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Título del diseño (tesis): Diseño de una torre empacada para una mezcla de tolueno y agua con una producción anual de 1.0000 toneladas.
Estación de correspondencia: Especialidad: Tecnología Química Clase: xx
Estudiante: xx Instructor:
1. Las principales tareas y objetivos del diseño (tesis)<. /p>
p>
Cálculo del diseño de la torre:
Cálculo del proceso de la torre A (balance de materiales y energía)
Cálculo del diseño de las principales dimensiones del proceso de la torre B y bandeja
⑶Cálculo de calibración de mecánica de fluidos de la torre de destilación de benceno
(4) Selección y cálculo de equipos auxiliares relacionados
⑸Resultados del diseño, análisis y discusión
2. Requisitos básicos y contenido del diseño (tesis)
(1) El contenido de la tesis cumple con los estándares de redacción del diseño de graduación.
⑵Los datos son fiables, auténticos y representativos.
⑶El proceso de cálculo es detallado y cumple con los requisitos de especificación.
⑷ Los requisitos de dibujo en papel incluyen: diagrama de control de flujo del proceso de producción, diagrama de ensamblaje parcial de la torre, diagrama X-Y y diagrama de rendimiento de carga de la bandeja.
3. Referencias principales
(1) Lu Meijuan. Principios de Ingeniería Química. Prensa de la industria química. 2001 1ª edición.
[2] Feng Bohua. Manual de Ingeniería Química, Volúmenes 1, 2, 3 y 6. Prensa de la industria química, 1989, 1.
⑶Prepucio Qin. Guía principal de diseño de cursos de la Universidad Tecnológica del Sur de China. Oficina de Enseñanza e Investigación de Principios de Ingeniería Química, Universidad de Tecnología Química de Beijing, abril de 1997.
⑷Chen Hongkai. proceso de separación química. Prensa de la industria química. 1 de mayo de 1995.
5] Chen Zhongxiu. Termodinámica química. Prensa de la industria química.
1993 11.
Palabras clave: relación de reflujo, destilación, alimentación del punto de burbuja, equipo, método de prueba y error
Contenido
Prólogo... .... ................................(7)
Capítulo 1 Descripción del Plan de Rectificación... ...............(7)
Sección 1.1 Presión de funcionamiento............ ......... ...(7)
Sección 1.2 Estado de alimentación................. ...........(8)
El reflujo forzado (reflujo frío) se utiliza en la sección 1.3.............(8).
Sección 1.4 Método de calentamiento de la caldera de torre y medio de calentamiento..... .(8)
Sección 1.5 Método de condensación superior de la torre y medio de enfriamiento... ............(8)
Sección 1.6 Descripción del proceso.. ...................... .....(8)
Sección 1.7 Características de la torre de placa de tamiz...... ......(9)
Sección 1.8 Naturaleza y finalidad de la producción............(9)
Sección 1.9 Seguridad y protección del medio ambiente ......................(11)
Capítulo 2 Análisis de la unidad de saturación de hidrogenación de olefinas.. ........ .....(12)
Sección 2.1 Análisis del mecanismo de reacción y factores que influyen
Sección 2.2 Balance de materia
Sección 2.3 Balance de energía
Capítulo 3 Diseño y cálculos...................para columnas de destilación (12)
3.1 Cálculo del proceso de la sección de la torre ............(12)
Sección 3.2 Diseño de bandeja y cálculo de las principales dimensiones del proceso.....(25)
Capítulo 4 Fluido Cálculo Mecánico de la Torre............. .(31)
Sección 4.1 Inspección.............(31)
Sección 4.2 Cálculo................................Tabla de rendimiento por carga (34)
Capítulo 5 Cálculo de selección de equipos auxiliares......(39)
Sección 5.1 Cálculo y selección del intercambiador de calor..... .................(39)
Sección 5.2 Determinación del tamaño de la tubería... ...(44)
Sección 5.3 Determinación de los tanques de materia prima y tanques de producto terminado ............(45)
Capítulo Capítulo 6 Resumen y revisión de los resultados del diseño.............(45)
Sección 6.1 Requisitos de datos............. ............(45)
Sección 6.2 Características de diseño.. ........... ........(46)
Preguntas de la Sección 6.3................. .......( 46)
Referencia................................ ........(47)
Descripción del símbolo................................ ........(48)
Apéndice 1................................ ..........(5
2)
Apéndice 2.................................... . (52)
Apéndice 3................................. ... .(52)
Apéndice 4................................. ...... ..(52)
Prefacio
Este artículo se centra en el esquema de purificación y destilación del benceno en el sistema binario de solución de benceno-tolueno en la producción industrial. Según la naturaleza y composición de las materias primas y la naturaleza y composición de los productos, diseñar la torre de destilación y realizar cálculos de balance de materia. Mediante cálculos de diseño y cálculos de prueba, se determinaron preliminarmente las condiciones operativas y la composición del material de la alimentación, la parte superior e inferior de la torre de destilación. Al mismo tiempo, la estructura básica de la torre de destilación incluye las dimensiones principales de la torre, el condensador superior, el hervidor inferior, las dimensiones de las tuberías relacionadas y los tanques de almacenamiento, etc. Se calcula y se elige. Durante el proceso de cálculo y diseño, materiales relevantes como "Principios de ingeniería química", "Manual de ingeniería química", "Manual de cálculo de procesos de equipos de intercambio en frío", "Conocimientos básicos de equipos de refinación", "Principios de procesos de unidades de procesamiento de petróleo" y otros relacionados. Se hizo referencia a los materiales que sirvieron de base para la torre de destilación. Los cálculos de diseño brindan respaldo técnico y garantía.
