Главная страница
Навигация по странице:

  • 6.2. Проведение расчёта материального баланса

  • Массив коэффициентов

  • Вектор свободных членов

  • 6.3. Поточная диаграмма

  • Расчёт технологических показателей процесса

    		•

    ОХТ курсовая. 6. Расчет материального баланса хтс


    Скачать 1.43 Mb.
    Название6. Расчет материального баланса хтс
    АнкорОХТ курсовая
    Дата07.06.2021
    Размер1.43 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаDomashnee_zadanie_OKhT_Maltsev_I_V_ESBO-01-17_Poluchenie_etilena.docx
    ТипДокументы
    #215104

    6. Расчет материального баланса ХТС


    6.1. Структурная блок-схема


    Структурная блок-схема состоит из 4 блоков:

    1 – смешение;

    2 – синтез;

    3 – конденсация и сепарация;

    4 – ректификация.

    Расшифруем каждый поток (состав):

    011 – вход этиленовой фракции, состоящей из C2H4 и C2H6;

    012 – поток воды (H2O);

    12 – поток, поступающий на синтез, состоящий из C2H6, H2, C2H4, H2O;

    23 – поток, поступающий на разделение (происходит сепарация и конденсация), состоящий из (C2H5)2O, C2H5OH, C2H4, H2O, H2, C2H6, C2H4O;

    34 – поток, поступающий на ректификацию, состоящий из (С2H5)2O, C2H4O, C2H5OH, H2O;

    31 – рецикл, содержащий инерты: C2H4, C2H6, H2;

    30 – отдувочные газы, состоящие из C2H4, C2H6, H2;

    41 – рециркулирующий поток H2O;

    401 – поток, выходящий в окружающую среду, состоящий из (C2H5)2O (продукт побочный реакции);

    402 – поток, выходящий в окружающую среду (целевой продукт), состоящий из C2H5OH и H2O;

    403 – поток, выходящий в окружающую среду, состоящий из C2H4O (продуцт побочной реакции).
    Таблица №2: Условно постоянная информация для расчета

    Показатель
    Обозначение
    Значение
    Единицы

    измерения

    Концентрация этилена в

    этиленэтановой фракции


    97,6
    %

    (по объёму)

    Количество этилового спирта в ректификате (базис расчета)


    800
    кг

    Содержание этанола в ректификате



    95,0
    %

    (по массе)

    Соотношение количества воды к количеству этилена на входе в реактор



    0,6


    Конверсия этилена


    5,0
    %

    Селективность


    95,5
    %

    Селективность превращения этилена в диэтиловый эфир



    3,0

    %

    Селективность превращения этилена в ацетальдегид


    1,5
    %

    Содержание инертов в

    циркуляционном газе


    16,5
    %

    (по объёму)



    6.2. Проведение расчёта материального баланса

    Составим систему уравнений:

    1 блок:






    Контур 2 и 3 блока:






    4 блок:






    Баланс по инерту:





    Таблица №3: Соответствие переменных потокам

    Условное обозначение


    Размерность





    кмоль





    кмоль





    кмоль





    кмоль





    кмоль





    кмоль





    кмоль





    кмоль





    кмоль


    Переименование и упорядочивание переменных.


















    Составим матрицу для расчета на компьютере.

    Массив коэффициентов:
     
     
     
     
     
     
     
     

    A( i,1 )
    A( i,2 )
    A( i,3 )
    A( i,4 )
    A( i,5 )
    A( i,6 )
    A( i,7 )
    A( i,8 )
    A( i,9 )

    0,976
    0
    0,835
    -1
    0
    0
    0
    0
    0

    1
    0
    0
    0
    1
    -1
    0
    0
    0

    0
    0
    0
    -0,6
    0
    1
    0
    0
    0

    0
    1
    0
    -0,04925
    0
    0
    0
    0
    0

    0
    0
    -0,835
    0,95
    0
    0
    -0,835
    0
    0

    0
    0
    0
    -0,00075
    0
    0
    0
    0
    1

    0
    0
    0
    -0,00075
    0
    0
    0
    1
    0

    0,024
    0
    0
    0
    0
    0
    -0,165
    1
    0

    0
    0
    0
    0,04775
    0
    0
    0
    0
    0

    Вектор свободных членов:
     
     
     
     
     
     
     
     

    F( 1 )
    F( 2 )
    F( 3 )
    F( 4 )
    F( 5 )
    F( 6 )
    F( 7 )
    F( 8 )
    F( 9 )

    0
    0
    0
    2,3392
    0
    0
    0
    0
    800

    Результаты:
     
     
     
     
     
     
     
     

    X(1)
    X(2)
    X(3)
    X(4)
    X(5)
    X(6)
    X(7)
    X(8)
    X(9)

    1054,695
    827,4701
    18831,79
    16753,93
    8997,66
    10052,36
    229,56
    12,565
    12,565


    Таблица №Х: Полученные значения переменных

    Условное обозначение


    Размерность
    Значения





    кмоль
    1054,695





    кмоль
    827,4701





    кмоль
    18831,79





    кмоль
    16753,93





    кмоль
    8997,66





    кмоль
    10052,36





    кмоль
    229,56





    кмоль
    12,565





    кмоль
    12,565


    Приход:

    этилен:





    этан:





    вода:



    Расход:

    этанол в ректификате:



    вода в ректификате:

    составляем пропорцию:



    – масса всего ректификата



    диэтиловый эфир:

    ацетальдегид:

    Отдувка:
    этан:



    этилен:



    водород:


    Таблица №5: Материальный баланс

    Приход
    Расход

    Наименование
    m, кг
    %
    Наименование
    m, кг
    %

    этилен
    770,2027
    60,984
    этанол
    1000
    79,179

    этан
    11,7171
    0,92775
    диэтиловый эфир
    25,400278
    2,01118

    вода
    481,17438
    38,099
    ацетальдегид
    20,137172
    1,59445










    вода
    75,268817
    5,9597










    отдувка:















    этан
    11,7171
    0,92775










    этилен
    129,4789
    10,2521










    водород
    0,915326
    0,072475










    невязка
    -0,143153
    -0,01133

    Всего
    1262,955527
    100
    Всего
    1262,955527
    100


    Материальный баланс по 1 блоку

    Приход:

    в потоке 011: этилен + этан, где масса этилена равна 770,2072 кг, масса этана равна 11,7171 кг.

    в потоке 012: вода, где ее масса равна 481,17438 кг

    в потоке 31: этилен + этан + водород, где масса этана равна 11,7171 кг

    масса этилена:



    масса водорода была найдена ранее, равная 0,915326 кг

    в потоке 41: вода

    Всего: 16916,280856 кг.

    Расход = 16916,280856 кг

    Материальный баланс по контуру (блоки 2 и 3):

    Приход:

    в потоке 12: этилен + этан + вода + водород

    масса этана = 11,7171+11,7171 = 23,4342 кг

    масса водорода = 0,915326 кг

    масса этилена = 770,2072 + 10879,40035 = 22649,60755 кг

    Расход:

    в потоке 31: этилен + этан + водород

    масса этилена = 22649,60755 кг

    масса этана = 11,7171 кг

    масса водорода = 0,915326 + 0,915326 = 1,830652 кг

    в потоке 30: этилен + этан + водород

    масса этана = 11,7171 кг

    масса этилена = 129,4789 кг

    масса водорода = 0,915326 кг

    в потоке 41: вода, ее масса 4761,1494 кг

    в потоке 401: вода + этанол

    масса этанола = 1000 кг

    масса воды равна 75,268817 кг

    в потоке 402: ацетальдегид, его масса 20,137172 кг

    в потоке 403: диэтиловый эфир, его масса 25,400278 кг

    Поток 23: этилен + этан + водород + вода + диэтиловый эфир + ацетальдегид + этанол. Масса потока равна 16916,280856 кг

    Поток 34: вода + диэтиловый эфир + ацетальдегид + этанол. Масса потока равна поток 23 – отдувка – поток 31 = 5881,219494 кг

    6.3. Поточная диаграмма

    Строим поточную диаграмму по полученным данным материального баланса. Примем за 1 см 4229,07 кг



    1. Расчёт технологических показателей процесса

    написать администратору сайта