СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

1 Расчет процесса алкилирования изобутана олефинами

Назначением процесса каталитического алкилирования изобутана олефинами является производство высокооктанового компонента бензинов. Целевой продукт (алкилат), состоящий практически из изопарафинов, имеет высокое октановое число (90-95 по моторному методу). Октановое число основного компонента алкилата – изооктана (2,2,4-триметилпентана) принято за

100.

На современных установках алкилирования применяют горизонтальные каскадные реакторы, в которых охлаждение реакционной смеси осуществляется за счет частичного испарения изобутана, что облегчает регулирование температуры. Реактор представляет собой (рис 1) полый горизонтальный цилиндр, разделенный перегородками обычно на 5 секций (каскадов) с мешалками, обеспечивающими интенсивный контакт кислоты с сырьем. Бутилен подводится отдельно в каждую секцию, вследствие чего концентрация олефина в секциях очень мала, это позволяет подавить побочные реакции. Серная кислота и изобутан поступают в первую секцию, и эмульсия протекает через вертикальные перегородки из одной секции в другую. Предпоследняя секция служит сепаратором, в котором кислота отделяется от углеводородов. Через последнюю перегородку перетекает продукт алкилирования, поступающий на фракционирование. Тепло реакции снимается частичным испарением циркулирующего изобутана и полным испарением пропана, содержащегося в сырье [1].

			Пары изобутана
			9
8
Изобутан
1	2	3	4	5	6	7
Кислота

Олефинсодержащие сырье

Кислота

Алкилат

Рис.1. Схема горизонтального каскадного реактора:

1-5 – секции реактора; 6, 7 – отстойные зоны; 8 – мешалки; 9 – сепаратор

7

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

1.1 Варианты заданий для расчета курсовой работы

Исходными данными для расчета являются производительность реактора по исходному сырью, состав сырья, а также принимаемые на основе промышленных и лабораторных данных: температура реакции, мольное отношение изопарафин:олефин, объемное отношение катализатор: углеводороды в реакционной системе, число секций в реакторе и снижение концентрации катализатора в каждой секции.

Задачей расчета реактора является определение выходов алкилата и тепловых нагрузок каждой секции, давления в системе, размеров реактора и мешалки, мощности электродвигателя. В таблице 1 представлены варианты исходных данных для расчета реактора алкилирования.

Таблица 1

Варианты заданий для расчета реактора алкилирования

		Число			Объемное
	Производительность,			Соотношение	соотношение
Вариант		рабочих
	тыс.т/год			изобутан:олефины	кислоты и
		дней
					углеводородов
1	300	340		6:1	1,1:1
2	270	330		8:1	1,5:1
3	60	335		7:1	2:1
4	100	350		9:1	1,8:1
5	150	340		8:1	1,7:1
6	80	330		7:1	1,2:1
7	110	335		9:1	1,3:1
8	120	342		6:1	1,6:1
9	250	345		10:1	1,9:1
10	180	340		8:1	1,8:1
11	200	350		7:1	1:1
12	150	330		9:1	1,1:1
13	220	335		6:1	1,5:1
14	240	340		10:1	2:1
15	300	350		8:1	1,8:1
16	280	335		6:1	1,6:1
17	100	338		10:1	1,1:1
18	150	340		9:1	1,3:1
19	250	350		7:1	1,8:1
20	200	345		6:1	1:1
21	140	337		8:1	1,5:1
22	300	335		6:1	1,4:1
23	150	350		9:1	2:1
24	270	340		10:1	1,5:1
25	120	345		8:1	1,9:1
			8

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

26	250	350	9:1	1,6:1
27	200	330	6:1	1,5:1
28	300	335	7:1	1,2:1
29	150	345	10:1	1,3:1
30	220	350	9:1	1,7:1

Принимаем производительность реактора П = 300000 т/г = 36764,7 кг/ч сырья, состав которого приводится в таблице 2.

