Количество алкилата, образующегося в третьей секции:
Gae3 |
2058,82 36,76 58 4190,9ea/?. |
|
Количество свежего |
изобутана, не вошедшего в реакцию |
(от- |
работанного), равно |
|
|
G uo 3 2705,88 2132,08 573,8 ea/?.
Тепловая нагрузка секции:
Q3 4190,9 1050 5,5 106 eA?/ea. 0,8
Количество углеводородов, испаряющихся в третьей секции:
V/ 3eci N4H10 266,7 eiieu/?.
или
V/3eci N4H10 266,7 58 15467,7 ea/?.
Время пребывания смеси углеводородов и кислоты:
V3 0,7 17 11,9 i 3.
Время пребывания смеси (продолжительность контакта):
τ3 60 11,9 2,27iei. 314,88
Объемная скорость подачи олефинов:
V |
k |
|
|
191,28 |
2,27 |
7,24 i 3 . |
3 |
|
|
||||
|
60 |
|
||||
|
|
|
|
|||
Объем углеводородов:
Vy3 11,9 7,24 4,66 i 3.
Объемная скорость подачи олефинов:
ω3 3,2 0,44? 1. 7,24
1.2.4 Расчет четвертой секции
Массовые и объемные количества компонентов загрузки даны в таблице
1.11.
Таблица 1.11 – Массовые и объемные количества компонентов загрузки четвертой секции
Компонент загрузки |
Количество |
|
|
кг/ч |
|
м3/ч |
|
С3Н6+С3Н8 |
161,766 |
|
0,2672 |
С4Н8 |
2058,82 |
|
3,21 |
i-С4Н10(свежий) |
2705,88 |
|
4,7034 |
i-С4Н10(отраб.) |
573,8·3=1721,4 |
|
2,9922 |
i-С4Н10(рециркулят) |
36021,2 |
|
62,613 |
н-С4Н10 |
2338,23·4=9352,92 |
|
15,719 |
С5Н12 |
88,236·4=352,944 |
|
0,5506 |
Алкилат |
4190,9·3=12572,7 |
|
17,583 |
Катализатор |
339656,044 |
|
192,5098 |
Сумма |
404603,674 |
|
300,1482 |
|
16 |
|
|
Отношение объемов катализатора и углеводородов в четвертой секции
равно
4 |
192,5 |
1,79. |
|
300,15 192,5 |
|||
|
|
Количество алкилата, образующегося в четвертой секции:
Gae 4 2058,82 36,76 58 4190,9ea/?.
Количество свежего изобутана, не вошедшего в реакцию |
(от- |
работанного), равно |
|
G uo4 2705,88 2132,08 573,8 ea/? .
Тепловая нагрузка секции:
Q4 4190,91050 5,5 106 eA?/ea. 0,8
Количество углеводородов, испаряющихся в четвертой секции:
V / |
4 eci N4H10 266,7eiieu /?; |
или
V/ 4eci N4H10 266,7 58 15467,7 ea/?.
Время пребывания смеси углеводородов и кислоты:
V4 0,7 17 11,9i 3.
Время пребывания смеси (продолжительность контакта):
τ4 60 11,9 2,38 iei. 300,15
Объемная скорость подачи олефинов:
V |
k |
|
|
192,5 |
2,38 |
7,6 i 3 . |
4 |
|
|
||||
|
60 |
|
||||
|
|
|
|
|||
Объем углеводородов:
Vy4 11,9 7,6 4,3 i 3.
Объемная скорость подачи олефинов:
ω4 3,2 0,42 ? 1. 7,6
1.2.5 Расчет пятой секции
Массовые и объемные количества компонентов загрузки даны в таблице
1.12.
Отношение объемов катализатора и углеводородов в пятой секции
равно
α5 |
193,74 |
2,11 |
|
285,41 193,74 |
|||
|
. |
||
|
|
Количество алкилата, образующегося в пятой секции:
G ae5 2058,82 36,76 58 4190,9 ea/? .
17
Таблица 1.12 – Массовые и объемные количества компонентов загрузки пятой секции
Компонент загрузки |
Количество |
|
кг/ч |
м3/ч |
|
С3Н6+С3Н8 |
161,766 |
0,2672 |
С4Н8 |
2058,82 |
3,21 |
i-С4Н10(свежий) |
2705,88 |
4,7034 |
i-С4Н10(отработанный) |
573,8·4=2295,2 |
3,9896 |
i-С4Н10(рециркулят) |
20553,5 |
35,7266 |
н-С4Н10 |
2338,23·5=11691,15 |
19,6489 |
С5Н12 |
88,236·5=441,18 |
0,6883 |
Алкилат |
4190,9·4=16763,6 |
23,44 |
Катализатор |
339656,044 |
193,736 |
Сумма |
396327,14 |
285,41 |
Количество свежего изобутана, не вошедшего в реакцию |
(от- |
работанного), равно |
|
Guo5 2705,88 2132,08 573,8ea/?
Тепловая нагрузка секции
Q5 4190,9 1050 5,5 106 eA?/ea 0,8
Количество углеводородов, испаряющихся в пятой секции
V/ 5eci N4H10 266,7 eiieu/?
или
V/ 5eci N4H10 266,7 58 15467,7ea/?
Время пребывания смеси углеводородов и кислоты
V5 0,7 17 11,9 i 3
Время пребывания смеси (продолжительность контакта)
τ5 60 11,9 2,5iei 285,41
Объемная скорость подачи олефинов
V |
193,74 2,5 |
8,07i 3 |
|
||
k5 |
60 |
|
Объем углеводородов |
|
|
|
|
Vy5 11,9 8,07 3,83i 3
Объемная скорость подачи олефинов
ω5 3,2 0,397?1 8,07
18
1.3 Материальный баланс реактора |
|
|
|
|||
На основе сделанного |
выше посекционного расчета реактора можно |
|||||
составить его общий материальный |
баланс (таблица 1.13). |
|
||||
Таблица 1.13 – Материальный баланс установки |
|
|
||||
|
|
Расход потока по секциям, кг/ч |
|
Сумма по |
||
Потоки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
реактору, |
|
|
|
|
|
|
кг/ч |
Приход |
|
|
|
|
|
|
С3Н6+С3Н8 |
161,766 |
161,766 |
161,766 |
161,766 |
161,766 |
808,83 |
С4Н8 |
2058,82 |
2058,82 |
2058,82 |
2058,82 |
2058,82 |
10294,1 |
i-С4Н10(свежий) |
2705,88 |
2705,88 |
2705,88 |
2705,88 |
2705,88 |
13529,4 |
i-С4Н10(отработанный) |
- |
573,8 |
1147,6 |
1721,4 |
2295,2 |
- |
i-С4Н10(рециркулят) |
82426,29 |
66957,52 |
51488,9 |
36021,2 |
20553,5 |
82426,29 |
н-С4Н10 |
2338,23 |
4676,46 |
7014,69 |
9352,92 |
11691,15 |
11691,15 |
С5Н12 |
88,236 |
176,472 |
264,708 |
352,944 |
441,18 |
441,18 |
Катализатор |
339656,04 |
339656,04 |
339656,04 |
339656,04 |
339656,04 |
339656,04 |
Сумма |
429435,26 |
421157,66 |
412880,21 |
404603,67 |
396327,14 |
458846,99 |
Расход |
|
|
|
|
|
|
С3Н6+С3Н8(пар) |
161,766 |
161,766 |
161,766 |
161,766 |
161,766 |
808,83 |
i-С4Н10(отработанный) |
573,8 |
1147,6 |
1721,4 |
2295,2 |
2869 |
2869 |
i-С4Н10(рециркулят) |
66957,52 |
51488,9 |
36021,2 |
20553,5 |
5085,8 |
5085,8 |
i-С4Н10(исп.) |
15467,7 |
15467,7 |
15467,7 |
15467,7 |
15467,7 |
77338,5 |
н-С4Н10 |
2338,23 |
4676,46 |
7014,69 |
9352,92 |
11691,15 |
11691,15 |
С5Н12 |
88,236 |
176,472 |
264,708 |
352,944 |
441,18 |
441,18 |
Алкилат |
4190,9 |
8381,8 |
12572,7 |
16763,6 |
20954,5 |
20954,5 |
Катализатор |
339656,04 |
339656,04 |
339656,04 |
339656,04 |
339656,04 |
339656,04 |
Сумма |
429435,26 |
421157,66 |
412880,21 |
404603,67 |
396327,14 |
458846,99 |
1.4 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 1.13), и их плотности, найдем объемное количество смеси. Оно составит Rm5 = 257,2 м3/ч. Принимая время отстоя τ0 = 60 мин и степень заполнения φ = 0,7, найдем объем зоны отстоя:
|
Vp0 |
Rm5 |
τ0 |
; |
(1.25) |
|||||||
|
60 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
V |
|
257,2 60 |
|
367,4м3. |
|
|||||||
|
|
|
||||||||||
p0 |
|
60 0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тогда длина зоны будет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
4 Vp |
|
|
|
|
||||||
|
L0 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
0 |
; |
|
(1.26) |
||||||
|
π D |
2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
L0 |
|
4 367,4 |
|
|
|
40,48 м |
|
|||||
3,14 3,42 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1.5 Объем реактора |
|
Найдем общую длину цилиндрической части реактора |
|
Lц Lp L0 , |
(1.27) |
где L p N L - длина реакционной зоны.
Lц 5 2 40,48 50,58м
Объем цилиндрической части реактора (практически равный его объему) будет равен
|
Vp |
π D2 |
Lц ; |
(1.28) |
|
|
|
||||
|
|
4 |
|
|
|
V |
3,14 3,42 |
50,58 458,99м3. |
|
||
|
|
||||
p |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ИЗОМЕРИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ
Возможность изомеризации парафиновых углеводородов на хлориде алюминия была впервые обнаружена в 1933 г. К. Ненитцеску и А. Драганом. В 1935 г. Б.Л. Молдавский открыл возможность промотирования реакции изомеризации хлористым водородом, что предопределило практическое применение этой реакции. Ранние промышленные процессы изомеризации были предназначены для получения изобутана из н-бутана на хлористом алюминии при мягком температурном режиме (90-120 °С). Изобутан далее алкилировали бутиленами и в результате получали изооктан.
Целевым назначением процессов каталитической изомеризации в современной нефтепереработке является получение высокооктановых изокомпонентов автобензинов или сырья нефтехимии, прежде всего изопентана для синтеза изопренового каучука [10]. Высокая эффективность процессов изомериации зпаключается в том, что в качестве сырья используются низкооктановые компоненты нефти – фракции н.к.-62 °С и рафинаты каталитического риформинга, содержащие в основном н-пентан и н-гексан. Это сырье (а также фракции С5 и С6, получаемые с ГФУ) изомеризуется в среде водорода в присутствии бифункциональных катализаторов.
Нормальный пентан, который характеризуется октановым числом 62 (ИОЧ), превращается в изопентан, ИОЧ которого 92. В случае гексана изменение ИОЧ в результате изомеризации еще более значительно от 25 до, примерно, 75. Стандартная смесь, содержащая нормальные и изо-пентаны и гексаны, облагораживается в этом процессе (ИОЧ меняется от 73 до 91) [11].
Процессы изомеризации парафиновых углеводородов играют значительную роль в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Наличие установки изомеризации на НПЗ позволяет увеличить долю высокооктановых бензинов с 60 до 86%. Лёгкий изомеризат с
20