отбор ксилола от его потенциального содержания в сырье, % |
95 |
95 |
95 |
|
Температура, 0 С верха низа * |
144 178 |
144 178 |
144 178 |
|
Абсолютное давление, МПа |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
|
Скорость пара, м/с |
0.54 |
0.54 |
0.54 |
|
Объмный расход пара при средней температуре в колонне, м 3 /с |
9.9 |
11.9 |
13.9 |
*
Температура верха и низа и давление в низу колонны приняты в соответствии с литературными данными [1]
Таблица 2
Материальный баланс процесса ректификации на установке 1
(50 тыс. т/год по 0-ксилолу)
|
Компонент |
Мол. доли |
%, масс |
кмоль/час |
т/сутки |
кг/час |
|
Сырьё о-ксилол м-ксилол п-ксилол Итого |
0.30 0.35 0.35 |
30 35 35 |
56.51 65.93 65.93 |
143.763 167.724 167.724 |
5990 6988,5 6988,5 |
|
1 |
100 |
188.37 |
479.211 |
19967 |
|
|
Дистиллят о-ксилол м-ксилол п-ксилол Итого |
0.021 0.489 0.49 |
2.1 48.9 49 |
2.82 65.76 65.92 |
7.188 167.313 167.724 |
299.5 6971 6988 |
|
1 |
100 |
134.5 |
342.225 |
14258 |
Продолжение табл. 2
|
Компонент |
Мол. доли |
%, масс |
кмоль/час |
т/сутки |
кг/час |
|
Остаток о-ксилол м-ксилол п-ксилол Итого
|
0.997 0.003 ── |
99.7 0.3 ── |
53.68 0.16 ── |
136.575 0.41 ── |
5690 17 ── |
|
1 |
100 |
53.84 |
136.985 |
5707 |
Таблица 3
Материальный баланс процесса ректификации на установке 2
(60 тыс. т/год по 0-ксилолу)
|
Компонент |
Мол. доли |
%, масс |
кмоль/час |
т/сутки |
кг/час |
|
Сырьё о-ксилол м-ксилол п-ксилол Итого |
0.30 0.35 0.35 |
30 35 35 |
67.81 79.11 79.11 |
172.513 201.265 201.265 |
7188 8386 8386 |
|
1 |
100 |
226.03 |
575.043 |
23960 |
|
|
Дистиллят о-ксилол м-ксилол п-ксилол Итого |
0.021 0.489 0.49 |
2.1 48.9 49 |
3.39 78.92 79.11 |
8.626 200.771 201.265 |
359 8365 8386 |
|
1 |
100 |
161.42 |
410.662 |
17110 |
|
|
Остаток о-ксилол м-ксилол п-ксилол Итого |
0.997 0.003 ── |
99.7 0.3 ── |
64.42 0.19 ── |
163.887 0.493 ── |
6829 20 ── |
|
1 |
100 |
64.61 |
164.38 |
6849 |
Таблица 4
Материальный баланс процесса ректификации на установке 3
(70 тыс. т/год по о-ксилолу)
|
Компонент |
Мол. доли |
%, масс |
кмоль/час |
т/сутки |
кг/час |
|
Сырьё о-ксилол м-ксилол п-ксилол Итого |
0.30 0.35 0.35 |
30 35 35 |
79.11 92.30 92.30 |
201.268 234.812 234.812 |
8386 9784 9784 |
|
1 |
100 |
263.71 |
670.892 |
27954 |
|
|
Дистиллят о-ксилол м-ксилол п-ксилол Итого |
0.021 0.489 0.49 |
2.1 48.9 49 |
3.95 92.07 92.30 |
10.063 234.237 234.812 |
419 9759.8 9783.8 |
|
1 |
100 |
188.32 |
479.112 |
19963 |
|
|
Остаток о-ксилол м-ксилол п-ксилол Итого |
0.997 0.003 ── |
99.7 0.3 ── |
75.16 0.23 ── |
191.205 0.575 ── |
7967 24 ── |
|
1 |
100 |
75.39 |
191.78 |
7991 |
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сулимов А. Д. Производство ароматических углеводородов из нефтяного сырья. М.: Химия. 1975.302 с.
2. Емельянов В. Е., Жуков С. С. Процессы разделения ксилолов. М.: Химия. 1975.158 с.
3. Александров И. А. Ректификационные и адсорбционные аппараты. М.: Химия. 1978.276 с.
4. Расчет ректификационных установок непрерывного действия. Л.: Изд-во ЛТА. 1978.38 с.
5. Соколов В. З., Харлампович Г. Д. Производство и использование ароматических углеводородов. М.: Химия. 1980.332 с.
6. Сулимов А. Д. Выделение ароматических углеводородов из нефтяного сырья. М.: Гостоптехиздат. 1959.61 с.