							Таблица 2
			Состав сырья
Показатели	Компоненты							Сумма
	С3Н6	С3Н8	С4Н8	i-С4Н10	н-С4Н10	С5Н12
Молекулярна
я масса	42	44	56	58	58	72		-
Количество:
кг/ч	220,5	588,2	10294,1	13529,4	11691,1	441,1		36764,
масс. доля	9	4	2	1	7	8		7
	0,6	1,6	28	36,8	31,8	1,2		100

Для подавления реакций полимеризации олефинов создают в реакторе избыток (мольный) изобутана, составляющий 6-10:1 на олефины [2]. Чрезмерное повышение этого соотношения увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, поэтому поддерживать его выше 10:1 нерентабельно.

Примем отношение изобутан:олефин равным 9 :1 . Тогда количество изобутана, которое необходимо подать в реактор

G	u

9 G		M
0		M

u 0

,

(1.1)

где Go – количество олефина (бутилена) в исходном сырье, кг/ч; Ми, Мо – молекулярная масса соответственно изобутана и олефина.

Получим

G	u

	9 10294,12	58
		56

95955,90 кг/ч

.

Состав сырья, подаваемого в реактор, с учетом избыточного изобутана приведен в таблице 3.

Таблица 3

Состав сырья с учетом избыточного изобутана

9

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

	Показатели	Компоненты						Сумма
		С3Н6	С3Н8	С4Н8	i-С4Н10	н-С4Н10	С5Н12
	Количество:
	кг/ч	220,59	588,24	10294,12	95955,90	11691,17	441,18	119191,2
	масс. доля	0,185	0,494	8,637	80,51	9,81	0,37	100

Оптимальное объемное соотношение кислоты и углеводородов в реакционной зоне составляет от 1:1 до 2:1. Произведение соотношения кислота: углеводороды на время пребывания углеводородов в реакторе определяет истинную продолжительность реакции [4].

На основе промышленных данных [5] примем для первой секции реактора отношение объемов, подаваемых в нее кислоты и углеводородов α= 1,2. Как будет показано в расчете, это отношение от секции к секции будет увеличиваться.

В процессе алкилирования применяется 97%-ная серная кислота, которая отрабатывается до 90%-ной концентрации, считая на моногидрат — H2SО4. В таблице 4 приведено принятое в расчете снижение концентрации кислоты по секциям реактора.

Таблица 4

Снижение концентрации кислоты по секциям реактора

	Секции	Снижение концентрации			Средняя концентрация,
		кислоты, % H2SО4			% H2SО4
	1	97	–	96 = 1	96,5
	2	96	–	94,5 = 1,5	95,25
	3	94,5		– 93 = 1,5	93,75
	4	93	–	91,5 = 1,5	92,25
	5	91,5		– 90 = 1,5	90,75

Алкилирование осуществляется при низкой температуре. Пределы температуры сернокислотного алкилирования от 273 до 283 К [6]. Примем температуру реакции Т = 278 К. Будем считать, что углеводороды и кислота загружаются в реактор также при температуре Т = 278 К.

В дальнейшем при расчете всех секций реактора будем полагать, что:

-пропилен, пропан, н-бутан и пентан, находящиеся в сырье, в реакцию не вступают, поэтому их количества в процессе остаются неизменными;

-вся масса олефинов вступает в реакцию алкилиропания, образуя соответствующее количество алкилата.

10

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

1.2 Расчет материальных потоков процесса алкилирования 1.2.1 Расчет первой секции

Материальный баланс. Согласно схеме работы реактора (рис. 1), во все пять секций исходное сырье поступает параллельными и равными потоками. Поэтому в первую секцию подается всего изобутана:

	G u	G u		4	G uc ,
				5
	1

где Gис=13529,41 кг/ч - масса изобутана в исходном сырье (таблица 2);

	G	u	95955,90		4	13529,41 85132,372	кг/ч	.
					5
			1

(1.2)

Количество поступающего в первую секцию циркулирующего изобутана

G		G			G	ис
	иц		u		5
	1		1

или

G	иц	G	u	G	uc ;
	1

,

(1.3)

(1.4)

G	иц
	1

	85132,37	13529,41	82426,49 кг/ч
		5

;

G	иц	95955,9 13529,41 82426,49 кг/ч.
	1

Состав загрузки первой секции реактора представлен в таблице 5.

