Материальный баланс стадии абсорбции

Проект производства формалина
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ Выбор катализатора и его характеристика Основные технологические решения Механизм процесса Кинетика реакций Синтез формальдегида Ректификация формалина - "сырца" НОРМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ Административно-конторские помещения Производственные метеорологические условия Шумы и вибрация Техника безопасности Электробезопасность Пожаровзрывобезопасность ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ЗАЩИТА ЧЕЛОВЕКА В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ Стихийные бедствия МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ Материальный баланс стадии абсорбции Стадия синтеза ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОСНОВНОГО АППАРАТА Технологический расчет подконтактного холодильника ГИДРАЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ Выбор материала основных элементов аппарата Расчет толщины стенок обечайки и днища Расчет крышки аппарата Расчет опорных лап Абсорбционная колонна К1 Пластинчатый теплообменник Т4
179850
знаков
35
таблиц
12
изображений

15.2 Материальный баланс стадии абсорбции

 

Объемная доля водяных паров в выхлопных газах:

где, 1740 – парциальное давление водяных паров, Па;

  – общее давление выхлопных газов, Па.

Материальный баланс:

 (16.5)

Решим систему уравнений:

 (16.6)

Количество формальдегида и метанола в контактных газах соответственно 5880,36 кг/ч и 5563,77 кг/ч.

Материальный баланс абсорбционной колонны в таблице 16.2.


Таблица 16.2 – Материальный баланс абсорбционной колонны

Приход Расход
Состав кг/ч Массовая доля, % Состав кг/ч Массовая доля, %
1 2 3 4 5 6

[G4]

1. Контактные газы, в т.ч.:

формальдегид метанол

вода

углекислый газ

водород

окись углерода

азот

[G5]

2. Вода на орошение

25302,74

5880,36

5566,60

3228,63

807,16

146,76

83,50

9589,74

7234,81

100

23,24

22

12,76

3,19

0,58

0,33

37,9

100

[G7]

1. Формалин – «сырец» в т.ч.:

формальдегид

метанол

вода

[G6]

2. Выхлопные газы, в т.ч.:

азот

водород

углекислый газ

окись углерода

вода

20425

5880,36

5563,77

8980,87

12112,55

8461,83

1480,15

591,09

96,90

1482,58

100

28,79

27,24

43,97

100

69,86

12,22

4,88

0,8

12,24

Итого: 32537,55 100 Итого: 32537,55 100

15.3 Материальный баланс стадии контактирования и спиртоиспарения

На 1 моль формальдегида расходуется 1 моль метанола, т.е.  кг/ч.

Расход метанола с учетом побочных реакций находим: 196,012/0,86 = 227,92 кмоль/ч или 7293,47 кг/ч;

где 0,86 – доля метанола, превращенного в формальдегид по 1ой и 2ой реакциям.

Подают метанол с учетом степени конверсии равной 0,567.

227,92/0,567 = 401,96 кмоль/ч или 12862,72 кг/ч;

401,96 – 227,92 = 174,04 кмоль/ч или 5569,28 кг/ч.

По реакции первой расходуется метанола:  кмоль/ч или 189632 кг/ч.

Образуется:

формальдегида: 59,26 кмоль/ч или 1777,8 кг/ч;

водорода: 59,26 кмоль/ч или 118,52 кг/ч.

По реакции второй расходуется метанола:  кмоль/ч или 3882,56 кг/ч;

кислорода:  кмоль/ч или 2188,16 кг/ч.

Образуется:

формальдегида: 136,75 кмоль/ч или 4102,56 кг/ч;

воды: 136,752 кмоль/ч или 2461,54 кг/ч.

По реакции третьей расходуется метанола: 227,92 = 27,35 кмоль/ч или 875,21 кг/ч;

кислорода: 27,35 = 41,03 кмоль/ч или 1316,16 кг/ч.

Образуется:

диоксида углерода: 27,35 кмоль/ч или 1203,4 кг/ч;

воды: 27,35 = 54,7 кмоль/ч или 984,6 кг/ч.

