Экстрактивная ректификация изопентан-изоамиленовой фракции с ДМФА

Ввиду большой высоты колонна К-211 разделена на две последовательно работающие колонны К-211/I, 211/II. Процесс идёт при давлении верха колонны К-211/I не более 1,4 кгс/см2 и температуре куба колнны К-211/II не более145оС.Диметилформамид подаётся в верхнюю часть колонны К-211/I на 44, 50 тарелки. Расход циркулирующего ДМФА регулируется регулятором поз. 8171, клапан которого установлен на линии ДМФА от насоса Н-224 в колонну К-211/I, после холодильника Т-225а.Четкость разделения зависит от: - соотношения компонентов в исходной смеси,- соотношения циркулирующего ДМФА к подаваемому сырью,- давления и температуры в колонне.С верха колонны К-211/I пары изопентановой фракции с температурой 45-60 °С и давлением не более 1,4 кгс/см2 поступают в дефлегматор Т-212, где конденсируются за счет циркуляции оборотной воды. Конденсат собирается в емкость Е-213. Несконденсированные газы из емкости Е-213 поступают в буфер Е-1.Давление в системе регулируется расходом воды, подаваемой в дефлегматоры Т-212, и осуществляется регулятором поз. 8180, клапан которого установлен на линии одувок из емкости Е-213 в буфер Е-1. При давлении верха колонны 1,5 кгс/см2 закрывается регулирующий клапан поз. 8172 на линии подачи теплоносителя в кипятильники Т-216.Сконденсированная изопентановая фракция из емкости Е-213 насосом Н-214 подается в виде флегмы на 57 тарелку колонны К-211/I, а балансовый избыток поступает на склад Т-8 в шар № 3. Расход флегмы поддерживается регулятором поз. 8174, уровень в емкости Е-213 поддерживается регулятором уровня поз. 8177, клапан которого установлен на линии откачки изопентановой фракции на склад Т-8. Предусмотрен периодический слив углеводородной воды из емкости Е-213 в емкость Е-277.Насыщенный изоамиленами ДМФА из куба колонны К-211/II самотеком, за счет перепада давления, поступает в колонну К-218 на 14, 20, 24 тарелки по II блоку экстракции, а по I блоку экстракции поступает на 16, 20 тарелки.Колонна К-218 предназначена для выделения изоамилен-изопреновой фракции из насыщенного ДМФА. Процесс ведется при температуре куба не более 170 °С и давлении не более 0,25 кгс/см2.Пары с верха колонны К-218 конденсируются в дефлегматоре Т-219 за счет циркуляции оборотной воды, далее конденсат стекает в емкость Е-220 и насосом Н-221 подается в виде флегмы в колонну К-218. Расход флегмы поддерживается регулятором поз. 8184, клапан которого расположен на линии подачи флегмы в колонну К-218 с коррекцией по температуре на 48 тарелке колонны К-218. Избыток изоамилен-изопреновой фракции по уровню в емкости Е-220 откачивается в цех № 1421 (склад Т-8 Ш-13/2), клапан поз. 8186 установлен на линии откачки изоамилен-изопреновой фракции на склад Т-8.Регенерация ДМФА осуществляется на двух последовательно работающих колоннах: на колонне К-237, работающей с давлением верха не более 0,06 кгс/см2 и температурой куба не более 158 оС, отгоняются «легкие» смолы, а на вакуумной колонне К-258 с остаточным давлением минус 0,5 кгс/см2 – минус 0,9 кгс/см2 и температурой куба не более 160оС, отгоняется ДМФА от «тяжелых» смол, которые остаются в кубе колонны К-258 и в кипятильниках Т-259/I,II.Парциальное давление изопентананиже, чем парциальные давления экстрагированного изоамилена (ДМФА+изоамилен) при заданных температурах верха и низа ректификационной колонны. Поэтому в качестве очередного приближения даннаярассматриваемая система сводится к расчету бинарной смеси ДМФА+изоамилен-изопентан.2.4Определение рабочего флегмового числаОпределим минимальное флегмовое число по уравнению 2.3:Далее рассчитываем оптимальное рабочее флегмовое число.где β – коэффициент избытка флегмы.Практически всегда действительное число тарелок в ректификационной колонне больше теоретического числа, так как в реальных условиях равновесие фаз приконтактномтепломассообмене на тарелках не достигается. Иными словами, КПД тарелки в ректификационной установке всегда меньше единицы.Расчет действительного числа тарелок в проектируемой ректификационной установке в данном курсовом проекте проводится по упрощенной методике, приведенной в [7, c.323]. Рассчитаем коэффициент избытка флегмы по уравнению Вильсона.Теория локальных составов рассматривает раствор как упорядоченную структуру, в которой можно выделить для бинарной системы два вида молекулярных микроансамблей с определенным координационным числом. Один тип микроансамблей имеет в центре молекулу первого компонента, другой – молекулу второго компонента.Коэффициенты уравнения Вильсона приведены в справочной литературе и составляют для смеси изопентан-изоамилен соответственно и .Найдем коэффициент избыка флегмы по уравнению Вильсона:Полученное значение R = 1 соответствует теоретически заданному.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ процессе выполнения курсового проекта было произведенорассмотрение технологической схемы ректификационной установки для экстракционного разделения смеси изопентан-изоамиленовой фракции. Экстрактивная ректификация используется в промышленности для выделения бутадиена и изопрена из продуктов пиролиза и дегидрирования углеводородов С4 и С5, выделения аренов из соответствующих фракций пиролизатов и катализатовриформинга.Базовая производительность ректификационной установки по изопентан-изоамиленовой фракции составляет 35837 кг/ч. Максимальная производительность установки была достигнута в 2009 году и составила 50000 кг/час.В работе было установлено, что флегмовое число реальной ректификационной установки соответствует теоретически заданному значениюR = 1 в соответствии с уравнением Вильсона.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫКонструирование и расчет элементов колонных аппаратов: Учебное пособие - Виноградов О.С., Виноградов С.Н., Таранцев К.В. Конструирование и расчет элементов колонных аппаратов: Учебное пособие. - Пенза: ПГУ, 2003. - 114 с.Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Ч.1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты. Учебник для вузов. Изд. 2-е. М.: Химия,1995. - 400с.Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов под ред. чл. - корр. АН России П. Г. Романкова. − 13-е изд., М.: ООО ТИД «Альянс», 2006.− 576 с..Тимонин А. С. Основы конструирования и расчёта химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник. Изд. 2-е пер. и доп. Том 1.: Калуга, 2002. – 846 с.Плановский А.Н, Николаев И.П. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. 5-изд. - М.:Химия, 1987 г. - 847 с.Процессы и аппараты химической технологии. Проектирование ректификационных колонн. Часть 2. Технологический, конструктивный и гидравлический расчеты. Методические указания к курсовому проектированию для студентов химико-технологического и заочного энерго-механического факультетов. - Томск: Изд. ТПУ, 1997, - 32 с.Павлов К.Ф., Романков П.Г, Малков М.П., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. 9-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1981. - 560 с.Динамические коэффициенты вязкости жидких веществ и водных растворов в зависимости от температуры.: Нефть-газ электронная библиотека [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.oglib.ru/tabl/table4.htmlЛащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. – Л.: Машгиз, 1970. – 753 с.Коптева В.Б. Опоры колонных аппаратов. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. – 24 с.Плотность растворителей при различной температуре. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://fptl.ru/spravo4nik/plotnost-rastvoritelej-ot-temperaturi.html