Расчет ректификационных колонн

Расчет ректификационных колонн, обеспечивающих отделение о-ксилола от равновесных м- и п-ксилолов

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, 0С 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

──

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.