• Главная
• Биология и химия
• Иностранные языки и языкознание
• История и исторические личности
• Коммуникации связь цифровые приборы и радиоэлектроника
• Краеведение и этнография
• Кулинария и продукты питания
• Маркетинг реклама и торговля
• Мировая экономика МЭО
• Не Российское законодательство
• Немецкий
• Неопределено
• Нотариат
• Общениеэтика семья брак
• Основы права
• Охрана окружающей среды экология
• Философия
• Финансовое право
• Финансовый менеджмент финансовая математика
• Финансы деньги кредит
• Французский
• Хозяйственное право
• Цифровые устройства
• Этика эстетика
• Блог
• Карта сайта

Проектирование производства по получению карбинола (метанола)
Освобождённый от сконденсировавшегося карбинола – сырца циркуляционный газ поступает на всас центробежного циркуляционного компрессора К2, где смешивается со свежим газом и цикл повторяется. Карбинол – сырец из сборника СБ поступает на базисный склад в ёмкость карбинола – сырца, оттуда направляется в отделение ректификации на переработку в карбинол – ректификат. 3.4.1. Нормы технологического режима Таблица 3.3 Нормы технологического режима
Наименование стадии и потоков реагентов, номер позиции	Наименование технологических показателей
	Скорость подачи реагенто, м3/ч	Температура, °С	Давление, МПа	Прочие показатели
1	2	3	4	5
1. Подача свежего газа в агрегат синтеза, поз. 5			Не более 4,5
2. Получение карбинола-сырца в реакторе синтеза, поз. 1	64000		Не более 5,3	СО2=4,0%
-газ на входе в I слой катализатора		180-250
-газ на выходе из I слоя катализатора		Не более 290
-газ в слоях катализатора		Не более 300
-стенка реактора		Не более 300
3. Циркуляционный газ после рекуперационного теплообменника, поз. 2		Не более 150
4. Циркуляционный газ после холодильника-конденсатора, поз. 3		Не более 60
5. Танковые газы в сборнике карбинола, поз. 6			Не более 0,4
6. Циркуляционный газ на нагнетании центробежного циркуляционного компрессора, поз. 5			Не более 5,3
7. Уровень в сепараторе карбинола-сырца, поз. 4				10-25% шкалы
8. Уровень в сборнике карбинола-сырца, поз. 6				30-70% шкалы

3.5. Материальный баланс производства

При   расчете   материального   баланса   синтеза   принимаем,   что  в   колонне   синтеза протекают реакции:

CO    +       2H2         CH3OH                                                       (3.13)

2CO   +       4H2          (CH3)2O      +       H2O                                (3.14)

CO    +       3H2          CH4             +       H2O                                (3.15)

4CO   +       8H2          C4H9OH      +       3H2O                              (3.16)

CO2   +       H2            CO              +       H2O                                (3.17)

Примем условные обозначения:

 х – расход исходного газа на 1 т карбинола-сырца, м3 ;

 у – объем продувочных газов, м3;

с – объем метана, образовавшегося по реакции (3.15), м3;

 g- объем оксида углерода (IV), восстановленного по реакции (3.17), м3;

 i- объем инертных компонентов в цикле, об. дол. (m+n=i);

 b- объем водорода в циркуляционном газе, об. дол.

Исходные данные:

-состав исходного газа, об. дол.: Н2-67,81; СО-29,50; СО2-1,00; СН4- 0,54; N2-l,15;

 -состав циркуляционного газа, об. дол.: СО-11,0; СО2-0,90; СH4- m; N2-n;

 -состав танковых газов, м3: Н2-18,70; СО-7,50; СО2-5,24; СН4- 4,30, N2-4,80; (CH3)2O-2,50;

-состав карбинола-сырца:

об. дол. (СН3)2О-3,0; СН3ОН-91,5; С4Н9ОН-1,1; Н2О-4,4;

м3    (СН3)2О-14,60; СнзОН-640,30; С4Н9ОН-3,30; Н2О-54,72.

В соответствии с исходными данными общий объемный расход воды, образовавшейся по реакциям (3.14), (3.15), (3.16) и (3.17), составляет 54,72 м3/т. Зная объем образовавшегося диметилового эфира и изобутилового спирта, находим количество воды, получаемой по реакциям (3.14), (3.16)

17,1+3,3-3=27,0  м3/т, где 17,1=2,50+14,60

Тогда объем воды, образовавшейся по реакциям (3.15) и (3.17) составит

54,72-27,0=27,72 м3/т.

Величина 27,72 м3/т составит так же сумму образовавшихся метана (3.15) и оксида углерода (3.17), т.е.

c+g=27,72

В   соответствии   со   стехиометрическими   коэффициентами   всех   реакций   составим уравнения:

1.Инертные компоненты

                                                                         (3.18)

где                              - расход инертных компонентов, поступающих с исходным газом, м3/т;

1     Вода

c+g=27,72                                                                                          (3.19)

3.  Оксид углерода

                                                                                                                   (3.20)

где 695,2- объемный расход оксида углерода, расходуемого по реакциям (3.13), (3.14), (3.16) и теряемое с танковыми газами, а именно:

-    объемный расход СО, расходуемое на образование карбинола, равно 640,3 м3/т;

-    объемный расход СО, расходуемое на образование диметилового эфира, равно
2-17,1=34,2 м3/т;

-  объемный расход СО, расходуемое на образование изобутилового спирта, равно
4∙3,3=13,2 м3/т;

- объемный расход СО, теряемое с танковыми газами, равно 7,5 м3/т.

                   640,3+2∙17,1+4∙3,3+7,5=695,2 м3/т

4.  Водород

                                                                                                                    (3.21)

где 1394,1- объемный расход водорода, расходуемое по реакциям (3.13),  (3.14),  (3.16) теряемое с танковыми газами.

2∙640,3+4∙17,1+8∙3,3 + 18,7= 1394,1 м3/т

5. Оксид углерода (IV)

                                                                                                                    (3.22)

6. Исходный газ

x = y+g +3∙c+2103,64                                                                      (3.23)

где 2103,64- объемный расход газа, расходуемое по реакциям (3.13), (3.14), (3.16) и теряемое танковыми газами:

1394,1 +695,2+5,24 + (4,3 +4,8) =2103,64 м3/т

Из уравнения (3.19)   g=27,72 –с  подставим это значение g в уравнения (3.20), (3.21), (3.22)

(3.23} преобразуя их, получим следующие уравнения:

0,0169∙х+с-0,01∙i∙у =9,1                                                                    (3.24)

0,295∙х -0,11∙у -2∙c =667,48                                                               (3.25)

0,6781∙х-0,01∙b∙у-2с= 1421,82                                                           (3.26)

0,01∙х -0,009∙у – с = 32,96                                                                 (3.27)

х-у-2∙с=2131,36                                                                                 (3.28)

Преобразуя уравнения (3.27) и (3.28)

2∙ (0,01∙х-0,009∙у с) = 2∙ 32,96

+

     х-у-2∙с = 2131,36_______

1,02∙х-1,018∙у=2197,28                                                                 (3.29)

Преобразуя уравнения (3.28) и (3.25)

 х-у-2∙с = 2131,36

-

0,295∙х-0,11∙у-2∙с=667,48

0,705∙х-0,89∙у = 1463,88                                                                    (3.30)

Решим систему уравнений:

у =288,2 м3/т

Решая соответствующие уравнения, находим (об. доли):

х =2441,6 м3/т; g =16,71 м3/т; с =11,01 м3/т; I =15,0%; b =73,1% . Содержание азота в циркуляционном газе по уравнению, равно:

тогда m =i-n =15- 8,1=6,9%

m=6,9% содержание метана

Учитывая потери исходного газа (3-5%), расход его в колонне синтеза составит:

2441,6∙ (1,03÷1,05) =2550 м3/т

Расход и состав газовой смеси в разных точках синтеза следующий:

-исходный газ 2550 м3/т;

-газ на входе в колонну (смесь исходного и циркуляционного) 24000 м3/т;

- газ перед сепаратором (до смешения исходного с циркуляционным) 24000-2550=2450 м3/т;

- продувочный газ (до отдувки паров карбинола) 288,2+9,52=297,72 м3/т;

- газ после холодильника-конденсатора 21450+297,72=21747,72 м3/т;

- жидкий карбинол 712,92-9,52=703,4 м3/т;

- танковые газы 43,04 м3/т;

- газ после колонны синтеза 21747,72+703,4+43,04=22494,16 м3/т.

Все полученные результаты сведем в таблицу 3.4.

Баланс цикла синтеза на

1 т карбинола-сырца