A través del diseño de la torre de destilación y el cálculo del balance de materia, profundizamos aún más nuestra comprensión de los principios químicos y principios de proceso de las unidades de procesamiento de petróleo, ampliamos nuestros horizontes y mejoramos nuestros conocimientos y habilidades en cálculo, dibujo y uso de la computadora, lo que sentó una buena base para su uso posterior en trabajos futuros.
Capítulo 1 Descripción del Plan de Rectificación
Este plan de destilación es adecuado para la purificación de benceno en el sistema binario de solución de benceno-tolueno en la producción industrial. La pureza del producto de la columna de benceno de la torre de destilación es muy alta, alcanzando más de 99,9. Se requiere que los productos en la parte superior e inferior de la torre se califiquen al mismo tiempo y que la temperatura cambie en la parte superior de los dos. Las torres son muy estrechas (0,02 °C), lo que está mucho más allá del alcance del control de temperatura de destilación normal. Por lo tanto, en el control del proceso de producción real, sólo el control sensible del tablero puede cumplir con los requisitos. Por lo tanto, la torre de benceno adopta control de diferencia de temperatura.
Sección 1.1 Presión de Operación
La operación de destilación se lleva a cabo bajo presión normal Debido a que el benceno tiene un punto de ebullición bajo, es adecuado para operar bajo presión normal sin descompresión ni presurización. Al mismo tiempo, los materiales de la serie del benceno no son propensos a la descomposición, polimerización y otras reacciones de deterioro a altas temperaturas, y son líquidos (no gases mezclados). Por lo tanto, no es necesario utilizar destilación a presión reducida o al vacío. Por otro lado, la destilación a presión o al vacío consume mucha energía y los sistemas que pueden funcionar a presión normal generalmente no requieren destilación a presión o al vacío.
Sección 1.2 Estado de alimentación
El estado de alimentación afecta directamente la posición relativa y la relación de equilibrio de la línea de alimentación (línea Q) y la línea operativa, y también tiene un gran impacto en el calor. equilibrio de toda la torre. En comparación con la alimentación de punto de burbuja, si se utiliza alimentación fría, bajo ciertos requisitos de separación, el número de placas teóricas necesarias es menor y no se necesita precalentador, pero se reduce la carga de calor en la parte inferior de la torre (que generalmente requiere calentamiento directo con vapor). desde El calor total está básicamente equilibrado, pero la temperatura de alimentación fluctúa mucho y la operación es difícil de controlar si se utiliza alimentación de punto de rocío, se necesitan más bandejas teóricas bajo ciertos requisitos de separación y la carga del precalentador antes de la alimentación es grande, lo que puede causar problemas. Alto consumo. Al mismo tiempo, la cantidad de vapor ascendente en la sección de rectificación y en la sección de extracción cambia mucho, es difícil de controlar y se ve muy afectada por las condiciones externas.
La alimentación del punto de burbuja se encuentra entre los dos. La mayor ventaja es que se ve menos afectada por la interferencia externa. La cantidad de vapor ascendente en la sección de destilación y la sección de extracción de la torre cambia poco, lo que facilita la operación. para diseñar, fabricar y operar.
La sección 1.3 utiliza reflujo forzado (reflujo en frío).
El propósito de utilizar reflujo en frío es controlar la relación de reflujo, y el método de reflujo afecta directamente la temperatura de reflujo.
Sección 1.4 Método de calentamiento de la caldera de torre y medio de calentamiento
La caldera de torre utiliza un intercambiador de calor de tipo tubo como método de calentamiento indirecto del hervidor y el medio de calentamiento es vapor.
Sección 1.5 Método de condensación superior y medio de enfriamiento
La parte superior de la torre adopta un enfriador de condensación tubular y el medio de enfriamiento es agua de refrigeración.
Sección 1.6 Descripción del proceso
Dado que no hay una unidad de poshidrogenación en la unidad aguas arriba, las olefinas producidas en la reacción de reformado se introducirán en la materia prima de esta unidad. La presencia de olefinas hará que los productos de benceno y tolueno no superen la colorimetría de decapado, por lo que se debe realizar una saturación de olefinas.
El flujo de proceso de este dispositivo incluye dos partes: unidad de reacción de hidrogenación de olefinas y unidad de destilación.
Unidad de reacción de hidrogenación de olefinas: después de que la bomba de alimentación presuriza la materia prima, ingresa al intercambiador de calor E101 para intercambiar calor con el aceite generado por la reacción, luego ingresa al horno de calentamiento L101 para calentar y luego ingresa al reactor R101, donde se agrega la saturación de olefina. Después de la reacción del hidrógeno, ingresa al intercambiador de calor E1065438.
El plan de destilación adopta reflujo forzado que ahorra energía para el diseño del proceso y está equipado con un sistema de control automático con volumen y composición de alimentación constantes y ciertos requisitos de separación para garantizar un funcionamiento normal.
Proceso de destilación: el líquido de materia prima a 30 OC ingresa al intercambiador de calor de materia prima E102 desde el tanque de materia prima a través de la bomba de alimentación y luego se precalienta hasta el punto de burbuja (97,65 OC, el medio de calentamiento es vapor) a través del precalentador de materia prima La temperatura se eleva a aproximadamente 97,65oC, y luego ingresa a la torre de destilación T101 desde el puerto de alimentación para la destilación. La mezcla de gas y líquido parcialmente condensada con una temperatura de gas de 81,52 °C en la parte superior de la torre ingresa al enfriador superior de la torre (el medio de enfriamiento es agua de refrigeración. El material condensado ingresa al tanque de reflujo V102 y luego a una parte del mismo). El material líquido se bombea a la parte superior de la torre como reflujo mediante la bomba de reflujo. La otra parte ingresa al tanque de almacenamiento de producto V103 a través del enfriador de producto como producto superior y luego pasa a través de la bomba de producto P104. Parte del líquido en la caldera de la torre ingresa al hervidor E103, se calienta con vapor y luego regresa a la caldera de la torre. La otra parte se intercambia con el intercambiador de calor de materia prima y se descarga al tanque de almacenamiento de tolueno. Durante todo el proceso, todas las salidas de las bombas están equipadas con manómetros y todos los tanques de almacenamiento están equipados con válvulas de escape para garantizar que los tanques de almacenamiento mantengan una presión normal.
Sección 1.7 Características de la torre de placas de tamiz
La torre de placas de tamiz es una de las primeras torres de placas utilizadas. Sus principales ventajas son:
(1) Estructura. Simple y fácil de procesar, su costo es de aproximadamente 60 para la torre de tapa de burbuja y 80 para la torre de válvula de flotador.
(2) En las mismas condiciones, la capacidad de producción es entre un 20% y un 40% mayor que la de la torre de burbujas.
(3) La eficiencia de la bandeja es mayor, alrededor de 65438±; más alta que la de la torre de burbujas 05, pero ligeramente más baja que la torre de válvula de flotador;
(4) La caída de presión del gas es pequeña y la caída de presión por placa es aproximadamente un 30 % menor que la de la torre de burbujas 05. la torre de burbujas.
La desventaja de la torre de placa de tamiz es que la placa de tamiz con orificios pequeños se bloquea fácilmente y no es adecuada para manipular partículas sucias, pegajosas y sólidas.
