Гидратация этилена



жүктеу/скачать 106.46 Kb.
бет1/2
Дата21.10.2022
өлшемі106.46 Kb.
#463170
түріКурсовой проект
  1   2
metod gidrataciya


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И. М. ГУБКИНА» 
(РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина)


КАФЕДРА ГАЗОХИМИИ


ПОЛУЧЕНИЕ ЭТИЛОВОГО СПИРТА ГИДРАТАЦИЕЙ ЭТИЛЕНА


Методические указания по выполнению курсового проектирования по курсу «Газохимия»


Москва, 2012
Общие положения

Курсовой проект выполняется студентами специальности 0807 после прохождения производственной практики на одном из нефтехимических предприятий.


Материал для составления курсового проекта студент собирает во время производственной практики. При выполнении курсового проекта студент должен руководствоваться указаниями, изложенными в данном пособии. При выполнении расчётов обязательно пользоваться международной системой единиц измерения СИ.
Курсовой проект состоит из расчётно-пояснительной записки и графической части.
Содержание расчётно-пояснительной записки:

  1. Оглавление.

  2. Введение.

  3. Краткое описание промышленных методов синтеза целевого продукта и направлений его переработки (по литературным данным).

  4. Обоснование выбора метода синтеза, технологической схемы и аппаратурного оформления данного процесса.

  5. Описание технологической схемы процесса с указанием технологического режима и названия отдельных аппаратов, а также объяснением принципов работы основных аппаратов. Необходимо также указать принципы регулирования технологического режима основных аппаратов.

  6. Исходные данные для проектирования.

В этом разделе приводятся:
а) параметры процесса (температура, давление объёмная скорость, соотношение реагентов и т.д.);
б) данные о конверсии и селективности процесса;
в) состав продукта реакции;
г) характеристика сырья и продуктов реакции, катализатора.
При этом необходимо привести ссылки на источник данных (заводские данные, литературные данные и т.д.)
Если часть показания получена путём обработки заводских данных, необходимо привести соответствующие расчёты.

  1. Материальный баланс процесса.

  2. Подробный технологический расчёт основного аппарата и технологические расчёты остальных аппаратов и оборудования по укрупнённым показателям с подбором стандартных аппаратов.

  3. Сводная таблица расходных показателей и перечень аппаратуры.

  4. Список использованной литературы.

Ссылка на литературу приводится в тексте, а литературные источники располагаются в порядке цитирования.
Ссылки на учебники, монографии или сборники излагаются в следующем порядке: авторы, название, издательство, год издания, количество страниц.
Ссылки на статьи: авторы, название журнала, год издания, том, №, первая и последняя страница статьи.
Графическая часть курсового проекта состоит и технологической схемы проектируемой установки.



  1. Расчёт материального баланса гидратора

Для расчёта материального баланса гидратора необходимо выбрать следующие исходные данные.



  1. Производительность установки по этиловому спирту Gc, кг/ч

  2. Доля конвертируемого этилена, расходуемого на образование спирта и побочных продуктов, % масс.

С1 – на образование спирта по реакции
С2Н4 + Н2О  С2Н5ОН (1)
С2 – на образование диэтилового эфира по реакции
2С2Н4 + Н2О  (С2Н5)2О (2)
С3 – на образование ацетальдегида по реакции
2С2Н4 + Н2О  СН3СНО + С2Н6 (3)
С4 – на образование полимеров.

  1. Конверсия этилена К, %.

  2. Состав свежей этиленовой фракции, % масс.

Х, ХСН4, ХС2Н6
Свежая этиловая фракция обычно содержит небольшие количества метана и этана.

  1. Содержание этилена в циркулирующем газе y, % масс.

  2. Механические потери этилена в расчёте на конвертируемый этилен Xn, %.

  3. Мольное отношение водяной пар:этилен nz.

1. Расход этилена (в кг/ч)


Расход этилена рассчитывается исходя из заданного распределения вступившего в реакцию этилена и стехиометрического уравнения реакции.


Общий расход этилена
кг/ч
в том числе расходуется:
- образование этанола
кг/ч
- на образование диэтилового эфира
кг/ч
- на образование ацетальдегида и этана
кг/ч
- на образование полимеров
кг/ч

  1. Количество продуктов реакции




  1. Количество этилового спирта задано Gc, кг/ч. Количество побочных продуктов находим на основе стехиометрических уравнений.

