3.5 Материальный расчет производства

3.5 Материальный расчет производства

Рис. 2.1 Схема материальных потоков выделения товарного пропилена:

Р-1-n – узел гидрирования;

Кн-1 – «отпарная» колонна;

Кт-2 – колонна фракционирования;

1 – емкость для отмывки «зеленого» масла;

2 – установка для удаления С₂ фракции;

G₁ – материальный поток ППФ на гидрирование;

G₂ – материальный поток водорода;

G₃ – материальный поток прогидрированной ППФ;

G_4, G₅– материальный поток «зеленого» масла;

G₁₀ – материальный поток G₂ фракции;

G₁₄ – материальный поток ППФ для выделения товарного пропилена;

G₁₅ – материальный поток товарного пропилена;

G₁₆ – материальный поток куба Кт-2.

Производительность по пропилену 230000 тонн в год.

1) Эффективный фонд работы оборудования в часах:

Т_эф= Т_н- Т_кап;

Т_кап=15 суток;

Т_эф= .

2) Производительность по пропилену, кг/ч:

3) Найдем весь поток G₁₅, зная, что пропилена в нем содержится 99,85 %, кг/ч:

27380,95——	99,85%
х ——	100%

х = 27422,08;

Остальную часть составляет пропан:

27422,08 – 27380,95 = 41,13 кг/ч;
Найдем питание колонны G₁₄, зная, что G₁₅ составляет 88,9% от питания колонны, кг/ч:

27422,08——	88,9%
х ——	100%

х = 30845,98

4) Тогда G₁₆ = G₁₄ - G₁₅ =30845,98 - 27422,08=3423,9 (кг/ч);

5) Найдем содержание всех компонентов в потоке G₁₄, кг/ч:

пропилен:

30845,98——	100%
х ——	92,47%

х = 28523,28;

МАПД:

30845,98——	100%
х ——	1,32%

х = 407,17;

пропан:

30845,98——	100%
х ——	6,07%

х = 1872,35;

1,3 – бутадиен:

30845,98——	100%
х ——	0,05%

х = 15,42;

бутен-1:

30845,98——	100%
х ——	0,04%

х = 12,34;

6) Таблица 3.3 Материальный баланс колонны Кт-2:

Приход	Расход
Сырьевые потоки	% мас	кг/ч	продукт. потоки	% мас	кг/ч
Питание (G14), в т. ч.:		30845,98	1. Куб (G16), в т. ч.:		3423,9
пропилен	92,47	28523,28	пропилен	31,8	1088,8
МАПД	1,34	407,17	МАПД	12,09	413,95
пропан	6,09	1872,35	пропан	55,21	1890,34
1,3- бутадиен	0,06	15,42	1,3-бутадиен	0,54	18,49
бутен-1	0,04	12,34	бутен-1	0,36	12,32
			2. Дистиллят (G15), в т. ч.:		27422,08
			пропилен	99,85	27380,95
			пропан	0,15	41,13
Итого:		30845,98	Итого:		30845,98

7) Куб Кн-1 составляет 75,12% от потока G₁₂, тогда G₈, кг/ч:

бутен-1:

30845,98——	75,12%
х ——	24,88%

х = 10216,29;

8) Состав потока G₈, кг/ч:

водород:

10216,29——	100%
х ——	0,11%

х = 11,24;

метан:

10216,29——	100%
х ——	3,40%

х = 347,35;

Этан:

10216,29——	100%
х ——	0,08%

х = 8,17;

Пропилен:

10216,29——	100%
х ——	90,29%

х = 92224,29;

Пропан:

10216,29——	100%
х ——	6,08%

х = 621,15;

1,3 – бутадиен, бутен-1:

10216,29——	100%
х ——	0,02%

х = 2,04;

9) G₁₂ = G₁₄ + G₈ =30845,98 +10216,29 =41062,27 (кг/ч).

10) Состав потока G₁₂, кг/ч:

Водород:

41062,27——	100%
х ——	0,03%

х = 12,32;

Метан:

41062,27——	100%
х ——	0,86%

х = 353,14;

этан:

41062,27——	100%
х ——	0,03%

х = 12,32;

пропилен:

41062,27——	100%
х ——	91,92%

х = 37744,44;

пропан:

41062,27——	100%
х ——	6,08%

х = 2496,59;

1,3 – бутадиен,

41062,27——	100%
х ——	0,05%

х = 20,53;

бутен-1:

41062,27——	100%
х ——	0,04%

х = 16,42;

МАПД:

41062,27——	100%
х ——	0,99%

х = 406,52;

11) Таблица 3.4 Материальный баланс колонны Кн-1:

Приход	Расход
Сырьевые потоки	% мас	кг/ч	Продукт. потоки	% мас	кг/ч
Питание (G12), в т.ч.:		41062,27	1. Куб (G14), в т. ч.:		30845,98
пропилен	91,92	37744,44	метан	0,01	3,08
пропан	6,08	2496,59	пропилен	92,47	28523,28
1,3-бутадиен	0,05	20,53	пропан	6,09	1878,52
МАПД	0,99	406,52	1,3-бутадиен	0,06	18,51
метан	0,86	353,14	бутен-1	0,04	12,34
этан	0,03	12,32	МАПД	1,34	413,34
водород	0,03	12,32	2. Дистиллят (G8), в т. ч.:		10216,29
бутен-1	0,04	16,42	водород	0,11	11,24
			пропилен	90,29	9224,29
			пропан	6,08	621,15
			1,3-бутадиен	0,02	2,04
			бутен-1	0,02	2,04
			метан	3,40	347,35
			этан	0,08	8,17
Итого:		41062,28	Итого:		41062,27

12) Поток G₁₁ направляется на орошение Кн-1 (88,54%) и на отмывку «зеленого масла». Найдем поток G₁₃, кг/ч:

41062,27——	88,54
х ——	11,46

х = 5314,81;

13) Тогда G_11, кг/ч:

G₁₁ = G₁₂ + G₁₃ =5314,81+41062,27=46377,08;

14) Легкая фракция (G₁₀)уходит в количестве 0,4% от питания, кг/ч:

56487,36——	99,6
х ——	0,4

х = 186,25;

15) G₉ = G₁₀ + G₁₁ =186,25+46377,08=46563,33 (кг/ч);

16) Так как G₉ = G₇ + G₈, то G₇ = G₉ – G₈=46563,33–10216,29=36347,04 (кг/ч);

17) «Зеленое масло» (G₆) уходит в количестве 1% от питания:

36347,04 ——	99%
х ——	1%

х = 367,14 кг/ч;

18) Тогда G₅ = G₇ + G₆=367,14+36347,04=36714,18 кг/ч;

19) G₄ = G₅ – G₁₃=36714,18 – 5314,81=31399,37 кг/ч;

20) Найдем содержание всех компонентов, входящих в состав потока G₄, кг/ч:

пропилен:

31399,37 ——	100%
х ——	92,05%

х = 28903,12;

пропан:

31399,37 ——	100%
х ——	5,08%

х = 1595,09;

водород:

31399,37 ——	100%
х ——	0,1%

х = 31,39;

метан:

31399,37 ——	100%
х ——	0,17%

х = 53,38;

этан:

31399,37 ——	100%
х ——	0,02%

х = 6,28;

МАПД:

31399,37 ——	100%
х ——	1,3%

х = 408,19;

1,3 – бутадиен:

31399,37 ——	100%
х ——	0,06%

х = 18,83;

бутен – 1:

31399,37 ——	100%
х ——	0,05%

х = 15,7;

«зеленое масло»:

31399,37 ——	100%
х ——	1,17%

х = 367,37;

21) Найдем содержание МАПД в потоке G₁, зная, что конверсия составляет 0,784:

22) Учитывая, что содержание МАПД в потоке составляет 6%, найдем G₁, кг/ч:

1889,77 ——	6%
х ——	100%

х = 31496,17;

этан:

31496,17 ——	100%
х ——	0,02%

х = 6,30;

пропилен:

31496,17 ——	100%
х ——	89,83%

х = 28293,01;

пропан:

31496,17 ——	100%
х ——	4,04%

х = 1272,45;

1,3 – бутадиен:

31496,17 ——	100%
х ——	0,06%

х = 15,75;

бутен – 1:

31496,17 ——	100%
х ——	0,05%

х = 15,75;

23) Найдем количество водорода, подаваемого на гидрирование:

мольное отношение H₂ : С₃ H₄ = 1,5:1

МАПД в кмоль/ч:

тогда водород в кмоль/ч:

водород в кг/ч:

24) Содержание водорода в потоке G₂ составляет 94% и 6% метана:

Метан:

141,73 ——	94%
х ——	6%

х = 9,05;

G₂=141,73+9,05=150,78 кг/ч;

Расход «зеленого» масла в потоке G₃ составляет 0,78% от исходного сырья, кг/ч:

G₁+ G₂= 31496,17+150,78=31646,95;

G₃=31646,95∙0,78/100 =246,85.

25) Таблица 3.5 Материальный баланс реактора Р-1-n

Приход	Расход
Сырьевые потоки	% мас	кг/ч	Продукт. потоки	% мас	кг/ч
1. ППФ (G1), в т. ч.:		31496,17	1. ППФ (G3), в т. ч.:		31646,95
пропилен	89,83	28293,01	пропилен	92,05	29131,02
пропан	4,04	1272,45	пропан	5,08	1607,67
1,3-бутадиен	0,06	18,9	1,3-бутадиен	0,06	18,99
МАПД		1889,77	МАПД	1,3	411,41
этан	0,02	6,3	этан	0,02	6,33
бутен-1	0,05	15,75	водород	0,1	31,65
2. поток (G2), в т. ч.:		150,78	метан	0,17	53,8
водород		141,73	бутен-1	0,05	15,82
метан		9,04	«зеленое» масло	1,17	370,27
			2. «Зеленое» масло		246,85
Итого:		31496,17	Итого:		31646,95

Дата добавления: 2015-08-28