Sección 1.8 Propiedades y usos de producción
1.8.1 Propiedades y usos del benceno
El benceno es una sustancia inflamable, volátil, tóxica e incolora. El líquido transparente es un Líquido inflamable con un olor aromático especial. La fórmula molecular es C6H6, el peso molecular relativo es 78,11, la densidad relativa es 0,8794 (20 °C), el punto de fusión es 5,51 °C, el punto de ebullición es 80,1 °C y el punto de inflamación es -11 °C ( El límite de explosión de la mezcla de vapor y aire es 1,4 ~ 8,0. Insoluble en agua, mezclado con etanol, cloroformo, éter, disulfuro de carbono, tetracloruro de carbono, ácido acético glacial, acetona y aceite son miscibles. expuesto a altas temperaturas y llamas abiertas, y puede reaccionar violentamente con oxidantes como pentafluoruro de bromo, cloro, trióxido de cromo y ácido con alto contenido de cloro, nitroxilo, oxígeno, ozono, perclorato (tricloruro de aluminio, ácido fluoroperclórico), (sulfato de permanganato de potasio). , peróxido de potasio (perclorato de aluminio, ácido acético), peróxido de sodio, etc., no pueden coexistir con el diborano. Es uno de los carcinógenos. El benceno es una materia prima importante para tintes, plásticos, resinas sintéticas, fibras sintéticas, medicamentos y pesticidas. También se puede utilizar como combustible y solvente para pintura, caucho y pegamento. Estándares de calidad: consulte la Tabla 1-1. Tabla 1-1 Estándares de calidad de benceno puro (GB/T2283-93). p>
Índice de proyectos
Super One, Categoría II y III
La apariencia es un líquido transparente a temperatura ambiente (18~25 ℃), no más oscuro que el color de 0,003 g de solución de dicromato de potasio por 1000 ml de agua.
Densidad (20 ℃)/kg/metro cúbico
Rango de ebullición/℃
A presión atmosférica (80,1 ℃)
Ácido método colorimétrico de lavado
Valor de salmuera/(g/100 ml)
Punto de cristalización/℃
Disulfuro de carbono/(gBr/100 ml)
Thien/(g/100 ml) 876 ~ 880
Experimento neutro
Humedad a temperatura ambiente (18~20 ℃), no hay agua insoluble visible.
1.8.2 Propiedades del tolueno
El tolueno tiene un fuerte olor aromático, un líquido refractivo volátil incoloro y olor a benceno. La fórmula molecular es C7H8, el peso molecular relativo es 92,130, la densidad relativa es 0,866 (20 ℃/4 ℃), el punto de fusión es -95 ~ -94,5 ℃, el punto de ebullición es 110,4 ℃, el punto de inflamación es 4,44 ℃ (vaso cerrado) y el punto de autoignición es 480 ℃. Casi insoluble en agua, miscible con etanol, cloroformo, éter, acetona, ácido acético glacial y disulfuro de carbono. Es fácil incendiarse cuando se expone al calor, llamas abiertas y oxidantes. Puede explotar cuando se expone a una llama abierta o reacciona con (ácido sulfúrico, ácido nítrico), tetróxido de dinitrógeno, perclorato de plata, trifluoruro de bromo, hexafluoruro de uranio y otras sustancias. Si el caudal es demasiado rápido (más de 3 m/s), existe el riesgo de generar y acumular electricidad estática. El tolueno se puede clorar, nitrar, sulfonar, oxidar y reducir antes de usarlo como intermediario para tintes, especias farmacéuticas, explosivos, azúcar refinada, etc. Debido a su bajo punto de cristalización, el tolueno se utiliza como aditivo en combustibles para motores de aviación y de combustión interna. Estándares de calidad: Ver Tabla 1-2.
Tabla 1-2 Estándares de calidad del tolueno (GB/T2284-93)
Índice de proyectos
Super Grado Uno y Grado Dos
Aparece como un líquido transparente a temperatura ambiente (18~25 ℃), no más oscuro que el color de 0,003 g de solución de dicromato de potasio por 1000 ml de agua.
Densidad (20 ℃)/(kg/metro cúbico)
Rango de ebullición/℃
A presión atmosférica (110,6 ℃)
Método colorimétrico de lavado ácido
Estado de valencia del bromo/(GBR/100 ml) 863 ~ 868
Experimento neutro
Humedad a temperatura ambiente (18~20 ℃), sin agua insoluble visible.
1.9 Seguridad y protección del medio ambiente
1.9.1 Medidas de seguridad
Los productos bencénicos son líquidos transparentes incoloros, inflamables, explosivos y tóxicos, y sus vapores se mezclan con el aire. formar mezclas explosivas. Por tanto, se debe prestar especial atención a la prevención de incendios y reforzar las medidas de seguridad.
(1) No se permiten llamas abiertas ni chispas. El equipo debe estar sellado para reducir la evaporación del vapor de benceno y las emisiones al contenedor. La tubería de descarga del equipo debe descargarse a la atmósfera y su abertura debe cubrirse con una fina malla metálica para evitar que los productos de benceno en el tanque de almacenamiento o en el equipo de destilación se quemen debido al efecto contraproducente del vapor descargado. El taller debe estar equipado con un buen equipo de ventilación para evitar la acumulación de vapor de benceno.
(2) Todas las estructuras metálicas deben estar conectadas a tierra en varios lugares de acuerdo con las regulaciones. Para evitar cargas estáticas causadas por la caída libre de líquidos, todas las tuberías que conducen al tanque deben instalarse cerca del fondo del tanque y el motor debe colocarse en un taller separado.
(3) Se deben equipar extintores de espuma y dispositivos de extinción de vapor, y no se debe utilizar agua para extinguir los incendios.
(4) Antes de que los trabajadores ingresen a los tanques de almacenamiento o equipos para su limpieza o reparación, deben drenar completamente el aceite, cortar todas las tuberías y limpiar minuciosamente el equipo con vapor antes de ingresar y prestar atención a la ventilación. El personal de mantenimiento no cuenta con certificados de trabajo en caliente y tiene prohibido realizar trabajos en caliente en el área de producción.
(5) El personal que ingrese al área de producción o que no tenga nada que ver con la producción no podrá manipular equipos e instrumentos de medición.
(6) Limpiar fugas en equipos y tuberías de manera oportuna para prevenir envenenamientos, incendios, explosiones y otros accidentes.
(7) Respuesta de emergencia contra fugas: evacue rápidamente al personal en el área contaminada con la fuga a un área segura, aíslelo y restrinja estrictamente el acceso. Corta el fuego. Se recomienda que los socorristas utilicen aparatos respiratorios autónomos de presión positiva y ropa resistente al fuego. Corte la fuente de fuga tanto como sea posible para evitar que entre en espacios confinados como alcantarillas y zanjas de inundación. Pequeña fuga: absorbida por carbón activado u otras sustancias inertes.
También puede cepillar con una emulsión hecha de dispersantes no inflamables y colocar la emulsión en el sistema de aguas residuales después de la dilución. Grandes cantidades de fugas de agua: Construya terraplenes o cave pozos para contenerlas; cúbralas con espuma para inhibir la evaporación. Utilice una bomba a prueba de explosiones para transferirlo a un camión cisterna o recolector especial, y recíclelo o transpórtelo a un vertedero de desechos para su eliminación.
1.9.2 Protección ambiental
Implementar concienzudamente los lineamientos y políticas de protección ambiental e insistir en el diseño, construcción y producción simultánea de instalaciones de prevención y control de la contaminación y equipos de producción en al mismo tiempo. El análisis de las medidas de tratamiento de los “tres residuos” es el siguiente:
(1) Aguas residuales: El agua de enfriamiento indirecto de cada equipo se recicla para el enfriamiento del coque en la coquería, y el agua separada del proceso Los productos se envían al dispositivo bioquímico para su tratamiento. Después de la precipitación preliminar y la separación del agua y el petróleo, el agua de lavado del equipo se envía a un tratamiento bioquímico.
(2) Gas de escape: el gas condensado se recicla, se quema y se introduce en el haz de tuberías. El tanque de almacenamiento del producto está equipado con un dispositivo de pulverización de agua y medidas de sellado de nitrógeno para evitar que la volatilización contamine el ambiente atmosférico. .
(3) Residuos: Los residuos generados durante el proceso productivo se envían a la sección de reciclaje para su uso como materia prima.
Detectar periódicamente el contenido de benceno en cada puesto de producción y el contenido promedio de diversos contaminantes en el agua de producción para evitar ocurrencias excesivas.
Capítulo 2 Análisis de la unidad de saturación de hidrogenación de olefinas
2.1 Análisis del mecanismo de reacción y factores que influyen
(1) Mecanismo de reacción
Único Alquenos CnH2n H2→CnH2n 2
Dieno CnH2n-2 2H2→CnH2n 2
Olefinas cíclicas
La reacción de saturación de hidrogenación de las olefinas también es una exoterma que consume hidrógeno. reacción.
(2) Factores que afectan el proceso de reacción de saturación de hidrogenación de olefinas.
Además del rendimiento del catalizador, los factores que influyen en el proceso de reacción de saturación de hidrogenación de olefinas incluyen principalmente las propiedades de la materia prima, la temperatura de reacción, la presión de reacción, la relación hidrógeno-aceite y la velocidad espacial.
①Naturaleza de las materias primas
Cuando se procesan materias primas con alto contenido de olefinas, se requiere una mayor gravedad de la reacción (es decir, mayor presión y temperatura de reacción, menor espacio de reacción). Además, debemos prestar atención a la protección del gas inerte del tanque de aceite de materia prima. Es mejor ingresar al dispositivo directamente para evitar la oxidación y la formación de coloides durante el contacto con el aire, lo que provocará una desactivación acelerada del catalizador.
②Temperatura de reacción
La temperatura de reacción generalmente se refiere a la temperatura promedio del lecho del catalizador. La reacción de hidrogenación y saturación de olefinas es una reacción exotérmica. Aumentar la temperatura de reacción no favorece el equilibrio químico de la reacción de hidrogenación, pero puede aumentar significativamente la velocidad de la reacción química y la profundidad de refinamiento. Una temperatura de reacción excesivamente alta promoverá la aparición de reacciones secundarias de hidrocraqueo, reducirá el rendimiento líquido del producto, acelerará la tasa de deposición de carbono del catalizador y reducirá la vida útil del catalizador; la temperatura de reacción es demasiado baja y la eliminación de; No se pueden garantizar las impurezas.
A temperaturas muy altas, la saturación de olefinas se limita significativamente. Por lo tanto, los productos operados a altas temperaturas tendrán más olefinas residuales que los productos operados a bajas temperaturas. Cuando hay importantes componentes ligeros en la materia prima, el sulfuro de hidrógeno reacciona con olefinas para formar alcoholes cuando se utilizan nuevos catalizadores, y los mercaptanos se pueden evitar operando a temperaturas más bajas.
Dependiendo de la actividad del catalizador y el contenido de olefina en el aceite de alimentación, la temperatura de la reacción de prehidrogenación es generalmente de 150 ~ 180 °C. A medida que aumenta el tiempo de operación, la temperatura de reacción aumenta gradualmente para compensar la disminución de la actividad del catalizador.
③Presión de reacción
Cuando se requiere una determinada calidad del producto, la selección de la presión considera principalmente la vida útil del catalizador y el contenido de olefina en el aceite de alimentación. En términos generales, cuanto mayor es la presión, más largo es el ciclo de operación del catalizador; cuanto mayor es el contenido de olefina del aceite de alimentación, mayor es la presión de operación selectiva. Aumentar la presión de reacción promoverá la velocidad de la reacción de hidrogenación, aumentará la profundidad de refinación y mantendrá la actividad del catalizador. Sin embargo, una presión excesiva promoverá la reacción de hidrocraqueo y reducirá el rendimiento líquido total del producto, mientras que una presión de reacción excesiva aumentará los costos de inversión y operación.
④Relación hidrógeno-aceite
La denominada relación hidrógeno-aceite refleja la relación entre el caudal de hidrógeno y la cantidad de alimentación en condiciones estándar. Puede representarse por H2/HC. Aumentar la relación hidrógeno-aceite no sólo es beneficioso para la reacción de hidrogenación, sino que también previene la coquización y protege el catalizador. Sin embargo, cuando la alimentación de petróleo crudo es constante, una relación excesiva de hidrógeno a petróleo reducirá el tiempo de contacto entre el petróleo crudo y el catalizador, lo que no favorece la reacción de hidrogenación, lo que resulta en una disminución en la profundidad de refinación y la calidad del producto. , y también aumentará la caída de presión del sistema y la carga del compresor. Aumentará los costos operativos.
⑤Velocidad espacial
La velocidad espacial se refiere a la cantidad de materia prima procesada por el catalizador por unidad (masa o volumen) por unidad de tiempo, abreviada como h-1. La velocidad del aire se divide en velocidad del aire en masa y velocidad del aire en volumen. El recíproco de la velocidad espacial volumétrica (LHSV) comúnmente utilizada es equivalente al tiempo de contacto de la reacción, que se denomina tiempo de contacto falso. Por lo tanto, el tamaño de la velocidad espacial significa la duración del tiempo de contacto entre la materia prima y el catalizador. Si la velocidad espacial es demasiado grande, es decir, cuantas más materias primas procese el catalizador unitario, más corto será el tiempo de contacto, lo que afectará la profundidad de refinación; si la velocidad espacial es demasiado pequeña, la reacción de hidrocraqueo aumentará; se reducirá el rendimiento líquido del producto, se acortará el ciclo de operación y se reducirá la capacidad de producción del dispositivo.
2.2 Balance de materiales
Tabla 2-1 Unidad de datos de materiales de la unidad de reacción de hidrogenación de olefinas: toneladas/día
Unirse y abandonar el Partido
Materia prima aceite 43.2 Alimentación de destilación 42.32
Pérdida de hidrógeno 0.52 1.40
Total 43.72 Total 43.72
2.3 Balance energético (tomando como ejemplo el horno de calentamiento)
2.3.1 Datos de materias primas que entran y salen del horno de calentamiento
Los datos de materias primas que entran y salen del horno de calentamiento se muestran en la Tabla 2-2.
Tabla 2-2 Datos de materias primas que entran y salen del horno de calentamiento
Llamada entrante (80 ℃) y llamada saliente (160 ℃)
Unidad< /p >
Unidad de calor de entalpía de los datos de composición del artículo
Calor de entalpía de los datos de composición del artículo
m kcal/kg de calorías secas
Origen
Materiales
Aceite benceno 0,7 130 16,38 crudo
Materiales
Aceite benceno 0,7 154 19,40
Tolueno 0,3 128 6,912 Tolueno 0,3 158 8,532
Olefinas Alquenos
Hidrógeno 540 1,170 Hidrógeno 1090 2,362
Total 24,462 Total 30,294
Nota: El contenido de olefinas en el La materia prima rara vez se ignora durante los cálculos.
2.3.2 Balance de calor del horno de calentamiento
Como se puede ver en la Tabla 2-2, el valor de aumento de calor del aceite crudo después de pasar por el horno de calentamiento es 5.832 W kcal/t.
p>El horno de calentamiento requiere gas de combustión. La composición del gas utilizado en los hornos de calefacción se muestra en la Tabla 2-3.
Tabla 2-3 Tabla de cálculo de entalpía y composición del gas del horno de calefacción
Datos del análisis de entalpía del valor calorífico del volumen de composición
1 Hidrógeno 2650 44,91 1190,115
Oxígeno 0 11.73 0
3 Nitrógeno 0 40.56 0
4 Dióxido de carbono 0.020
5 Monóxido de carbono 301800
6 Metano 8529 1.61. 137.438 069
7Etano 15186 0.48 72. 586767676867
8Etileno 14204 0.42 59.6568
9Propano 21742 0.05 10.438 0
10 Propileno 20638 0,07 14,4466
Isobutano 26100 0,03 7,83
12 n-butano 28281 0,03 8,4843
13 n-buteno 27160 0,02 5,432
14 Isobutileno 27160 0,01 2,716
15 Ácido fumárico 27160 0,02 5,432
16 Ácido maleico 27160 0,01 2,716
17 Superior a C5 34818 0,03 10,4454
Número total: 100 1528. 56636.88866866666
Referencias del capítulo 7
Principios de ingeniería química (1) Volumen 1, Chemical Industry Press, tercera edición, mayo de 2006.
2 Feng Bohua. Manual de Ingeniería Química, Volúmenes 1, 2, 3 y 6.
Prensa de la industria química, 1989, 1.
3 Prepucio Qin. Guía principal de diseño de cursos de la Universidad Tecnológica del Sur de China. Oficina de Enseñanza e Investigación de Principios de Ingeniería Química, Universidad de Tecnología Química de Beijing, abril de 1997.
4. Chemical Separation Process, Chemical Industry Press, mayo de 1995, primera edición.
5 Chen Zhongxiu. Termodinámica química. Prensa de la industria química. 1993 11ª edición.
6 Shen Fu et al. "Principios de la tecnología de equipos de procesamiento de petróleo" (Volumen 1). Prensa Sinopec. Número 65438, agosto de 2004, página 0.
7. Manual de cálculo de procesos de equipos de intercambio en frío. Prensa Sinopec. Versión 1, septiembre de 2003.
8. El editor en jefe Ma Bingqian. Conocimientos básicos de equipos de refino. Prensa Sinopec. Versión 1, junio de 2003.
9. Automatización de instrumentación petroquímica. Prensa Sinopec. Edición 1, mayo de 1994.
10. Equipo químico. Prensa Sinopec. Edición 1 de junio de 1996.
11. Principios de proceso de las unidades de procesamiento de petróleo. Prensa Sinopec. Versión 1, agosto de 2004.
12. Principios de Ingeniería Química. Prensa de la industria química. Versión 10, junio de 2006.
Descripción del símbolo
Área de intercambio de calor m2
Área de burbuja Aa m2
Área de sección transversal del bajante Af m2
Área efectiva de transferencia de masa m2
Área de rejilla Ao m2
Área de sección transversal de la torre AT m2
Una fracción de masa-
Coeficiente de carga-
Calor específico CP kj/kg.oc (kj/kg.k)
Caudal de producto en la parte superior de la torre Kmol/h (kg/h)
Diámetro nominal m de Dg
Diámetro torre DT m
Diámetro interior tubería D mm
Diámetro exterior tubería D1 mm
Diámetro del orificio mm
Diámetro promedio del tubo dm mm
e Coeficiente de contracción del flujo de líquido-
Eficiencia total de la bandeja ET-
Ev Arrastre de niebla kg líquido/kg gas
Caudal de alimentación Kmol/h (kg/h)
hAltura de la torre m
Transparente en placa HL Capa nocturna altura mm
Espaciamiento entre placas HT m
Altura neta de la capa nocturna en bajante HD m
Altura del espacio superior de la torre HD m
Altura de espacio en la parte inferior de la torre HB m
hd caída de presión del gas que pasa a través de la placa seca m
ho distancia desde el borde inferior del bajante hasta la bandeja m
¿Qué ¿Cuál es la altura de la altura del agua en el vertedero de desbordamiento en metros?
La caída de presión m del gas a alta presión que pasa a través de la bandeja
La caída de presión m del líquido Hr que pasa a través bajante
altura del vertedero de desbordamiento de agua m
hσ caída de presión causada por la tensión superficial del líquido m
Ko coeficiente total de transferencia de calor Kcal/m2. H.oC basado en pared interior.
k coeficiente de estabilidad
l Caudal de líquido Kmol/h (kg/h, metro cúbico/h)
lW longitud del vertedero de rebose
ms Caudal másico de refrigerante Kg/h
Número real de n bandejas -
Número de NT placas teóricas -
Nt número de intercambiadores de calor principales tubos -
Número inicial
q Carga térmica del intercambiador de calor w
r Relación de flujo de retorno -
Relación mínima de flujo de retorno -
¿Coeficiente de resistencia de escala Rsi m2 en el tubo de intercambio de calor? h? Tubo principal/daka
rCalor latente de vaporización KJ/Kg
Tc temperatura crítica k
Espaciamiento entre orificios en forma de T mm
Tp Espesor de la placa mm
Velocidad del gas Ua m/s según el área de burbujeo
Velocidad de purga de ultrafiltración m/s
Velocidad del gas de la torre vacía m/s
Velocidad del gas Uo m/s basada en el área de la malla
Velocidad del gas Uow en el punto de fuga m/s
El caudal de gas ascendente en la torre V es kilomol/horas (kilogramos/hora, metros cúbicos/hora)
W Salida de líquido en el fondo de la torre Kmol/h (Kg/h)
Wc Ancho del área del borde m (mm)
Wd Ancho bajante m (mm)
Ws Ancho zona de estabilidad entrada palet m (mm)
Ws 'Ancho zona de estabilidad salida palet m (mm)
x fracción molar de la fase líquida-
y fracción molar de la fase gaseosa-
Volatilidad relativa-
Coeficiente de película de transferencia de calor de Ai basado en Kcal en la pared interior /m2? h? Commander
¿El coeficiente de transferencia de calor de la película Kcal/m2 basado en la pared exterior de Ao? h? Commander
β coeficiente de expansión-
σ tensión superficial dyn/cm2
ρL densidad fase líquida Kg/m3
ρv(g ) Densidad de la fase gaseosa Kg/m3
μ viscosidad Cp
Porosidad-
фFactor de carga-
τ tiempo de residencia s
p>λ