Изомеризация н-пентана в изопентан

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Катализатор алюмоплатиновый ИП-62М

(ТУ3810173-88)

Показатели качества	Норма
1.Химический состав (в пересчете  на прокаленный при 11000С), %масс.
а) содержание платины	0,5+0,05
б) содержание фтора	3,5+0,5
в) содержание натрия (в пересчете на окись натрия), не более	0,01
г) содержание железа, не более	0,2
2.Насыпная плотность катализатора (в пересчете на прокаленный  при 5500С, кг/дм), в пределах	0,6-0,7
3.Коэффициент прочности катализатора, н/мм (кг/мм), не менее:
- средний	9,8(1,0)
- минимальный	5,9(0,6)
4.Диаметр экструдатов, мм	2,8+0,2
5.Фракционный состав, массовая доля,%;
а) частиц менее 1мм, не более	0,1
б) экструдатов  длиной 1-3мм, не более	5,0
в) экструдатов  длиной 3-7мм, не менее	92,0
г) экструдатов  длиной 7мм, не более	2,0
Массовая доля потерь при прокаливании при 550С,%, не более	6,5
6.Каталитические свойства, % не менее
конверсия	49,5
селективность	96,2

 

 

 

 

 

4.  МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС

 

Таблица 5.1. Исходные данные к материальному балансу.

Мощность по изопентану, т/год	120 000
Конверсия по н-пентану	0,495
Селективность на разложенный н-пентан	0,962
Мольное соотношение н-пентан : водород	1 : 3
Потери изопентана, % масс.	2

 

Таблица 5.2. Состав пентановой фракции

Состав пентановой фракции:	% масс.
Н-пентан	97,0
Изопентан	2,0
С6 и выше	1,0

 

Таблица 5.3. Состав циркулирующего газа.

Состав циркулирующего газа:	% масс.
Водород	23,2
Метан	5,6
Этан	4,1
Пропан	2,9
С4	1,2
Н-пентан	36,9
Изопентан	25,8
С6 ивыше	0,3

 

 

 

 

 

Таблица 5.4. Состав рецикла.

Состав рецикла:	% масс.
Н-пентан	96,1
Изопентан	3,2
С6 и выше	0,7

 

Таблица 5.5. Состав продуктов разложения.

Состав продуктов разложения:	% масс.
Метан	0,3
Этан	0,7
Пропан	1,3
С4	1,5
Изопентан	96,2

 

Таблица 5.6. Состав отдувок циркулирующего газа.

Состав отдувок циркулирующего газа	% масс.
Водород	22,3
Метан	5,5
Этан	4,7
Пропан	3,2
С4	2,4
Н-пентан	36,52
изопентан	25,4

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.7. Состав конденсата при дросселировании в емкость № 19.

Состав конденсата при дросселировании в емкость № 19	% масс.
Водород	22,2
Метан	14,8
Этан	17,4
Пропан	12,3
С4	21
Н-пентан	12,3

 

Таблица 5.8. Состав фракции изопентана, поступающей на склад.

Состав фракции изопентана, поступающей на склад	%, масс.
С4	0,6
Н-пентан	1,5
Изопентан	97,6
С6 и выше	0,3

 

1. Производительность цеха по полученному изопентану:

            120 000 т/год = 120 000 000 кг/год. 

2. Количество часов работы агрегатов изомеризации 8040 ч/год, на ремонт выделяется 30 дней.
3. Часовая производительность цеха по изопентану:

120 000 000 / 8040 = 14925,4 кг/час или 207,3 кмоль/час.

4. С учетом потерь изопентана:

14925,4*1,02 = 15223,9кг/час или 211,4 кмоль/час.

 

5. Количество пентановой фракции, поступившей на изомеризацию:

15223,9кг/час / 0,495 = 30755,3 кг/час

30755,3 – 97%

      Х      - 100%

Х=30755,3*100/97 = 31706,5 кг/час или 440,4 кмоль/час.

6. Количество прореагировавшего пентана:

31706,5*0,495 = 15694,5 кг/час.

7. Количество н-пентана в готовом продукте (1,5%):

14925,4*0,015 = 223,88 кг/час.

8. Количество пентана, поступающего в цех:

15694,5+223,88 = 15918,38 кг/час.

9. Количество изопентана, получающегося при изомеризации:

15694,5*0,962 = 15098,1 кг/час.

10. Количество изопентана, содержащегося в исходной фракции:

31706,5*0,02 = 634,1 кг/час.

11. Количество водорода, подаваемого на изомеризацию (соотношение н-пентан : водород = 1 : 3):

440,4*3 = 1321,2 кмоль/час или 2642,4 кг/час.

12. Расход водорода при изомеризации составляет 0,15% от пропущенного н-пентана:

31706,5*0,0015 = 47,56 кг/час.

13. Количество водорода растворенного  в углеводородном конденсате, составляет 0,8% от количества водорода, подаваемого на изомеризацию:

2642,4*0,008 = 21,14 кг/час.

14. Отдувка водорода из несконденсированного газа принимается 1,33% от количества водорода, подаваемого на изомеризацию:

2642,4*0,0133 = 35,14 кг/час.

15. Общий расход водорода:

47,56 + 21,14 + 35,14 = 103,84 кг/час или 51,92 кмоль/час

16. Количество водорода в циркулирующем газе:

      2642,4 – 103,84 = 2538,56 кг/час.

Таблица 5.9. Баланс по водороду.    

Приход			Расход
Компоненты	Кг/час	%(вес)	Компоненты	Кг/час	%(вес)
Электролитический водород	103,84	100	На изомеризацию	47,56	45,8
			Растворившийся в углеводородном сырье	21,2	20,4
			Отдувки с циркулирующим газом	35,08	33,8
Итого	103,84	100		103,84	100

 

 

Таблица 5.10. Баланс по изопентану.

Приход			Расход
Компоненты	Кг/час	%(вес)	Компоненты	Кг/час	%(вес)
С сырьем	280,99	2.0	С фракцией изопентана	15223,9	98,9
Образующийся при изомеризации	15098,1	98,0	Отдувки	35,08	0,2
			Потери	120,11	0,9
Итого:	15379,09	100		15379,09	100

 

 

 

 

 

 

    Таблица 5.11. Состав пентановой фракции, поступающей в цех.

Компоненты	Кг/час	% (масс)	Кмоль/час	%(мол)
Н-пентан	30755,3	97,0	427,16	97,2
Изопентан	634,1	2,0	8,8	2,0
С6 и выше	307,55	1,0	3,58	0,8
Итого:	31696,95	100	439,54	100

 

     Таблица 5.12. Состав продуктов разложения н-пентана.