Всего на сайте:
248 тыс. 773 статей

Главная | Химия

Расчёт материального баланса процесса дегидрирования н-бутана (изо-бутана)  Просмотрен 269

Практическое занятие № 1

Тема: «Расчёт материального баланса процесса дегидрирования н-бутана (изо-бутана)»

Цель занятия:научиться составлять материальный баланс процессадегидрирования н-бутана (изо-бутана).

Оснащение занятия:

- калькуляторы;

- технологическая схема участка дегидрирования и её описание;

- характеристика сырья и продуктов;

- регламент соответствующего цеха.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с целью занятия.

2. Повторить теоретические основы процесса.

3. Повторить технологию производства.

4. Составить исходные данные для расчета.

5. Составить схему материальных потоков.

6. Записать уравнения основных и побочных реакций.

7.Рассчитать материальный баланс процесса.

8. Ответить на контрольные вопросы.

 

  1. Теоретическая часть

Материальный расчет – определение расхода сырья и вспомогательных материалов для обеспечения заданной производительности по целевому продукту. Материальный баланс основан на стехиометрических законах: сохранения массы вещества, эквивалентов, кратных и простых объёмных отношений, Авогадро. Материальный баланс составляют по уравнению целевой реакции, учитывая протекающие побочные реакции. Материальный баланс для непрерывных процессов составляется в расчете на часовую производительность цеха, установки, для периодических процессов- в расчете на операционную производительность. Для выполнения материальных расчетов используют расходы веществ , выраженные в кмоль/ч, м3/ч, кг/ч.

Дегидрирование - это процесс отщепления молекул водорода от молекулы органического вещества. Процесс дегидрирование широко использу­ются в промышленности для получения топлива, синтетическо­го каучука, циклогексана и т. д. Сюда сле­дует отнести, такие крупнотоннажные производства, как полу­чение олефинов С2—C4, высших α-олефинов, изо-бутилена, н-бутилена, бутадиена и изопрена, стирола, ацетилена и т.д.

Реакция дегидрирования каталитическая, обратимая, эндотермическая (идет с поглощением тепла), за счет выделения водородаувеличивается объем газообразных веществ.

Процесс можно представить схемой: CnH2n+2 CnH2n + Н2 - Q

Катализаторы, применяемые для данного процесса следующие:

- металлы VIII группы (Fe, Co, Ni, Pd, Pt) и I группы (Сu, Ag);

- оксиды металлов (MgO, Cr2O3, Fe2O3, ZnO, MоO3, WО3 и др.);

- сульфиды металлов (NiS, CoS, MоS3 и WS2);

- сложные системы, состоящие из двух и более ме­таллов (Ni + Cu, Ni + Cr), оксидов (ZnO-Cr2О3, CuO-Cr2О3), сульфидов (NiS-WS2, CoS-MoS3 и т. д.).

Применение катализаторов позволяет увеличить скорость дегидрирования при сравнительно низкой температуре, когда еще не получили развития вторичные реакции. Кроме того, каталитические процессы можно вести в более мягких усло­виях.

Получение изобутилена из изобутана методом каталитического дегидрирования осуществляется по реакции:

СН3 – СН(СН3) – СН3 ‹—› СН2 = С(СН3) – СН3 + Н2

В связи с тем, что применяемые при дегидрировании углеводородов С4, катализаторы чувствительны к действию воды, в промышленных условиях содержание воды в изобутане, подаваемом на дегидрирование, не должно превышать 0,12 вес. %. На процесс дегидрирования изобутана (н-бутана) отрицательно влияет наличие в исходном сырье изобутилена (н-бутилена), который, разлагаясь 25-30%, вызывает повышение коксообразования на катализаторе и тормозит скорость реакции дегидрирования изобутана (н-бутана).

Механизм реакции радикальный, т. о. процесс дегидрирования относится к типу гомолитических превращений, где важную роль играет хемосорбция реагентов на активных центрах катализатора (К). В результате электронных переходов с участием катализатора ослабляются или полностью разрываются химические связи в адсорбированной молекуле:

СН3 – СН(СН3) – СН3 + К ‹—› К – Н ----- С(СН3)3

К – Н ----- С(СН3)3 + К ‹—› К – Н + К – С(СН3)3

К – С(СН3)3 + К ‹—› К – Н ----- СН2 – С(СН3)2 – К

К – Н ----- СН2 – С(СН3)2 – К + К ‹—› К – Н + К – СН2 – С(СН3)2 – К

К – СН2 – С(СН3)2 – К ‹—› К + К – СН2 – С(СН3)2 –

К – СН2 – С(СН3)2 – ‹—› К ----- СН2 С(СН3) – СН3

К ----- СН2 С(СН3) – СН3‹—› СН2 С(СН3) – СН3 + К

где К – катализатор.