  2. Диэтиловый эфир

кг/ч

  1. Ацетальдегид

кг/ч

  1. Этан

кг/ч

  1. Полимеры

Gп=А4, кг/ч
Расход воды на реакцию
На каждую реакцию (1) – (3) расходуется вода в количестве один моль/моль продукта
кг/ч

  1. Расчёт количества отдуваемого газа

Для поддержания определённой заданной концентрации этана в циркуляционном газе из системы необходимо выводить инертные примеси, поступающие в систему, путём отдувки части циркуляционного газа. Инертные примеси поступают в систему с исходным техническим этиленом (метан и этан), а также за счёт образования небольших количеств этана, побочного продукта реакции. Хотя общее количество этих примесей невелико, они неизбежно будут накапливаться в системе, если их не удалять. На рис. 1 приведена принципиальная схема циркуляции этилена.



Рис. 1. Принципиальная схема циркуляции этилена


В реактор 3 поступает смесь компримированного свежего и циркулирующего этилена. Парогазовая смесь из реактора после конденсации разделяется на газ и конденсат в отделе высокого давления 4. Поскольку аппарат работает под давлением, часть газа остается растворенной в спиртово-водном конденсате. Последний после дросселирования направляется в отделитель низкого давления 5, где выделяется растворённый газ – отдувка н.д. Газ высокого давления поступает на приём компрессора 2, а часть газа отдувается в систему газофракционирования. Таким образом, инертные примеси удаляются из системы двумя путями: с отдуваемым газом высокого давления и с газом, растворённым в отделе высокого давления (отдувка н.д.). Вместе с отдуваемым и растворенным газом из системы выводится также этилен. Поэтому количество свежего этилена, которое необходимо подать в систему, больше количества конвертируемого этилена и зависит от количества отдуваемого этилена.


Введём следующие обозначения:
А – количество конвертируемого этилена в кг/ч или кмоль/ч,
В – количество свежего технического этилена в кг/ч или кмоль/ч,
V – количество отдуваемого газа высокого давления в кг/ч или кмоль/ч,
S – количество газа, растворённого в спиртово-водном конденсате в кг/ч или кмоль/ч,
Gэт – количество образующегося этана в кг/ч или кмоль/ч,
x, y, z – массовая или мольная концентрация этилена в свежем техническом этилене, циркуляционном и растворённом газе.
Баланс по этилену (количество этилена, поступающего в систему, равно сумме конвертированного, отдуваемого и растворённого этилена):

Bx = A+ Vy + Sz (1)




Баланс по примесям. В систему поступают примеси со свежим этиленом и образующийся по реакции (3) этан. Примеси выводятся с отдувкуй высокого давления и с растворённым газом:

B(1-x) + Gэт = V(1 – y) + S(1 – z) (2)


Совместное решение уравнений (1) и (2) позволяет пределить количество отдуваемого циркуляционного газа:




кг/ч или кмоль/ч (3)
Количество отдуваемого чистого этилена:

Vэ = V*y, кг/ч или кмоль/ч (4)


Количество отдуваемых примесей:


Vпр = V*(1 - y), кг/ч или кмоль/ч (5)


Концентрацию этилена в циркуляционном газе находим из материального баланса по метану и этану:




(6)
(7)
(8)


(9)
Для расчёта отдувки и последующих расчётов значениями x и y задаются. Значения S и z, zCH4 и zC2H6 определяют при расчёте отделителя высокого давления. Т.к. они заранее не известны, ими задаются на основе опытных данных (заводских или проектных), а затем корректируют после окончания расчётов. Т.о., здесь фактически приходится пользоваться методом последовательного приближения.

  1. Расчёт материального баланса

При эксплуатации любой технологической установки, особенно работающей под давлением, всегда имеет место механические потери продукта. По практическим данным в случае прямой гидратации этилена величина механических потерь этилена достигает 7,5% от количества конвертируемого этилена. Причиной потерь являются неплотности в системе высокого давления, которых трудно избежать. Через неплотности вместе с этиленом теряются также инертные примеси. Состав теперь условно считают идентичным составу циркуляционного газа. Эти потери являются естественным источником частичной отдувки примесей из системы. Поэтому на газоразделение необходимо отводить не все количество подлежащего выводу из системы газа V, а разность между этим количеством и механическими потерями.
Вычисляем количество газа, подлежащего выводу из системы, путём умножения общего количества газа V на концентрацию каждого компонента в циркуляционном газа.

жүктеу/скачать 106.46 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:
  1   2



©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет