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
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, 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.
|