В процессе работы катализатора, его активность уменьшает­ся за счет отложения на нем смолистых веществ и кокса, а также из-за наличия нежелательных примесей в сырье. Для восстановления активности катализатор регенерируют путем сжиганием топливного газа в присутствии кислорода воздуха.

По принципу Ле - Шателье смещению равновесия вправо способствуют высокая температура и низкое давление. Для увеличения выхода непредельных углеводородов необходимо уменьшать парциальное давление исходного сырья. Поэтому дегидрирование изобутана проводят в вакууме. В связи с тем, что энергия разрыва связей С—С (257 кДж/моль) меньше, чем энергия разрыва связей С—Н (350 кДж/моль), при высо­ких температурах преимущественно протекают реакции расщепления и изомеризации, причем во много раз быстрее, чем реакции дегидрирования.

Оптимальной температурой дегидрирования изобутана (н-бутана) является 530- 580 °С, что определяет осуществление процесса в газовой фазе.

При увеличении времени контакта ускоряются вторичные реакции, поэтому время контакта должно быть минимальным (в пределах от долей секунды до нескольких секунд).

Скорость основной реакции зависит от диффузионных факторов. Первые из них играют тем меньшую роль, чем интенсивнее перемешивание и турбулентность потоков и ниже температура.

Селективность важна в двух отношениях — для предотвращения более глубоких превращений, ведущих к снижению выхода целевого продукта, и для направленного взаимодействия в определенной функциональной группе исходного вещества. Следовательно, селективность зависит от развития последовательных и параллельных реакций.

 

  1. Практическая часть

Составить исходные данные для расчета:

Для составления исходных данных необходимо проанализировать соответствующие разделы регламента цеха:

Исходные данные:

 

Пропускная способность по изобутану, (Пс,ч), кг/ч 30300 (по варианту)

Время капитального ремонта, (Ткап.), дней 15(по варианту

Состав изобутановой фракции, подаваемой

на дегидрирование, (ω i ), % масс: Характеристика сырья материалов и готовой продукции (регламент)

-метан 0,04

-пропан 0,12

-этан 0.04

-изобутан 96,0

-н – бутан 2,0

-изобутилен 0,82

-н – бутилен 0,7

-бутадиен 0,03

-С5 и выше 0,2

-МТБЭ 0,01

-метанол 0,005

-ацетон 0,004

-ацетонитрил 0,009

-вода 0,02

- сернистые соединения 0,002

Селективность по изобутану,(S), % 46 (по варианту)

Количество катализатора, загружаемого в реактор,(Gкат), кг/ч 80000 (по варианту)

Конверсия изобутана, (Х), 80 (по варианту)

Потери катализатора, % от общего количества

закоксованного катализатора (ωпотерь закокс. кат) 0,001-1,0

Количество изобутана, израсходованного на реакцию(2), (ωи-бат 2),% 45

Количество изобутана, израсходованного на реакцию (3), (ωи-бат3),% 38

Количество изобутана, израсходованного на реакцию (4), (ωи-бат 4),% 17

Количество этилена, израсходованного на реакцию (11), (ωэтилена 11),% 80

Количество промышленной воды, подаваемой на очистку и охлаждение контактного газа

(Gпр.воды), кг/ч 190000

Состав промышленной воды, %масс.

- вода 96,49

-ацетон 0,02

-фенол 0,01

-соли 3,36

-эфир 0,11

Количество воды, израсходованной на реакцию (10), (ωводы 10),% 60

Количество воды, израсходованной на реакцию (12), (ωводы 12),% 40

2.2 Составить схему материальных потоков:

Схема материальных потоков:

G1 – количество исходной изобутановой фракции, кг/ч

G2 – количество катализатора, загружаемого в реактор, кг/ч

G3 – количество исходной смеси, кг/ч

G4 – количество реакционной смеси, кг/ч

G5 – количество контактного газа после очистки в циклонах реактора, кг/ч

G6 – количество катализатора, осажденного в циклонах реактора, кг/ч

G7 – количество промышленной воды, подаваемой на охлаждение и очистку контактного газа, кг/ч

G8 – количество смеси контактного газа и промышленной воды, кг/ч

G9 – количество очищенного контактного газа, кг/ч

G10 – количество шламовой воды, кг/ч.

