Материал: Еvdokimova10

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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

С3Н63Н8

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

С3Н63Н8

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

 

 

 

 

 

 

С3Н63Н8

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

 

 

 

 

 

 

С3Н63Н8(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