Курсовая работа ВЕДЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПЕРЕГРУППИРОВКА ЦИКЛОГЕКСАНОНОКСИМА В ПРОИЗВОДСТВЕ КАПРОЛАКТАМА. Курсовой проект. Ведение технологического процесса перегруппировка циклогексаноноксима в производстве капролактама

• Название: Ведение технологического процесса перегруппировка циклогексаноноксима в производстве капролактама
• Анкор: Курсовая работа ВЕДЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПЕРЕГРУППИРОВКА ЦИКЛОГЕКСАНОНОКСИМА В ПРОИЗВОДСТВЕ КАПРОЛАКТАМА
• Дата: 17.11.2022
• Размер: 91.51 Kb.
• Имя файла: Курсовой проект.docx
• Тип: Курсовой проект; #794900
• страница: 3 из 4

1.10 Характеристика основного оборудования процесса

Таблица 7 – Характеристика основного оборудования процесса перегруппировки циклогексаноноксима

Номер позиции по схеме	Наименование оборудования или технических устройств	Материал, способ защиты	Техническая характеристика
11	Сборник	Х5CrNiN 19.7. Аs	Горизонтальный цилиндрический аппарат с наружным змеевиком Габариты аппарата: D=2400 мм, L=5700 мм, V=25 м3 В аппарате: Рмакс=атм Тмакс=95 С Рабочая среда: олеум в змеевике: Рмакс=0,7 МПа Тмакс=95С Рабочая среда: горячая вода
12	Насос центробежный	GS-Х12CrNiМо 18.10.Аs	Тип КRS IН-25/200-54 GSХ Производительность: 4 – 9,5 м3 /час Напор =39,5-31 м ст. ж Рабочая среда: олеум Тип уплотнения: мягкая набивка Электродвигатель: тип –КР160.1/2 Вид защиты: ЕхdIIВТЧ Мощность = 10 кВт Число оборотов = 2900 об /мин Исполнение: IР – 44
1	Реактор перегруппировки	10Х17Н13М2Т	Габариты аппарата: D=1800 мм, Н=3210 мм,V=6,8 м3 Рабочая среда: перегруппированный продукт Траб=93-105 С Рраб=0,04 кг/см2 (изб)
4,5	Смеситель олеума	10Х17Н13М2Т	Габариты аппарата: D=377 мм, Н=964 мм Рабочая среда: перегруппированный продукт Траб=93-105 С Рраб=0,34 кг/см2 (изб)
7,6	Смеситель циклогексаноноксима	10Х17Н13М2Т	Габариты аппарата: D=273 мм, Н=550 мм Рабочая среда: перегруппированный продукт Траб=93-112 С Рраб= 7,0 кг/см2 (изб)

Продолжение таблицы 7

2,3	Циркуляционный пластинчатый холодильник перегруппировки	по импорту	Габариты аппарата, мм: 890 х 600 х1761 Площадь теплообмена F=69,8 м2 В трубном пространстве: Траб=55 С, Рабочая среда: циркуляционная вода В межтрубном пространстве Траб=88-105 С Рабочая среда: перегруппированный продукт
8,9,10	Циркуляционный насос	по импорту	ТИП СРК – С1 250-400 Производительность=650 м3 Напор=50 м ст. ж. Рабочая среда – перегруппированный продукт Тип уплотнения - торцевое Электродвигатель: Тип- АDМ-355 S Мощность – 200 кВт Число оборотов – 1500 об/мин Исполнение: 1Р54

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРОЦЕССА ПЕРЕГРУППИРОВКИ

2.1 Материальный баланс процесса




G₁

G₂

G₃


Рисунок 1 – Схема материальных потоков

G₁ – количество циклогексаноноксима, поступающего в реактор;

G₂ – количество олеума, поступающего в реактор;

G₃ – количество перегруппированного продукта, уходящего из реактора.

Уравнение материального баланса

G₁ + G₂ = G₃

Исходные данные:

Производительность по капролактаму - 107 тыс.т/год

- состав циклогексаноноксима, поступающего в реактор в % (масс):

циклогексаноноксим - 94,74

вода - 4,96

примеси - 0,3

- состав олеума, поступающего в реактор в % (масс):

серная кислота - 77,0

серный ангидрид - 23,0

- состав перегруппированного продукта, уходящего из реактора в %

(масс)

капролактам - 41,66

примеси - 0,20

серная кислота - 54,95

серный ангидрид - 3,19

Соотношение поступающего в реактор циклогексаноноксима и олеума - 1:1,273

Поступает в реактор первой ступени 85% циклогексаноноксима.

