Материальный баланс стадии абсорбции

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

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 1^ой и 2^ой 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

Сводная таблица материального баланса в таблице 16.4.

Таблица 16.4 – Сводная таблица материального баланса

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.

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

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

Похожие работы

Ректификация формалина-сырца

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 ...

Автоматизация котельной установки

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, ...

Технология производства продукции пушного звероводства

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 ...

Производство этилового спирта из картофеля

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 ...