По реакции четвертой расходуется метанола: 227,92 = 4,56 кмоль/ч или 145,92 кг/ч.

Образуется:

оксида углерода: 4,56 кмоль/ч или 127,68 кг/ч;

водорода:  кмоль/ч или 18,24 кг/ч.

Всего образуется:

водорода: 9,12 + 59,26 = 68,38 кмоль/ч или 136,76 кг/ч;

воды: 136,752 + 54,7 = 191,452 кмоль/ч или 3446,14 кг/ч.

Общий расход кислорода: 68,38 + 41,03 = 109,41 кмоль/ч или 3501,12 кг/ч.

Расход сухого воздуха:

объемная доля кислорода в воздухе, %, 20,7;

 кмоль/ч.

объемная доля водяных паров в воздухе:

%;

где, 3230 – парциальное давление водяных паров в воздухе, Па;

 – общее давление воздуха, Па.

Количество водяных паров в воздухе: 528,55/100 = 9,51 кмоль/ч или 171,18 кг/ч.

Количество воды в техническом («свежем») метаноле:

а) с учетом разбавления метанолом ректификатом

12862,72 – 4453,92 = 8408,8 кг/ч – количество метанола;

б) количество воды 8408,8/99,9 = 8,42 кг/ч;

где, 0,1 – массовая доля воды «свежем» метаноле, %.

Суммарное количество водяных паров в спирто - воздушной смеси:

171,18 + 114,79 + 8,42 = 294,39 кг/ч.

Расход воздуха:

25302,74 – 4591,67 – 8417,22 = 12293,85 кг/ч;

где, 25302,74 кг/ч, 4591,67 кг/ч и 8417,22 кг/ч расход спирто-воздушной смеси, метанола - ректификата и «свежего» метанола, соответственно.

Количество азота в воздухе:


12293,85 – 3501,12 – 171,18 = 8621,55 кг/ч;

где, 3501,12 кг/ч и 171,18 кг/ч количество кислорода и воды в воздухе.

Содержание метанола в спирто- воздушной смеси:

25302,74 кг/ч или 840,71 кмоль/ч-1;

840,71 – 100%

401,96 – х%

х = 47,81%, что соответствует оптимальному технологическому режиму.

Материальный баланс стадии контактирования и спиртоиспарения в таблице 16.3.

Таблица 16.3 – Материальный баланс стадии контактирования и спиртоиспарения

Приход Расход
Состав кг/ч кмоль/ч Массовая доля, % Состав кг/ч кмоль/ч Массовая доля, %
1 2 3 4 5 6 7 8
Контактирование

[G3]

1. Смесь воздух – метанол, в т.ч.:

формальдегид

метанол

вода

азот

кислород

25302,74

22,96

12862,72

294,39

8621,55

3501,12

836,39

0,77

401,96

16,34

307,91

109,41

100

0,09

50,84

1,16

34,07

13,84

[G4]

1 Контактные газы, в т.ч.:

формальдегид

метанол

вода

углекислый газ

окись углерода

водород

азот

25302,74

5880,36

5566,60

3228,63

807,16

83,50

146,76

9589,74

986,76

196,2

173,97

179,37

18,34

2,98

73,4

342,5

100

23,24

22

12,76

3,19

0,33

0,58

37,9

Итого: 25302,74 836,39 100 Итого: 25302,74 986,76 100
Спиртоиспарение

[G2]

1. Метанол «свежий» в т.ч.:

метанол

вода

2. Метанол – ректиф., в т.ч.:

метанол

формальдегид

вода

[G1]

3. Воздух, в т.ч.:

кислород

азот

вода

8417,22

8408,80

8,42

4591,67

4453,92

22,96

114,79

12293,85

2544,83

9527,73

221,29

263,27

262,8

0,47

146,34

139,19

0,77

6,38

432,1

79,53

340,28

12,29

100

99,9

0,1

100

97

0,5

2,5

100

20,7

77,5

1,8

[G3]

1. Смесь воздух – метанол, в т.ч.:

формальдегид

метанол

вода

азот

кислород

25302,74

22,96

12862,72

294,39

8621,55

3501,12

836,39

0,77

401,96

16,34

307,91

109,41

100

0,09

50,84

1,16

34,07

13,84

Итого: 25302,74 100 Итого: 25302,74 100

Сводная таблица материального баланса в таблице 16.4.

