|
p align="left">Определяем количество 1,5% раствора щелочи 28,36 * 1,5/100 = 1890,66 кг/ч Определяем количество воды для приготовления 1,5% раствора щелочи 1890,66 -28,36 = 1862,3 кг/ч Определяем потерю щелочи на: 4 реакцию 19,38 * 0,697 * 40/133,5 = 4,04 кг/ч 5 реакцию 39,51 * 0,069 *40/168 = 0,65 кг/ч 6 реакцию 1,02 * 0,069 * 40/168 = 0,01 кг/ч Определяем количество образовавшегося винилиденхлорида 13,50 * 97/133,5 = 9,81 кг/ч Определяем количество образовавшегося трихлорэтилена по: 5 реакции 2,72 *131,5/168 = 2,13 кг/ч 6 реакции 0,07 * 131,5/168 = 0,05 кг/ч Определяем общее количество образовавшего трихлорэтилена 2,13 + 0,05 = 2,18 кг/ч Определяем количество получившегося хлористого натрия по: 1 реакции 3,26 * 58,5/36,5 = 5,22 кг/ч 2 реакции 2,72 *58,5/71 = 2,24 кг/ч 4 реакции 13,50 * 58,5/133,5 = 5,91 кг/ч 5 реакции 2,72 * 58,5/168 = 0,94 кг/ч 6 реакции 0,07 * 58,5/168 = 0,02 кг/ч Определяем количество образующегося гипохлорида натрия по: 2 реакции 2,72 * 74,5/71 = 2,85 кг/ч 3 реакции 0,61 * 74,5/52,5 = 0,86 кг/ч Определяем общее количество гипохлоридов натрия 2,85 + 0,86 = 3,71 Определяем количество образующейся воды по: 1 реакции 3,26 * 18/36,5 = 1,61 кг/ч 2 реакции 2,72 * 18/71 = 0,69 кг/ч 3 реакции 0,61 * 18/52,5 = 0,21 кг/ч 4 реакции 13,50 * 18/133,5 = 1,82 кг/ч 5 реакции 2,72 * 18/168 = 0,3 кг/ч 6 реакции 0,07 * 18/168 = 0,01 кг/ч 7 реакции 3,71 * 18/298 = 0,23 Определяем потерю щелочи на 7-реакцию 3,71 * 40/298 = 0,5 кг/ч Определяем общее количество щелочи в сточной воде 28,36 - 7,09 - 4,04 - 0,65 - 0,01 - 0,5 = 16,07 кг/ч Определяем количество гидросульфида натрия необходимого для разложения гипохлоридов 3,71 * 56/298 = 0,7 кг/ч Определяем количество гидросульфида натрия с учетом избытка 0,7 * 1,016 = 0,71 кг/ч Избыток гидросульфида натрия составит 0,71 -0,7 = 0,01 кг/ч В пересчете на 24% раствор гидросульфида натрия, его количество составит 0,71 /0,24 = 2,96 кг/ч Определяем количество воды в растворе гидросульфида натрия 2,96 - 0,71 = 2,25 кг/ч Определяем количество хлорида натрия образующегося по 7-реакции 3,71 * 234/298 = 2,91 кг/ч Определяем общее количество хлорида натрия в сточной воде 5,22 + 2,24 + 5,91 + 0,94 + 0,02 + 2,91 = 17,24 кг/ч Определяем общее количество воды 1862,3 + 1,61 + 0,69 + 0,21 + 1,82 + 0,3 + 0,01 + 0,23 + 2,25 = 1869,42 кг/ч Определяем содержание компонентов в сточной воде: а) трихлорэтилена - 2,25% от общего количества образовавшегося 2,25/100 * 2,18 = 0,05 кг/ч б) 1,1,2 - трихлорэтана - 0,3% от количества потерь 0,3/100 * 19,38 = 0,06 кг/ч в) воды - 99,944 от общего количества 1869,42 * 99,944/100 =1868,37 кг/ч г) винилхлорида - 0,38% от количества в ТХЭ-сырце 0,38/100 * 20,86 = 0,08 кг/ч д) винилиденхлорид - 0,5% от количества образовавшегося 0,5/100 * 9,81 = 0,05 кг/ч Определяем содержание компонентов в абгазах: а) винилхлорида - 28,48% от не прореагировавшего количества 28,48/100 * 24,32 = 6,92 кг/ч б) винилиденхлорида - 5,06% от количества образовавшегося 5,06/100 * 9,81 = 0,5 кг/ч в) трихлорэтилена - 17,5% от количества образовавшегося 17,5/100 * 2,18 = 0,38 кг/ч Определяем общее количество потерь 1,1,2 - трихлорэтана. Количество потерь составляет 30% от общего количества потерь 30/100 * 19,38 = 5,82 кг/ч Таблица -4.3 Материальный баланс промывки 1,1,2 - трихлорэтана, очистки абгазов и нейтрализации сточных вод |