Таблица 5

Состав загрузки первой секции

	Плотность		Количество
Компонент загрузки	при 278 К,	Мi	кг/ч		м3/ч	кмоль/ч
	кг/м3
С3Н6	627,3	42	44,118		0,0703	1,05
С3Н8	597,9	44	117,648		0,1968	2,67
С4Н8	642	56	2058,82		3,2069	36,76
i-С4Н10(свежий)	575,3	58	2705,88		4,7034	46,65
i-С4Н10(рециркулят)	575,3	58	82426,29		143,2753	1421,14
н-С4Н10	595	58	2338,23		3,9298	40,31
С5Н12	641	72	88,236		0,1377	1,23
Сумма	-	-	89779,22		155,5202	1550
Катализатор	1820	-	339656,04		186,6242	-
Всего	-	-	429435,26		342,1444	-

Так как плотность серной кислоты зависит от концентрации, то в дальнейшем при определении ее объема следует пользоваться графиком (рис. 2) [7] и таблицей 3.

11

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис.2. График для определения плотности кислоты

Определим состав углеводородной массы, выходящей из первой секции. Согласно уравнению основной реакции алкилирования

	изо С Н		С Н		С Н		,
	4	10	4	8	8	18

в нее вступает 36,76 кмоль/ч олефина и такое же число кмоль/ч све жего изобутана (таблица 5), поэтому выход алкилата составит

G	ал	2058,82 36,76 58
	1

При этом количество работанного)

4190,9 кг/ч	.

свежего изобутана, не вошедшего в реакцию (от-

Guo1 2705,88 2132,08 573,8 кг/ч

или

G/ uo 46,65 36,76 9,89 кмоль/ч .

В таблице 6 приведен состав углеводородов, покидающих первую секцию.

Таблица 6

Состав углеводородов, покидающих первую секцию

Компоненты	Мi	Количество			Состав, мол. %
		кг/ч	м3/ч	кмоль/ч
С3Н6	42	44,118	0,0703	1,05	0,07
С3Н8	44	117,648	0,1968	2,67	0,18
i-С4Н10(отработанный)	58	573,8	0,9974	9,89	0,65
i-С4Н10(рециркулят)	58	82426,29	143,2753	1421,14	93,93
н-С4Н10	58	2338,23	3,9298	40,31	2,66
С5Н12	72	88,236	0,1377	1,23	0,08
Алкилат	114	4190,9	5,8614	36,76	2,43
Сумма	-	89779,22	154,4687	1513,05	100

Тепловая нагрузка первой секции. Все внешние и внутренние материальные потоки реактора, по ранее принятому условию, имеют температуру Т = 278 К, поэтому тепловую нагрузку секции, без ущерба для

12

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

точности расчета, принимаем равной теплу, которое выделяется в процессе алкилирования. Тепло основной реакции алкилирования по литературным данным [3] составляет 75—85% тепловой нагрузки секции. Приняв, что тепло основной реакции алкилирования составляет 80% тепловой нагрузки секции Q1, получим

0,8 Q	G		q	,
1		ал	p
			1

(1.5)

или

Q			G	aл	q	p
				1
	1			0,8

,

(1.6)

где Gал1 = 4190,9 кг/ч — количество алкилата, получаемого в первой секции (таблица 6);

qp = 1050 кДж/кг алкилата — теплота основной реакции алкилирования [3];

Q1

4190,9 1050 0,8

5500556,25 кДж/ч

.

Давление в первой секции. Давление при температуре реакции Т = 278 К рассчитаем по уравнению изотермы жидкой фазы [9]:

	i
π	i
	P
	1

X'	P
i	k

,

(1.7)

где Pi — давление насыщенных паров чистых углеводородов при Т = 278 К, определяется по диаграмме Кокса или таблицам [8]; х/ i —мольные доли углеводородных компонентов (таблица 6); Рк — давление насыщенного пара серной кислоты (при Т = 278 К принимается равным нулю, так как температура ее кипения при нормальном давлении значительно выше 573 К).

π658 0,0007 540 0,0018 180 0,939 122 0,0266 30,2 0,0008

0,55 0,0243 174 103 Па.

Во всех остальных секциях принимается такое же давление.

Количество углеводородов, испаряющихся в первой секции. Пары,

уходящие из секции, находятся в равновесии с испаряющейся жидкостью. Их состав может быть определен по каждому компоненту из уравнения равновесия фаз, в котором все величины правой части известны [3]:

y

/

P

x

/

i

;

i

π

i

/

658000 0,0007

0,0026;

y C

H

6

3

174000

/

540000 0,0018

0,0056;

y C

H

8

3

174000

y/ изо C4H1 0

180000 0,939

0,97;

174000

y/ н C4H1 0

122000 0,0266

0,0187 ;

174000

y/ C5H1 2

30200 0,0008

0,000139;

174000

(1.8)

13

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

		y/ ал	550 0,0243		0,000077.
			174000
Проводим проверку:
i	0,0056	0,97 0,0187			0,000139 0,000077	1
/
y i 0,0026
1

По найденным концентрациям компонентов в парах и теплотам испарения чистых компонентов при Т = 278 К [9] находим по правилу аддитивности теплоту испарения r/m смеси паров. Весь расчет сведен в таблицу 7.

			Таблица 7
	Расчет теплоты испарения
Компоненты	y/i, мольные доли	r /i, кДж/моль	r /I · y/i, кДж/кмоль
С3Н6	0,0026	15600	40,5
С3Н8	0,0056	16200	90,7
i-С4Н10	0,97	20400	19788
н-С4Н10	0,0187	22000	391,6
С5Н12	0,000139	27400	3,8
Алкилат (С8Н18)	0,000077	42300	3,3
Сумма	≈1	-	r/m=20318

Зная теплоту испарения смеси r/m и тепловую нагрузку секции Q1, определим количество паров углеводородов, образующихся в первой секции:

		5,5 10	6
V
m		20318
1

Vm		Q		;
			1
1		/	m
		r

271кмоль/ч	.

(1.9)

Количества каждого компонента в парах найдем по формуле

					/	/	/
					V i	V m	y i ;
						1
/		271 0,0026 0,7046 кмоль/ч;
V C H	6
3
/		271 0,0056 1,5176 кмоль/ч;
V C H	8
3
/					271 0,97 262,87 кмоль/ч;
V изо C H
		4	10
V/ н C4H10				271 0,0187 5,068 кмоль/ч;
/			271 0,000139 0,0377 кмоль/ч;
V C H
5	12

(1.10)

V/ ал 271 0,000077 0,02087 кмоль/ч.

Проводим проверку:

i

V/ mi Vi 0,7046 1,5176 262,87 5,068 0,0377 0,02087 271кмоль/ч.

1

Анализируя сделанные расчеты, нетрудно сделать вывод, что практически весь теплосъем в первой секции осуществляется за счет испарения изобутана.

14

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Поэтому без большой ошибки количество испаряющегося изобутана можно определить из приближенного уравнения теплового баланса испарения

Q	/			/		/		/		/
	V	1C H		r C H	6	V 1C H		r C H	8	V 1изо	С H
1		3	6	3		3	8	3
											4	1 0

r	/
	1иизо	4	Н
			1 0

,

(1.11)

в котором количества паров пропилена и пропана считают равными количествам этих углеводородов в сырье. Таким образом

							/			r	/			/			/
			/				Q V	1C H	6		C	H	6	V 1C H		8	r	C	H	8
							1	3			3				3			3			;
		V 1изоС		H						/
			4		10
										r	изо C H
													4	10
			5,5 10		6	1,05 15600 2,67 16200
/															266,7 кмоль/ч;
V 1изоС H							20400
4	10

или

(1.12)

V/1изоС4H1 0 266,7 58 15467,7 кг/ч.

Этот результат очень близок к полученному выше.

Объем кислоты и углеводородов в первой секции. Из практики эксплуатации установок алкилирования известно [7], что объемная скорость находится в пределах 0,1—0,6 ч -1. Примем объемную скорость w = 0,5 ч -1. Тогда объем кислоты в секции:

			V
	V		ол
			1	,	(1.13)
	k1
			ω
			1

где Voл1-— 3 , 2 м3/ч — количество олефина, подаваемого в секцию (таблица 5). Получим

V		3,2	3	.
			6,4 м
k	1	0,5

Зная, что отношение объема кислоты к объему углеводородов в первой секции α 1 = 1,2, найдем объем углеводородов в секции:

			V
	V		k
			1
	y		α
	1
			1

V		6,4	3	.
			5,3 м
y		1,2
1

;

(1.14)

Суммарный объем кислоты и углеводородов в секции:

V V		V	;
1	k1	y1

V1 6,4 5,3 11,7 м3.

Найдем продолжительность пребывания смеси кислоты (время контакта) в первой секции:

τ 60 V1 , R1

(1.15)

углеводородов и

(1.16)

где R1 = 342,14 м3/ч — объем смеси, поступающей в первую секцию (таблица

4).

60 11,7 τ1 2,05 мин.

342,14

15

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Размеры первой секции. В реакционных аппаратах емкостного типа, если жидкая смесь реагирующих веществ не вспенивается, степень заполнения равна φ = 0,7 - 0,85 [8]. Примем φ = 0,7. Тогда полный объем первой секции:

	V		V
			1	;
	p1

V		11,7	3	.
			17 м
p		0,7
1

Принимая длину секции L = 2 м , найдем диаметр аппарата

	D		4 Vp1		;
			π L

(1.17)

(1.18)

	D	4 17		3,3 м.
		3,14	2

Принимаем D = 3,4 м.

Как указано выше, все пять реакционных секций аппарата будут иметь одинаковые размеры: D = 3,4 м, L = 2 м.

1.2.2 Расчет второй секции

Материальный баланс. При определении загрузки второй и всех остальных секций в целях некоторого упрощения расчета будем полагать, что вся пропан-пропиленовая фракция в любой секции испаряется полностью, а н- бутан, пентан и алкилат не испаряются. В соответствии со схемой работы реактора, количество сырья, подаваемого во вторую секцию, будет включать:

- пятую часть исходного (олефинового) сырья (таблица 1);

-не вошедший в реакцию (отработанный) изобутан свежего сырья первой секции (таблица 6);

-рециркулирующий изобутан с учетом его частичного испарения в первой секции;

-н-бутан и пентан из первой секции (таблица 6);

-алкилат, полученный в первой секции (таблица 6);

-серную кислоту из первой секции (таблица 5).

Количество рециркулирующего изобутана, поступающего во вторую секцию (таблица 6):

G/ иц	1421,14 266,7 1154,44 кмоль/ч;
1
	G иц	1154,44 58	66957,52 кг/ч.
		2

В таблице 8 приведены массовые и объемные количества компонентов загрузки второй секции с учетом изменения плотности серной кислоты и ее концентрации (таблица 3, рис. 2).

16

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Таблица 8

Массовые и объемные количества компонентов загрузки второй секции

	Компонент загрузки	Количество
		кг/ч	м3/ч
	С3Н6+С3Н8	161,766	0,2672
	С4Н8	2058,82	3,2069
	i-С4Н10(свежий)	2705,88	4,7034
Окончание таблицы 8
	Компонент загрузки	кг/ч	м3/ч
	i-С4Н10(отраб.)	573,8	0,9974
	i-С4Н10(рециркулят)	66957,52	116,3871
	н-С4Н10	2338,23+2338,23	7,86
	С5Н12	88,236+88,236	0,2753
	Алкилат	4190,9	5,8614
	Катализатор	339656,044	187,605
	Сумма	421157,662	327,1637

Из таблицы 8 следует, что отношение объемов катализатора и углеводородов во второй секции равно

α	2

		187,6
		327,16	187,6

1,34

.

По сравнению с первой секцией это отношение повысилось за счет некоторого сокращения объема углеводородов и снижения плотности кислоты.

Количество алкилата, образующегося во второй секции, будет таким же, как в первой:

Gал2 2058,82 36,76 58 4190,9 кг/ч .

Количество свежего изобутана, не вошедшего в реакцию (отработанного),

равно

G	uo	2705,88 2132,08
	2

В таблице 9 приведен состав

573,8 кг/ч	.

углеводородов, покидающих вторую секцию.

Таблица 9

Состав углеводородов, покидающих вторую секцию

	Компоненты	Количество
		кг/ч	м3/ч	кмоль/ч
	С3Н6+С3Н8	161,766	0,2672	3,73
	i-С4Н10(отработанный)	573,8+573,8	1,9948	19,79
	i-С4Н10(рециркулят)	66957,52	116,3871	1154,44
		17

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

	н-С4Н10		2338,23+2338,23		7,8596	80,63
	С5Н12		88,236+88,236		0,2753	2,45
	Алкилат		4190,9+4190,9		11,7218	73,59
	Сумма		81501,618		138,5058	1334,63
Тепловая		нагрузка второй секции.		Вычисляется так же, как и для

первой секции:

Q			G
	2

где Qал.2= 4190,9 кг/ч — количество (таблица 8).

	aл	q	p
		2		,	(1.19)
	0,8
	алкилата,				полученного во второй секции

Q	2

4190,9 1050 0,8

5,5 10	6	кДж/кг

.

Количество углеводородов, испаряющихся во второй секции. При допущении, которое сделано при тепловом расчете первой секции, найдем количество изобутана, испаренного во второй секции:

							Q		/		/			/		/
			/					2	V 2C H	6	r C H	6	V 2C H			r C	H
									3		3			3	8	3	8
		V 2изоС H									/						;
				4 10
											r изо C H
												4	10
				5,5 10	6	1,05			15600 2,67 16200
/														266,7 кмоль/ч.
V	2 изоС H								20400
	4	10
или
/			266,7 58 15467,7 кг/ч.
V	2 изоС	H
	4	1 0

(1.20)

Время пребывания смеси углеводородов и кислоты во второй секции.

Полный объем второй секции такой же, как и первой: VP2 = VP1 = 17 м3. При степени заполнения φ = 0,7 объем смеси углеводородов и кислоты будет равен

							V2	Vp			2	;		(1.21)
							V 0,7 17 11,9						3	.
													м
			2
Время пребывания смеси (продолжительность													контакта) во второй секции:
							τ		60 V2	,				(1.22)
									R 2
где R2 = 327,16 м3/ч — объем смеси, поступающей во вторую секцию (таблица 7);
				60 11,9		2,2 мин.
	2		327,16
Объемная скорость подачи олефинов.													Объем кислоты во второй
секции:
V					187,6 2,2		6,9 м3 .
	k2		60
			18

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Объем углеводородов:

V		V	V	;
y	2	2	k
			2

V	11,9 6,9 5	м	3	.
y	2

Объемная скорость подачи олефинов:

			V
			ол
			2	;
	2		V
			к
			2

ω			3,2	0,46 ч	1	.
	2		6,9

(1.23)

(1.24)

1.2.3 Расчет третьей секции

Все определения ведутся по аналогии с расчетом второй секции. Массовые и объемные количества компонентов загрузки даны в таблице 10.

Таблица 10

Массовые и объемные количества компонентов загрузки третьей секции

		Компонент			Количество
		загрузки			кг/ч	м3/ч
		С3Н6+С3Н8			161,766	0,2672
		С4Н8			2058,82	3,2069
		i-С4Н10(свежий)			2705,88	4,7034
		i-С4Н10(отраб.)			573,8+573,8	1,9948
		i-С4Н10(рециркулят)			51488,9	89,5
		н-С4Н10			2338,23·3=7014,69	11,79
		С5Н12			88,236·3=264,708	0,413
		Алкилат			4190,9·2=8381,8	11,7218
		Катализатор			339656,044	191,28
		Сумма			412880,208	314,88
Отношение объемов катализатора и углеводородов в третьей секции
равно
α			191,28	1,55.
	3
		314,88 191,28

Количество алкилата, образующегося в третьей секции:

Gал3 2058,82 36,76 58 4190,9 кг/ч.

Количество свежего изобутана, не вошедшего в реакцию (отработанного),

равно

G uo3 2705,88 2132,08 573,8 кг/ч.

Тепловая нагрузка секции:

19

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Q3 4190,9 1050 5,5 106 кДж/кг. 0,8

Количество углеводородов, испаряющихся в третьей секции:

/				266,7 кмоль/ч.
V	3изоС H		0
	4	1
или

V/ 3изоС4H1 0 266,7 58 15467,7 кг/ч.