Таблица 16.4 – Сводная таблица материального баланса

Потоки Приход Расход

G1

G2

G5

G6

G8

G9

Компоненты кг/ч кг/ч кг/ч кг/ч кг/ч кг/ч

CH2O

22,96 5858,33 22,96

CH3OH

12862,72 1108,33 4453,92

H2O

221,29 123,21 7234,81 1482,58 8866,66 114,79

N2

9527,73 8461,83

O2

2544,83

CO2

591,09
CO 96,90

H2

1480,15
∑(комп.) 12293,85 13008,89 7234,81 12112,55 15833,32 4591,67
Итого: 32537,55 Итого: 32537,55

Рассчитаем состав выхлопных газов в объемных долях и определим степень конверсии метанола в формальдегид по составу, пользуясь формулой:

 (16.7)

СO – 2,98 кмоль/ч 0,48 %;

CO2 – 18,34 кмоль/ч 2,97 %;

N2 – 342,5 кмоль/ч 55,55 %;

H2 – 73,4 кмоль/ч 11,9 %;

H2O – 179,37 кмоль/ч 29,1 %.

Расчет основных расходных коэффициентов

1.         Расходный коэффициент по метанолу:

2.         Расходный коэффициент по воде:

3.         Расходный коэффициент по воздуху:


16. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

 

Рис.17.1 – Схема теплового баланса контактного аппарата.

 

Qпр = G1Cp1t + G2Cp2t + G3Cp3t + G4Cp4t + G5Cp5t; (17.1)

Qрасх = G6Cp6t + G7Cp7t + G8Cp8t + G9Cp9t + G10Cp10t + G11Cp11t + G12Cp12t 17.2)


Информация о работе «Проект производства формалина»
Раздел: Промышленность, производство
Количество знаков с пробелами: 179850
Количество таблиц: 35
Количество изображений: 12

Похожие работы

Скачать
121377
21
38

... Процесс получения формалина для одной технологической нитки состоит из следующих стадий: - получение метаноло – воздушной смеси, - синтез формальдегида -абсорбция формальдегида с получением "формалина-сырца", - ректификация "формалина-сырца". Общими для всех ниток узлами являются: -сбор и переработка некондиционных и дренируемых продуктов, -очистка газовых выбросов, -сжигание абгазов на ...

Скачать
121703
23
4

... средств автоматизации. 61 11. Экономический расчет. 65 12. Безопасность и экологичность работы.. 87 Заключение. 95 Conclusion. 96 Литература. 97 Реферат Дипломный проект на тему «Автоматизация котельной установки производства мономеров» состоит из 81 страницы. В ней содержится 2 рисунка, 8 таблиц и приложение. Для составления этой работы было использовано 20 источников литературы, ...

Скачать
71763
0
0

... а от сурка и бобра желчь, которые с успехом используются в медицине. Обрезки кожи с волосами, остающиеся после изготовления различных крупных изделий, идут на производство сувенирной продукции, которая пользуется в последнее время большим спросом. От пушных зверей получают также тушки (идут на выработку мясокостной муки) и навоз (хорошее органическое удобрение). От самки норки с молодняком в год ...

Скачать
43990
5
7

... и другом случае одинаков и может быть представлен следующей схемой: гексозы—фосфорные эфиры—гексоз-фосфотриозы—фосфоглицериновая кислота—пировиноградная кислота—уксусный альдегид—этиловый спирт. В основе производства этилового спирта из клубней картофеля лежат два биохимических процесса: ü  гидролиз (осахаривание) крахмала, содержащегося в сырье, и сбраживание образующихся сахаров в спирт ...

0 комментариев


Наверх