Приход | кг/ч | % | Расход | кг/ч | % | | 1. Трихлорэтан, в том числе: - 1,1,2 трихлорэтан - транс 1,2 дихлорэтилен - цис 1,2 дихлорэтилен - 1,1 дихлорэтан - 1,1,1,2 тетрахлорэтан -1,1,2,2 тетрахлоэтан - хлор - хлористый водород - хлорноватистый водород - винилхлорид - этилхлорид | 2082,29 1954,45 1,95 3,26 21,01 1,02 39,51 2,72 1,14 0,61 20,86 35,75 | 100 93,86 0,09 0,15 1,00 0,05 1,90 0,13 0,05 0,03 1,00 1,74 | 1. Трихлорэтан, в том числе: - 1,1,2 трихлорэтан - транс 1,2 дихлорэтилен - цис 1,2 дихлорэтилен - 1,1 дихлорэтан - 1,1,1,2 тетрахлорэтан -1,1,2,2 тетрахлоэтан - винилхлорид - винилиденхлорид - трихлорэтилен - вода - этилхлорид | 2061,68 1937,98 1,95 3,26 21,01 0,95 36,79 17,32 9,26 1,75 1,05 30,36 | 100 94,00 0,09 0,15 1,02 0,04 1,78 0,84 0,45 0,08 0,05 1,50 | | 2. Абгазы, в том числе: - этилхлорид - хлор - винилхлорид - хлористый водород -1,1 дихлорэтан | 30,27 24,13 0,01 3,46 2,12 0,55 | 100 79,71 0,03 11,43 7,00 1,83 | 2. Сточная вода, в том числе: - гидроксид натрия - хлорид натрия - гидросульфид натрия - сульфат натрия - вода - винилхлорид - винилиденхлорид - 1,1,2 - трихлорэтан - трихлорэтилен | 1903,70 16,07 17,24 0,01 1,77 1868,37 0,08 0,05 0,06 0,05 | 100 0,84 0,90 0,0005 0,09 98,14 0,004 0,0026 0,0031 0,0026 | | 3. Раствор едкого натра, в том числе: - гидроксид натрия - вода | 1890,66 28,36 1862,30 | 100 1,5 98,5 | 3. Абгазы, в том числе: - этилхлорид - винилхлорид - винилиденхлорид -1,1 дихлорэтан - трихлорэтилен | 37,87 29,52 6,92 0,5 0,55 0,38 | 100 77,95 18,27 1,32 1,45 1,01 | | 4. Раствор гидросульфида натрия, в том числе - гидросульфид натрия - вода | 2,96 0,71 2,25 | 100 24 76 | 4. Потери 1,1,2 - трихлорэтана | 5,82 | 100 | | 5. Потери 1,1,2 - трихлорэтана | 2,91 | 100 | | | | | Итого | 4009,09 | | Итого | 4009,09 | | | |
Расчет объема Режим работы - непрерывный Температура реакционной смеси - 30 °С Давление - атмосферное Реактор представляет собой цилиндрический аппарат с двухъярусной мешалкой. Определяем реакционный объем ? = Vp/?[42] где Vp - реакционный объем, м3; ? - объемная скорость, м3/с; т - эффективное время пребывания (40-48 часов) Объемная скорость определяется по объему продукта выходящего из реактора в единицу времени. ? = Q/? где р - плотность реакционной смеси, кг/м3; Q - выход продукта, кг/ч. ? =2082,29/1424 = 1,5 м3/ч V = ? * ? V = 48 * 1,5 = 72 м3 Принимаем к установке реактор, аналогично действующему на производстве с следующими характеристиками: - полным объемом 37,1 м3, - реакционный объем 32,1 м3. Рассчитаем количество реакторов n = V/Vр n = 72/32,1 = 2,3 Принимаем к установке 3 реактора. Расчет поверхности теплообмена реактора Определяем критерий Прандтля Рr = ?ТХЭ * СТХЭ / ?ТХЭ где ? - вязкость ТХЭ, Па * с; С - удельная теплоемкость ТХЭ, Дж/кг * К; ?с - коэффициент теплопроводности ТХЭ, Вт/м * К. Рr = 1,01 * 10-3 * 1,113 * 103 / 0,135 = 8,32 Определяем число Рейнольдса Rе = ? * d2 * ?ТХЭ /?ТХЭ где ? - окружная скорость мешалки ? = 4 м/с; d - диаметр лопастей мешалки, м; ? - плотность ТХЭ, кг/м3; ? - вязкость ТХЭ, Па * с. Rе = 4 * 12 * 1424/1,01 * 10-3 = 5,64 * 106 Определяем критерий Нуссельта, при перемешивании реакционной массы мешалкой Nu = 0,021 * Rем0.8 * Pr0.43* pr /pст Расчёт коэффициента теплоотдачи ведется без учёта влияния направления теплового потока, т.е. пренебрегаем отношением pr /pст Nu = 0,021 * (5,64 * 106)0.8 * 8,320.43 = 13149,087 Определяем коэффициент теплоотдачи от реакционной массы к стенке аппарата ?ТХЭ = Nu ? ?ТХЭ /D где D - диаметр реактора, м. ?ТХЭ = 13149,087 * 0,135/2,8 = 634,00 Вт/м2 ? К Определяем критерий Прандтля Рr = ?ВХ * СВХ / ?ВХ где ? - вязкость ВХ, Па * с; С - удельная теплоемкость ВХ, Дж/кг * К; ?с - коэффициент теплопроводности ВХ, Вт/м * К. Рr = 0,278 * 10-3 * 1,146 * 103 / 0,138 = 2,3 Определяем число Рейнольдса Rе = ? * d2 * ?ВХ /?ВХ где ? - линейная скорость движения ? = 0,5 м/с; d - эквивалентный диаметр рубашки, м. Rе = 0,5 * 0,372 * 983 / 0,278 * 10-3 = 657,7 * 103 Определяем критерий Нуссельта Nu = 0,021 * Rе0.8 * Pr0.43 Nu = 0,021 * (657,7 * 103) 0.8 * 2,30.43 = 1355,77
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|
