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-ксилолов

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 |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.