Расчет ректификационных колонн, обеспечивающих отделение о-ксилола от равновесных м- и п-ксилолов
Выполнил: Нагорный О.В.
Пермь, 2000
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
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, м3
/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.