p align="left">Молярный поток отдувочных газов реактора синтеза: 39,612*89,0/30,1 = 117,125 кмоль/ч, Где39,612 -- количество оксида углерода в реакционной массе, кмоль/ч; 89,0 -- степень отдувкн оксида углерода, %; 30,1--объемная доля оксида углерода в отдувочных газах, %. Состав отдувочных газов реактора (поток 5) Таблица 5 |
| ?i,% | n?,кмоль/ч | Мi,кг/кмоль | m?,кг/ч | | H2 | 5,2 | 6,091 | 2 | 12,2 | | N2 | 4,2 | 4,919 | 28 | 137,7 | | CO | 30,1 | 35,255 | 28 | 987,1 | | CO2 | 2,7 | 3,162 | 44 | 139,1 | | CH3I | 26,0 | 30,453 | 142 | 4324,3 | | CH3COOH | 11,2 | 13,118 | 60 | 787,1 | | CH3COOCH3 | 1,1 | 1,288 | 74 | 95,3 | | H2O | 19,5 | 22,839 | 18 | 411,1 | | Сумма | 100,0 | 117,125 | - | 6893,9 | | |
Определяют молярный поток отдувочных газов из сепаратора С1: 35,255*98,5/68,8=50,474 кмоль/ч, где 98,5 -- степень отдувки оксида углерода, %; 68,8 -- объемная доля оксида углерода в отдувочных газах из сепаратора С1, %. Состав отдувочных газов сепаратора С1 (поток 7) Таблица 6 |
| ?i,% | n?, кмоль/ч | m?, кг/ч | | H2 | 12,0 | 6,057 | 12,1 | | N2 | 9,7 | 4,896 | 137,1 | | CO | 68,8 | 34,726 | 972,3 | | CO2 | 4,9 | 2,473 | 108,8 | | CH3I | 4,1 | 2,069 | 293,8 | | CH3COOH | 0,1 | 0,050 | 3,0 | | CH3COOCH3 | 0,1 | 0,050 | 3,7 | | H2O | 0,3 | 0,151 | 2,7 | | Сумма | 100,0 | 50,474 | 1533,5 | | |
Учитывая составы потоков 5 и 7, рассчитывают состав жидкой фазы сепаратора С1 (поток 10), m?,кг/ч: H2 - 0,1 ;N2- 0,6; СО - 14,8;С02 - 30,3;СН3I -4030,5;CH3COOH - 784,1; СН3СООСН3-91,6; Н2О - 408,4; что в сумме составляет 5360,4 кг/ч. В реактор подают: 7587,7 кг/ч метанола (поток 2), 8040,312 кг/ч технического оксида углерода (поток 1), 25562,2 кг/ч дистиллята (поток 3). Всего поступает в реактор 41190,212 кг/ч. Уходит из сепаратора С1: 1533,5 кг/ч отдувочного газа (поток 7), 41190,212--1533,5=39656,712 кг/ч жидкой фазы. Время пребывания веществ в реакторе составляет 15-- 18 мин, следовательно, количество жидкой фазы, отбираемой из реактора с целью обеспечения максимальной степени конверсии метанола (с растворенными в ней газами), составляет: 39656,712*60/18=132189,04 кг/ч. Учитывая количество газов в реакционной массе и в отдувочных газах сепаратора С1 (поток 7), рассчитывают количество газов, растворенных в жидкой фазе, m?, кг/ч: Н2- 1,896; N2 -25,216; СО-136,8; СО2 - 87,8; что в сумме составляет - 251,712 кг/ч Отбирают из реактора жидкой фазы: 132189,04 - 251,712=131937,328 кг/ч Рассчитывают состав жидкой фазы из реактора (поток 6) Таблица 7 |
| CH3I | CH3COOH | CH3C00CH3 | C2H5COOH | H20 | HI | Сумма | | wi,% | 9,7 | 70,0 | 0,9 | 0,1 | 16,3 | 3,0 | 100,0 | | m?,кг/ч | 12797,9 | 92356,1 | 1187,4 | 131,9 | 21505,8 | 3958,1 | 131937,328 | | |
В сепаратор С2 подают также кубовые остатки (поток 4) в количестве 944,4 кг/ч. Жидкую фазу из реактора дросселируют и разделяют в сепараторе С2. В отдувочные газы на выходе из сепаратора переходит 251,712 кг/ч всех растворенных газов, 17,9 кг/ч иодоводорода из кубовых остатков (см. состав потока 4), 15,1 кг/ч прошюповой кислоты (см. состав реакционной массы), что в сумме составляет 284,712 кг/ч. Учитывая состав реакционной массы и отдувочных газов сепаратора С1(поток 7),рассчитывают количество остальных компонентов отдувочных газов (поток 9),m?,кг/ч: Н2-1,896;N2 - 25,216; СО - 136,8; СО2 - 87,8; СН3I - 12206,1; СH3СООН - 20776,9; СН3СООСН3 - 1018,8; С2Н5СООН - 15,1;Н20 - 6314,5; HI - 17,9;что в сумме составляет 40601,012 кг/ч. Учитывая составы потоков 4, 6 и 9, рассчитывают состав жидкой фазы сепаратора С2 (поток 8) кг/ч: CH3I - 591,8; СН3СООН - 72432,0; СН3СООСН3 - 168,6; С2Н5СООН - 117,7; Н2О - 15264,0; НI - 3958,1; что в сумме составляет 92532,2 кг/ч. Материальный баланс реактора Таблица 8 |
