ацетальдегид расчет. Проект узла синтеза ацетальдегида из этилена в присутствии хлористого палладия

• Название: Проект узла синтеза ацетальдегида из этилена в присутствии хлористого палладия
• Анкор: ацетальдегид расчет
• Дата: 30.10.2021
• Размер: 156.51 Kb.
• Имя файла: ацетальдегид расчет.docx
• Тип: Документы; #259305
• страница: 3 из 6

3.3.2 Тепловой расчет колонны КЛ1

Исходные данные:

составы материальных потоков на входе и выходе представлена в таблице 10; тепловые потоки продуктов реакции и катализаторного раствора таблица 12; температура: продуктов реакции и катализаторного раствора на входе в колонну КЛ1 (на выходе из реактора РТ1) – 112 ºС; ацетальдегида – сырца и катализаторного раствора на выходе – 100 ºС.

Цель расчета – определение температуры кубовой жидкости со стадии ректификации на входе в отпарную колонну.

Уравнение теплового баланса в общем виде:

Ф₁ + Ф₂ = Ф₃ – Ф₄ +Ф₅ + Ф_пот, (3.15)

где Ф₁, Ф₂, Ф₃, Ф₅ – тепловые потоки жидких продуктов, кубовой жидкости со стадии ректификации, парогазовой смеси и катализаторной жидкости соответственно, кВт;

Ф₄ – теплота, расходуемая на испарение продуктов, кВт;

Ф_пот – теплопотери в окружающую среду, кВт.

Тепловой поток жидких продуктов на входе в колонну рассчитывают по данным таблице 4.1:

Ф₁ = 361,9 + 132853,5 = 133215,4 кВт.

Тепловой поток кубовой жидкости со стадии ректификации:

Ф₂ = Ф₃ + Ф₄ +Ф₅ + Ф_пот – Ф₁

Для определения значения теплового потока Ф₃ рассчитываем среднюю удельную теплоемкость парогазовой смеси при Т = 100 + 273 = 373 К. Молярную теплоемкость компонентов определяем по справочнику[13].
Таблица 13 - Расчет средней удельной теплоемкости парогазовой смеси:

	mῑ , кг/ч	ωi, %	Ci, Дж/(моль∙К)	Ciωi/(Mi100), кДж/(кг∙К)
СН3СНО	6119,7	31,66	62,79	0,452
СН3СООН	93,5	0,48	77,39	0,006
СНCl3	265,9	1,38	72,43	0,008
С2Н4	155,7	0,81	51,56	0,015
Н2О	12348,9	63,90	34,23	1,215
СО2	342,9	1,77	41,37	0,017
∑	19326,6	100	-	1,713

Рассчитывают тепловой поток парогазовой смеси:

Ф₃ = (19326,6/3600)∙1,713∙100 = 919,6 кВт.

Для определения значения Ф₄ находят удельный теплоты испарения ацетальдегида, уксусной кислоты, трихлорметана и воды. Теплоту испарения ацетальдегида рассчитывают по формуле при температуре кипения

Т = 21 + 273 = 294 К:



.

По справочнику находят значения удельной теплоты испарения уксусной кислоты, воды и трихлорметана:

r _{СН3СООН} = 389.81 кДж/кг; r _Н2О = 2260,00 кДж/кг; r _СНCl3=228,6 кДж/кг.

Рассчитывают теплоту, расходуемую на испарение продуктов:

Ф₄ = (93,5∙560,29 + 265,9∙389,81 + 265,9∙228,6 + 12348,9∙2260,0) /3600 =8731,9кВт.

Рассчитывают тепловой поток катализаторного раствора:

Ф₅ = (1166467,1/3600)∙3,662∙100 = 118655,6 кВт,

где 3,662 - удельная теплоемкость катализаторного раствора, кДж/(кг∙К).

Принимаем, что теплопотери равны 3,5% от общего прихода теплоты и определяют расходы теплоты:

Ф_расх = (919,6 + 8731,9 + 118655,6) ∙100/(100-3,5) = 134352,9 132960,7 кВт.

Рассчитывают тепловой поток кубовой жидкости со стадии реактификации:

Ф₂ = Ф_расх – Ф₁ = 134352,9 132960,7 - 133215,4 = 1137,5 кВт.

Учитывая, что теплоемкость воды практически не изменяется с возрастанием температуры и может быть принята равной с = 4,187 кДж/(кг∙К), рассчитывают температуру поступающей кубовой жидкости со стадии ректификации:



что соответствует оптимальному технологическому режиму.

Составляют таблицу теплового баланса отпарной колонны таблица 14.

Таблица 14 - Тепловой баланс отпарной колонны

Приход	кВт	%	Расход	кВт	%
1	2	3	4	5	6
Тепловой поток жидких продуктов	133215,4	99,0	Тепловой поток парогазовой смеси	919,6	0,7
Тепловой поток кубовой жидкости со стадии ректификации	1311,3	1,0	Теплота, расходуемая на испарение продуктов	8731,8	6,5
			Тепловой поток катализаторной жидкости Теплопотери	118821,5 6053,7	88,3 4,5
Итого	134526,7	100		134526,7	100