Гидратация этилена



бет2/2
Дата21.10.2022
өлшемі106.46 Kb.
#463170
түріКурсовой проект
1   2
metod gidrataciya

Таблица 1.
Состав и количество газа, выводимого из системы (отдувки н.д.)




кг/ч

масс. концентрация

Метан

VyCH4

yCH4

Этилен

Vy

y

Этан

VyC2H6

yC2H6

Всего:

V

1,00

Количество потерь 100%-ного этилена


кг/ч
Потери этилена с учетом примесей (по составу циркуляционного газа)
кг/ч
Таблица 2.
Состав и количество потерь




кг/ч

масс. концентрация

Метан

ПyCH4

yCH4

Этилен

Пэ

y

Этан

ПyC2H6

yC2H6

Всего:

П

1,00

По разности между количеством газа, подлежащего выводу из системы V, и количеством потерь находим количество газа, выводимого в систему газоразделения.


Таблица 3.
Состав и количество газа, выводимого в цех газоразделения




кг/ч

масс. концентрация

Метан

VyCH4 - ПyCH4

yCH4

Этилен

Vэ - Vп

y

Этан

VyC2H6 - ПyC2H6

yC2H6

Всего:

V - П

1,00

Далее находим количество свежей этиленовой фракции.




Таблица 4.
Состав и количество исходной этиленовой фракции




кг/ч

масс. концентрация

Метан

ВхCH4

хCH4

Этилен

Вх

х

Этан

ВхC2H6

хC2H6

Всего:

В

1,00

Количество этилена, которое должно поступить в гидратор, определяется как количество конвертируемого этилена, деленного на конверсию:


кг/ч (10)
По разности между этиленом, поступающим в гидратор, и свежим этиленом находим количество чистого циркулирующего этилена:
Gэц = GЭпр – Вх, кг/ч (11)

Общее количество циркулирующего газа:




кг/ч (12)


Таблица 5.
Состав и количество циркулирующего этилена




кг/ч

масс. концентрация

Метан

GцyCH4

yCH4

Этилен

Gэц

y

Этан

GцyC2H6

yC2H6

Всего:

Gц

1,00

Количество прямого газа, поступающего в гидратор, определяется как сумма циркулирующего и свежего этилена. Зная количество каждого компонента, определяем состав газа.


Таблица 6.
Состав и количество прямого газа




кг/ч

масс. концентрация

Метан

GцyCH4 - ВхCH4

yпрCH4

Этилен

пр

yпр

Этан

GцyC2H6 - ВхC2H6

yпрC2H6

Всего:

Gпр

1,00

Количество водяного пара, подаваемого в гидратор:




кмоль/ч,
Gz = Nz * 18, кг/ч

Количество влажного прямого газа:


Gпр.в. = Gпр. + Gz, кг/ч

Количество обратного газа, выходящего из гидратора:


Gобр.в. = Gпр + Gz – A – GН2О + Gап + Gэф + Gа+ Gэт + GП, кг/ч

Количество прямого газа должно быть равно количеству обратного газа:


Gпр.в. = Gобр.в
II. Материальный баланс установки

После расчёта материального баланса гидратора составляется материальный баланс установки в целом. Баланс составляют традиционным методом, который не требует специальных пояснений.


Сводный материальный баланс цеха:






Входит

кг/ч

Выходит

кг/ч

1. Этиленовая фракция

В

1.Этиловый спирт (100%)

Gоп

2. Водяной пар

Gz

2. Эфир

Gэф







3. Ацетальдегид

Gа







4. Полимеры

GП







5. Фузельная вода

Gz – Gобр.в







6. Отдувка газа высокого давления

V - П







7. Потери спирта

П







8. Потери циркулирующего газа

S







9. Отдувка газа низкого давления




III. Расчёт аппаратуры

Студент, выполняющий курсовой проект по прямой гидратации этилена, должен рассчитывать следующие аппараты:



  1. Теплообменники

  2. Паровой подогреватель (если он имеется) или трубчатую печь для подогрева этилена

  3. Гидратор

  4. Холодильник

  5. Газосепаратор (отделитель) высокого давления

  6. Газосепаратор (отделитель) низкого давления.

Подробно рассчитывается гидратор и газосепаратор в.д. ниже приведены указания по их расчёту.