Время пребывания смеси углеводородов и кислоты:

V 0,7	3	.
	17 11,9 м
3

Время пребывания смеси (продолжительность контакта):

	τ			60 11,9	2,27 мин.
		3		314,88

Объемная скорость подачи олефинов:

V			191,28 2,27		3	.
				7,24 м
k	3		60
Объем углеводородов:
V			11,9 7,24	3	.
				4,66 м
y
3

Объемная скорость подачи олефинов:

ω			3,2	0,44 ч	1	.
	3		7,24

1.2.4 Расчет четвертой секции

Массовые и объемные количества компонентов загрузки даны в таблице

11.

Таблица 11

Массовые и объемные количества компонентов загрузки четвертой секции

	Компонент загрузки	Количество
		кг/ч	м3/ч
	С3Н6+С3Н8	161,766	0,2672
	С4Н8	2058,82	3,21
	i-С4Н10(свежий)	2705,88	4,7034
	i-С4Н10(отраб.)	573,8·3=1721,4	2,9922
	i-С4Н10(рециркулят)	36021,2	62,613
	н-С4Н10	2338,23·4=9352,92	15,719
	С5Н12	88,236·4=352,944	0,5506
	Алкилат	4190,9·3=12572,7	17,583
	Катализатор	339656,044	192,5098
	Сумма	404603,674	300,1482
		20

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Отношение объемов катализатора и углеводородов в четвертой секции

равно

				192,5		1,79.
		4		300,15	192,5

Количество алкилата, образующегося в четвертой секции:

G	ал	2058,82 36,76 58 4190,9 кг/ч.
	4

Количество свежего изобутана, не вошедшего в реакцию (отработанного),

равно

G	uo
	4

2705,88 2132,08 573,8 кг/ч

.

Тепловая нагрузка секции:

Q			4190,9 1050	5,5 10	6	кДж/кг.
	4		0,8

Количество углеводородов, испаряющихся в четвертой секции:

V/ 4изоС4H1 0 266,7к66,7 /чч

или

V	/
	4 изоС H
	4	1 0

266,7 58 15467,7 кг/ч.

Время пребывания смеси углеводородов и кислоты:

V					3	.
		0,7 17 11,9 м
	4
Время				пребывания		смеси (продолжительность контакта):
τ			60 11,9		2,38 мин.
	4		300,15
Объемная скорость подачи олефинов:
V				192,5 2,38		7,6 м	3	.
	k	4		60

Объем углеводородов:

Vy4 11,9 7,6 4,3 м3.

Объемная скорость подачи олефинов:

ω4 3,27,6 0,42 ч 1.

1.2.5 Расчет пятой секции

Массовые и объемные количества компонентов загрузки даны в таблице

12.

Отношение объемов катализатора и углеводородов в пятой секции равно

	α5		193,74		2,11
			285,41	193,74
					.

Количество алкилата, образующегося в пятой секции:

21

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

G

ал

2058,82 36,76 58 4190,9 кг/ч

5

Таблица 12

Массовые и объемные количества компонентов загрузки пятой

секции

Компонент загрузки

Количество

кг/ч

м3/ч

С3Н6+С3Н8

161,766

0,2672

С4Н8

2058,82

3,21

i-С4Н10(свежий)

2705,88

4,7034

i-С4Н10(отработанный)

573,8·4=2295,2

3,9896

i-С4Н10(рециркулят)

20553,5

35,7266

н-С4Н10

2338,23·5=11691,15

19,6489

С5Н12

88,236·5=441,18

0,6883

Алкилат

4190,9·4=16763,6

23,44

Катализатор

339656,044

193,736

Сумма

396327,14

285,41

Количество свежего изобутана, не вошедшего в реакцию (отработанного),

равно

G

uo

2705,88 2132,08 573,8 кг/ч

5

Тепловая

нагрузка секции

Q

4190,9 1050

5,5 10

6

кДж/кг

5

0,8

Количество углеводородов, испаряющихся в пятой секции

V

/

5изоС H

266,7 кмоль/ч

4

1 0

или

V/ 5 изоС

H

266,7 58 15467,7 кг/ч

4

1 0

Время пребывания смеси углеводородов и кислоты

V

0,7 17 11,9 м

3

5

Время пребывания смеси (продолжительность контакта)

τ			60 11,9			2,5 мин
	5		285,41
Объемная					скорость подачи олефинов
V				193,74 2,5			8,07 м3

k5	60
Объем углеводородов
	22