Расчет ректификационных колонн, обеспечивающих отделение о-ксилола от равновесных м- и п-ксилолов
Расчет ректификационных колонн, обеспечивающих отделение о-ксилола от
равновесных м- и п-ксилоловВыполнил: 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 |175 |209 |245 |
|по о-ксилолу |50 |60 |70 |
|Состав сырья | | | |
|п-ксилол |35 |35 |35 |
|м-ксилол |35 |35 |35 |
|о-ксилол |30 |30 |30 |
|Расчетный диаметр |4.8 |5.3 |5.8 |
|колонны, м | | | |
|Минимальное флегмовое |11.7 |11.7 |11.7 |
|число | | | |
|Кратность орошения |15.2 |15.2 |15.2 |
|Необходимое количество |121 |121 |121 |
|теоретических тарелок | | | |
|Тип тарелок |Колпачковые |
|Количество действительных|200 |200 |200 |
|тарелок | | | |
|Номер тарелки, на которую| | | |
|подается питание (считая |71 |71 |71 |
|сверху) | | | |
|Расстояние между |450 |450 |450 |
|тарелками, мм | | | |
|Высота тарельчатой части |90 |90 |90 |
|колонны, м | | | |
|Чистота о-ксилола, % |99.7 |99.7 |99.7 |Продолжение табл.1
|Отбор ксилола от его | | | |
|потенциального содержания|95 |95 |95 |
|в сырье, % | | | |
|Температура, 0С | | | |
|верха |144 |144 |144 |
|низа* |178 |178 |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 |9.9 |11.9 |13.9 |
|колонне, м3/с | | | |*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 |0.30 |30 |56.51 |143.763 |5990 |
|м-ксилол |0.35 |35 |65.93 |167.724 |6988,5 |
|п-ксилол |0.35 |35 |65.93 |167.724 |6988,5 |
|Итого | | | | | |
| |1 |100 |188.37 |479.211 |19967 |
| | | | | | |
|Дистиллят | | | | | |
|о-ксилол |0.021 |2.1 |2.82 |7.188 |299.5 |
|м-ксилол |0.489 |48.9 |65.76 |167.313 |6971 |
|п-ксилол |0.49 |49 |65.92 |167.724 |6988 |
|Итого | | | | | |
| |1 |100 |134.5 |342.225 |14258 |Продолжение табл.2
|Компонент |Мол. доли |%, масс |кмоль/час |т/сутки |кг/час |
| | | | | | |
|Остаток | | | | | |
|о-ксилол |0.997 |99.7 |53.68 |136.575 |5690 |
|м-ксилол |0.003 |0.3 |0.16 |0.41 |17 |
|п-ксилол |— |— |— |— |— |
|Итого | | | | | |
| | | | | | |
| |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 |0.30 |30 |67.81 |172.513 |7188 |
|м-ксилол |0.35 |35 |79.11 |201.265 |8386 |
|п-ксилол |0.35 |35 |79.11 |201.265 |8386 |
|Итого | | | | | |
| |1 |100 |226.03 |575.043 |23960 |
| | | | | | |
|Дистиллят | | | | | |
|о-ксилол |0.021 |2.1 |3.39 |8.626 |359 |
|м-ксилол |0.489 |48.9 |78.92 |200.771 |8365 |
|п-ксилол |0.49 |49 |79.11 |201.265 |8386 |
|Итого | | | | | |
| |1 |100 |161.42 |410.662 |17110 |
| | | | | | |
|Остаток | | | | | |
|о-ксилол |0.997 |99.7 |64.42 |163.887 |6829 |
|м-ксилол |0.003 |0.3 |0.19 |0.493 |20 |
|п-ксилол |— |— |— |— |— |
|Итого | | | | | |
| |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 |0.30 |30 |79.11 |201.268 |8386 |
|м-ксилол |0.35 |35 |92.30 |234.812 |9784 |
|п-ксилол |0.35 |35 |92.30 |234.812 |9784 |
|Итого | | | | | |
| |1 |100 |263.71 |670.892 |27954 |
| | | | | | |
|Дистиллят | | | | | |
|о-ксилол |0.021 |2.1 |3.95 |10.063 |419 |
|м-ксилол |0.489 |48.9 |92.07 |234.237 |9759.8 |
|п-ксилол |0.49 |49 |92.30 |234.812 |9783.8 |
|Итого | | | | | |
| |1 |100 |188.32 |479.112 |19963 |
| | | | | | |
|Остаток | | | | | |
|о-ксилол |0.997 |99.7 |75.16 |191.205 |7967 |
|м-ксилол |0.003 |0.3 |0.23 |0.575 |24 |
|п-ксилол |— |— |— |— |— |
|Итого | | | | | |
| |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.