Входит | кг/ч | кг/с | % | Выходит | кг/ч | кг/с | % | | Метанол | | | | Отдувочные газы: | | | | | CH3OH | 7587,7 | | 99,9 | H2 | 12,2 | | 0,19 | | H2O | 7,6 | | 0,1 | N2 | 137,7 | | 2,12 | | Итого… | 7595,3 | 2,110 | 100,0 | CO | 987,1 | | 15,23 | | Техн.оксид углерода | | | | CO2 | 139,1 | | 2,15 | | CO | 7872,2 | | 97,91 | CH3I | 4324,3 | | 66,70 | | H2 | 5,796 | | 0,07 | CH3COOH | 787,1 | | 12,14 | | N2 | 162,316 | | 2,02 | CH3COOCH3 | 95,3 | | 1,47 | | Итого… | 8040,312 | 2,233 | 100,0 | H2O | 411,1 | | См.* | | Дистиллят: | | | | Итого… | 6893,9 | 1,915 | 100,00 | | CH3I | 12499,9 | | 48,9 | Жидкая фаза: | | | | | CH3COOH | 5725,9 | | 22,4 | H2 | 1,896 | | - | | CH3COOCH3 | 1022,5 | | 4,0 | N2 | 25,216 | | 0,02 | | H2O | 613,9 | | 24,7 | CO | 136,8 | | 0,10 | | Итого… | 25562,2 | 7,101 | 100,0 | CO2 | 87,8 | | 0,07 | | Ж.ф. из сепаратора С1: | | | | CH3I | 12797,9 | | 9,68 | | N2 | 0,6 | | - | CH3COOH | 92356,1 | | 69,87 | | CO | 14,8 | | 0,28 | CH3COOCH3 | 1187,4 | | 0,90 | | CO2 | 30,3 | | 0,57 | C2H5COOH | 131,9 | | 0,10 | | CH3I | 4030,5 | | 75,19 | H2O | 21505,8 | | 16,27 | | CH3COOH | 784,1 | | 14,63 | HI | 3958,1 | | 2,99 | | CH3COOCH3 | 91,6 | | 1,71 | Итого… | 132189,04 | 34,721 | 100,00 | | H2O | 408,4 | | 7,62 | | | | | | Итого… | 5360,4 | 1,489 | 100,00 | | | | | | Ж.ф. из сепаратора С2: | | | | | | | | | CH3I | 591,8 | | 0,64 | | | | | | CH3COOH | 72432,0 | | 78,28 | | | | | | CH3COOCH3 | 168,6 | | 0,18 | | | | | | C2H5COOH | 117,7 | | 0,13 | | | | | | H2O | 15264,0 | | 16,49 | | | | | | HI | 3958,1 | | 4,28 | | | | | | Итого… | 92532,2 | 25,703 | 100,00 | | | | | | Всего… | 139090,412 | 36,636 | - | Всего… | 139090,412 | 36,636 | | | |
Материальный баланс стадии синтеза Таблица 9 |
Входит | кг/ч | Выходит | кг/ч | | Метанол: | | Отдувочные газы из сепаратора С1: | | | CH3OH | 7587,7 | H2 | 12,1 | | H2O | 7,6 | N2 | 137,1 | | Итого… | 7595,3 | CO | 972,3 | | Технический оксид углерода: | | CO2 | 108,8 | | CO | 7872,2 | CH3I | 293,8 | | H2 | 5,796 | CH3COOH | 3,0 | | N2 | 162,316 | CH3COOCH3 | 3,7 | | Итого… | 8040,312 | H2O | 2,7 | | Дистиллят: | | Итого… | 1533,5 | | CH3I | 12499,9 | Отдувочные газы из сепаратора С2: | | | CH3COOH | 5725,9 | H2 | 1,896 | | CH3COOCH3 | 1022,5 | N2 | 25,216 | | H2O | 613,9 | CO | 136,8 | | Итого… | 25562,2 | CO2 | 87,8 | | Кубовые остатки: | | HI | 17,9 | | CH3COOH | 852,8 | CH3I | 12206,1 | | C2H5COOH | 0,9 | CH3COOH | 20776,9 | | H2O | 72,7 | CH3COOCH3 | 1018,8 | | HI | 17,9 | C2H5COOH | 15,1 | | Итого… | 944,4 | H2O | 6314,5 | | Всего… | 42134,512 | Итого… | 40601,012 | | Всего… 42134,512 | | |
Расчёт основных расходных коэффициентов Расходные коэффициенты: по метанолу техническому: 7595,3/14201,2=0,535 кг/кг по оксиду углерода: 8040,312/14201,2=0,566 кг/кг ЗАКЛЮЧЕНИЕ В курсовой работе разработана технология производства уксусной кислоты из метанола и оксида углерода. Проведён обзор типового и современного технологического оборудования, который был подобран по стандартам, проведены проверочные, точные расчёты. Рассчитан и составлен материальный баланс реактора и стадии синтеза уксусной кислоты.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|