Число рабочих часов в году ­­­­­- 8400 часов

Расчет часовой производительности по капролактаму

107000*1000/ 8400=12738кг/ч

Часовая производительность по капролактаму для реактора первой ступени

12738*85/100 = 10827,3 кг/ч

10827,3/3600 = 3,00 кг/c

Количество перегруппированного продукта, уходящего от реактора первой ступени

G₃ = 10827,3*100/41,66 = 25989,6 кг/ч

G₃ = 25989,6/3600 =7,21 кг/с

Определяем состав и количество перегруппированного продукта, уходящего из реактора первой ступени

Таблица 8 - Состав и количество перегруппированного продукта, уходящего от реактора

Наименование компонента	% масс	кг/ч	кг/с
Капролактам	41,66	10827,3	3,00
Примеси	0,20	51,9	0,02
Серная кислота	54,95	14281,4	3,96
Серный ангидрид	3,19	829	0,23
Итого	100	25989,6	7,21

Реакция перегруппировки циклогексаноноксима
= NOH =NOH + _

+ H₂SO₄ H • HSO₄
Для получения капролактама необходимо взять циклогексаноноксима 10827,3 кг/ч

Тогда количество циклогексаноноксима, поступающего в реактор

G₁ = 10827,2*100/ 94,74 = 11428,4 кг/ч

G₁= 11428,4/ 3600 = 3,17 кг/с

Определяем состав и количество циклогексаноноксима, поступающего в реактор первой ступени

Таблица 9 - Состав и количество циклогексаноноксима, поступающего в реактор

Наименование компонента	% масс	кг/ч	кг/ ч
Циклогексаноноксима	94,74	10827,3	3,00
Вода	4,96	566,8	0,16
Примеси	0,3	34,3	0,01
Итоги	100	11428,4	3,17

Количество поступающего в реактор олеума

G₂ = 11428,4*1,273 = 14548,4 кг/ч

G₂= 14548,4/3600 = 4,04 кг/с

Определяем состав и количество олеума, поступающего в реактор первой ступени

Таблица 10 – Состав и количество олеума, поступающего в реактор

Наименование компонентов	% масс	кг/ч	кг/с
Серная кислота	77,0	11202,3	3,11
Серный ангидрид	23,0	3346,1	0,93
Итого	100	14548,4	4,04

Составим сводную таблицу материального баланса

Таблица 11 – Материальный баланс реактора перегруппировки 1 ступени

Приход			Расход
компоненты	кг/ч	кг/с	компоненты	кг/ч	кг/с
Циклогексаноноксим: - циклогексаноноксим - вода - примеси	10827,3 566,8 34,3	3,00 0,16 0,01	Перегруппированный продукт: - капролактам - примеси - серная кислота - серный ангидрид	10827,3 51,9 14281,4 829	3,00 0,02 3,96 0,23
Олеум: - серная кислота - серный ангидрид	11202,3 3344,1	3,11 0,93
Всего	25976,8	7,21	Всего	25989,6	7,21

2 .2 Тепловой баланс процесса


Q₃ Q₁

Q₂

Q₅

Q₆

Q₄

Рисунок 2 -Схема тепловых потоков
Q₁ - количество тепла, поступающего в реактор с циклогексаноноксимом;

Q₂ - количество тепла, поступающего в реактор с олеумом;

Q₃ - количество тепла, выделяющегося при перегруппировке;

Q₄ - количество тепла, уходящего с перегруппированным продуктом;

Q₅ - потери тепла в окружающую среду;

Q₆ - тепло отводимое холодильником.
Уравнение теплового баланса:

Q₁+Q₂+Q₃=Q₄+Q₅+Q₆

Исходные данные

- температура поступающего циклогексаноноксима – 80 ᵒС

- температура поступающего олеума – 60 ᵒС

- температура уходящего капролактама –100 ᵒС

1. Количество тепла, поступающего в реактор с циклогексаноноксимом

Q₁ = G₁ *c*t

где – G₁ – массовый расход циклогексаноноксима (из материального баланса), кг/с

с - удельная теплоемкость циклогексаноноксима 338,922

Дж/(кг*град) (1)

Q₁= 3,17*338,922*80 = 85950,6 Вт

2. Количество тепла, приходящего с олеумом

Q₂ =G₂*c*t

где G₂ - массовый расход олеума (из материального баланса), кг/с

с – удельная теплоемкость олеума 1208,65 Дж/(кг/град) (2)

Q₂ = 4,04*1208,65*60 =292976,7 Вт

3. Количество тепла, выделяющегося при перегруппировке

Q₃ = G₁/M*ΔH*1000

где G₁ - массовый расход таблица (из материального баланса), кг/с

M – молярная масса циклогексаноноксима, (г/моль) (3)

ΔH – количество тепла на 1 оксима, 235 (кДж/ моль) (5)

Q₃ = (3,00/113,16*1000) *235*1000 = 6230116,6 Вт

4. Количество тепла, уходящего с перегруппированным продуктом

Q₄ =G₃*c*t

где G₃ - массовый расход таблица (из материального баланса), кг/с

с – удельная теплоемкость перегруппированного продукта 815,3 Дж/(кг/град) (4)

Q₄ = 7,21 *815,3 *100 = 587831,3 Вт
5. Потери тепла в окружающую среду

Q₅ = (Q₁+Q₂+Q₃) *0.03

Q₅ = (85950,6+292976,7+6230116,6) *0,03 =198271,3 Вт

6. Тепло отводимое холодильником

Q₆ = Q₁+Q₂+Q₃-(Q₄+Q₅)

Q₆ = (85950,6+292976,7+6230116,6) – (587831,3+198271,3) = 5822941,3 Вт
Таблица 12 – Сводный тепловой баланс

Приход, Вт		Расход, Вт
Тепло с циклогексаноноксимом	85950,6	Тепло уходящего перегруппированного продукта	587831,3
Тепло с олеумом	292976,7	Потери тепла в окружающую среду	198271,3
Тепло выделяющиеся при перегруппировки	6230116,6	Тепло отводимое холодильником	5822941,3
Всего:	6609043,9	Всего:	6609043,9