Расчёт гидратора:
На основе заданной температуры и объёмной скорости (по производственным и литературным данным) рассчитывается размеры аппарата; либо выбирают стандартный аппарат и определяют число необходимых аппаратов.


Расчёт теплового баланса:

  1. Рассчитать тепловой эффект реакции по закону Гесса. Обратить внимание на следующие положения:

  • При расчёте теплот образования необходимо ввести поправки не только на температуру, но и на давление (см. [3, 6, 7]);

  • За основу расчёта теплового эффекта реакции взять количество конвертированного этилена и воды и количество продуктов реакции.

  1. Энтальпии этилена и продуктов реакции определяются с учётом поправки на давление (см. [3, 6]).

Тепловой баланс реактора:
Входит, ккал/ч:

    1. С прямым газом Qпр = GпрпрJэ + yпр.СН4JCH4( + yпр.С2Н6JC2H6)

    2. C водяным паром Qz = GzJz

    3. Тепловой эффект реакции Qp

Всего входит Qвх = Qпр + Qz + Qp

Выходит, ккал/ч:



  1. С непрореагированным этиленом и примесями

Qоб = (Gэц + Vy)Jэ2 + (Gц + V)yСH4JСH4(2) + (Gц + V)yС2Н6JC2H6(2)

  1. С непрореагировавшим водяным паром Qz2 = (Gz – GH2O)Jz2

  2. С продуктами реакции Qпрод = GспJсп + GэфJэф + GaJa + GэтJС2Н6(2)

Всего выходит Qоб + Qz2 + Qпрод
Потерями тепла в окружающую среду условно пренебрегаем, что даёт некоторый запас.
Расчёт сводится к определению температуры на выходе из реактора, которая неизвестна.
Для этого необходимо задаться тремя температурами на выходе из реактора; например, если температура на входе в реактор равна 280оС, то можно задаться температурами 290, 300, 310оС. При этих трёх температурах рассчитывается количество тепла на выходе из реактора:



t2, oC

ккал/ч

290

Qвых290

300

Qвых300

310

Qвых310

Затем строится вспомогательный график зависимости теплосодержания выходящих продуктов от температуры.


Т.к. Qвх = Qвых, то можно на оси ординат отложить количество тепла Qвх и повести прямую до пересечения с кривой и опустить перпендикуляр на ось абсцисс. На оси абсцисс находим температуру на выходе из реактора. Допустим перепад температур в реакторе не должен превышать 18-20оС.

рис.2. Вспомогательная кривая для определения температуры на выходе из рекатора.
Расчёт отделителя в.д.

Расчёт отделителя высокого давления выполняется традиционным методом расчёта отгона или доли конденсации для многокомпонентных смесей.


Необходимо учесть, что поскольку процесс идёт под высоким давлением, в расчётах необходимо пользоваться фугитивностью или константами равновесия, в которых учтено отклонение от законов идеальных газов.
Литература:

  1. Адельсон С.В., Вишнякова Т.П., Паушкин Я.М. Технология нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1985. – 608 с.

  2. Материалы производственной практики и проектные материалы.

  3. Адельсон С.В., Федорова Р.И. Прямая гидратация этилена. М.:МИНГ, 1979. – 20 с

  4. Адельсон С.В. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию по курсу «Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза». Оксосинтез. Стадия гидроформирования. Прямая гидратация этилена. М.: МИНГ, 1988. – 48с.

  5. Карапетьянц М.Х. Примеры и задачи по химической термодинамике. Изд. «Химия», М., 1974, 301 с.

  6. Карапетьянц М.Х., Карапетьянц М.Л. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ. Изд. «Химия», М., 1969, 470 с.

  7. Осинина О.Г. Определение физико-технологических и тепловых характеристик нефтепродуктов, углеводородов и некоторых газов. М.: МИНГ, 1986. – 58с.

  8. Краткий справочник физико-химических величин. Под ред. Равделя А.А. и Пономаревой А.М. Л.: Химия, 1983. – 232с.

  9. Лапидус А. Л., Голубева И. А., Жагфаров Ф.Г. Газохимия. М.: Центлитнефтегаз, 2008. – 445 с.


Достарыңызбен бөлісу:
1   2




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет