Материал: Еvdokimova10

V/ C3H6 271 0,0026 0,7046 eiieu/?;

V/ C3H8 271 0,0056 1,5176 eiieu/?; V/ eci C4H10 271 0,97 262,87 eiieu/?;

V/ i C4H10 271 0,0187 5,068 eiieu/?;

V/ C5H12 271 0,000139 0,0377 eiieu/?; V/ ae 271 0,000077 0,02087 eiieu/?.

Проводим проверку:

i

V/ mi Vi 0,7046 1,5176 262,87 5,068 0,0377 0,02087 271eiieu/?.

1

Анализируя сделанные расчеты, нетрудно сделать вывод, что практически весь теплосъем в первой секции осуществляется за счет испарения изобутана. Поэтому без большой ошибки количество испаряющегося изобутана можно определить из приближенного уравнения теплового баланса испарения

в котором количества паров пропилена и пропана считают равными количествам этих углеводородов в сырье. Таким образом

или

V / 1 eci N4 H10 266,7 58 15467,7 ea/?.

Этот результат очень близок к полученному выше.

Объем кислоты и углеводородов в первой секции. Из практики эксплуатации установок алкилирования известно [7], что объемная скорость находится в пределах 0,1—0,6 ч -1. Примем объемную скорость w = 0,5 ч -1. Тогда объем кислоты в секции:

Зная, что отношение объема кислоты к объему углеводородов в первой секции α 1 = 1,2, найдем объем углеводородов в секции:

кислоты (время контакта) в первой секции:

где R1 = 342,14 м3/ч — объем смеси, поступающей в первую секцию (таблица

1.4).

τ1 60 11,7 2,05 мин. 342,14

Размеры первой секции. В реакционных аппаратах емкостного типа, если жидкая смесь реагирующих веществ не вспенивается, степень заполнения равна φ = 0,7 - 0,85 [8]. Примем φ = 0,7. Тогда полный объем первой секции:

Принимая длину секции L = 2 м , найдем диаметр аппарата

Принимаем D = 3,4 м.

Как указано выше, все пять реакционных секций аппарата будут иметь одинаковые размеры: D = 3,4 м, L = 2 м.

1.2.2 Расчет второй секции Материальный баланс. При определении загрузки второй и всех

остальных секций в целях некоторого упрощения расчета будем полагать, что вся пропан-пропиленовая фракция в любой секции испаряется полностью, а

12

н-бутан, пентан и алкилат не испаряются. В соответствии со схемой работы реактора, количество сырья, подаваемого во вторую секцию, будет включать:

- пятую часть исходного (олефинового) сырья (таблица 1.1);

-не вошедший в реакцию (отработанный) изобутан свежего сырья первой секции (таблица 1.6);

-рециркулирующий изобутан с учетом его частичного испарения в первой секции ;

-н-бутан и пентан из первой секции (таблица 1.6);

-алкилат, полученный в первой секции (таблица 1.6);

-серную кислоту из первой секции (таблица 1.5).

Количество рециркулирующего изобутана, поступающего во вторую секцию (таблица 1.6):

G / eo 1 1421,14 266,7 1154,44 eiieu/?;

G eo 2 1154,44 58 66957,52 ea/?.

В таблице 1.8 приведены массовые и объемные количества компонентов загрузки второй секции с учетом изменения плотности серной кислоты и ее концентрации (таблица 1.3, рисунок 1.2).

Таблица 1.8 – Массовые и объемные количества компонентов загрузки второй секции

Из таблицы 1.8 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.

Количество алкилата, образующегося во второй секции, будет таким же, как в первой:

Gae2 2058,82 36,76 58 4190,9 ea/? .

13

где Qал.2= 4190,9 кг/ч — количество алкилата, полученного во второй секции (таблица 1.8).

Q2 4190,9 1050 5,5 106 eA?/ea . 0,8

Количество углеводородов, испаряющихся во второй секции. При допущении, которое сделано при тепловом расчете первой секции, найдем количество изобутана, испаренного во второй секции:

V/ 2eci N H 5,5 106 1,05 15600 2,67 16200 266,7eiieu/?.

4 10

20400

или

V/2eci N4H10 266,7 58 15467,7ea/?.

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

V2 0,7 17 11,9 i 3.

14

где R2 = 327,16 м3/ч — объем смеси, поступающей во вторую секцию (таблица

1.7);

2 60 11,9 2,2iei. 327,16

Объемная скорость подачи олефинов. Объем кислоты во второй секции:

1.2.3 Расчет третьей секции

Все определения ведутся по аналогии с расчетом второй секции. Массовые и объемные количества компонентов загрузки даны в таблице 1.10.

Таблица 1.10 – Массовые и объемные количества компонентов загрузки третьей секции

Отношение объемов катализатора и углеводородов в третьей секции

равно