Уравнение материального баланса: G1 + G2 + G7 = G6 + G9 + G10

2.3 Записать основные и побочные реакции:

Основная и побочные реакции:

СН3 – СН(СН3) – СН3 ‹—› СН2 = С(СН3) – СН3 + Н2 (1)

СН3 – СН(СН3) – СН3 —›СН4 + СН2 СН – СН3 (2)

СН3 – СН(СН3) – СН3 —› СН2 СН2 + СН3 – СН3 (3)

СН2 – СН(СН3) – СН3‹—› СН2 – СН – СН2 – СН3 (4)

СН2 С(СН3) – СН3‹—› СН2 СН – СН2 – СН3 (5)

С5Н12О + 2Н2 —› СН2 С(СН3) – СН3 + Н2 О + СН4 (6)

СН3ОН + Н2 —› СН4 + Н2 О (7)

С3Н6 О + 2Н2 —› СН3– СН2 – СН3 + Н2 О (8)

С2Н3N + 3Н2 —› СН3 – СН3 + NН3 (9)

СН4 + Н2 О —› СО+3Н2 (10)

СН2 СН2 —› СН4 + С (11)

СО + Н2 О —› СО2 + Н2 (12)

 

2.4 Рассчитать материальный баланс процесса:

1 Рассчитать эффективное время работы оборудования в год:

Тэф = (Ткал – Ткап) · 24 (1)

где Ткал – количество календарных дней в году;

Ткап – количество дней, отведенных на ремонт,

Тэф = ч.

 

2 Рассчитать годовую пропускную способность по изобутану:

Пс,г = Пс,ч ∙ Тэф /1000; (2)

где Пс.ч. – часовая пропускная способность,

Пс,г = т/год.

 

3 Рассчитать количество исходной изобутановой фракции: G1 = Пс,ч

 

Таблица 1 - Состав и количество исходной изобутановой фракции:

Наименование ω i , % масс Gi , кг/ч
Метан Исх. данные 
Пропан Исх. данные 
Этан Исх. данные 
Изобутан Исх. данные 
Н-бутан Исх. данные 
Изобутилен Исх. данные 
Н-бутилен Исх. данные 
Бутадиен Исх. данные 
С5 и выше Исх. данные 
МТБЭ Исх. данные 
Метанол Исх. данные 
Ацетон Исх. данные 
Ацетонитрил Исх. данные 
Вода Исх. данные 
Сернистые соединения Исх. данные 
Итого   Gпотока (G1)
  

Рассчитать количество компонента в смеси по формуле:

Gi= Gпотока ∙ ω i/100 (3)

где ώi – содержание компонента в смеси, %масс

 

4 Рассчитать количество катализатора, поступающего на дегидрирования, берем по аналогии с действующим производством: G2 = Gкат (исх.данные) = кг/ч.

 

5 Рассчитать количество исходной смеси: G3 =G1 + G2

 

Таблица 2 – Состав и количество и исходной смеси

Наименование ω i , % масс Gi , кг/ч
Метан  
Пропан  
Этан  
Изобутан  
Н-бутан  
Изобутилен  
Н-бутилен  
Бутадиен  
С5 и выше  
МТБЭ  
Метанол  
Ацетон  
Ацетонитрил  
Вода  
Сернистые соединения  
Катализатор  
Итого   Gпотока (G3)
  

Рассчитать массовые доли компонентов в потоке Gпотока по формуле

ω i = Gi ∙ 100/ Gпотока (4)

 

6 Рассчитать количество изобутана, израсходованного на образование изобутилена:

Gизобутана = Gизобутана (табл.2) · S / 100 (5)

где Gизобутана (табл.2) – количество изобутана в исходной смеси, кг/ч

S – селективность по изобутану, %

Gизобутана = кг/ч.

 

7 Рассчитать общее количество израсходованного изобутана:

Gизобутана общ = Gизобутана (табл.2) · Х / 100 (6)

где Gизобутана (табл.2) – количество изобутана в исходной смеси, кг/ч

Х – конверсия изобутана, %

 

8 Рассчитать количество изобутана, израсходованного на побочные реакции:

Gизобутана поб = Gизобутана общ - Gизобутана = кг/ч.

 

9 Рассчитать количество непрореагировавшего изобутана Gизобутана не пр, кг/ч:

Gизобутана не пр = Gизобутана (табл.2) - Gизобутана общ = кг/ч.

 

10 Рассчитать по реакции (1) количества образовавшихся изобутилена Gизобутилен(1) и водорода Gводород(1):

Gизобутана (п.6) Gизобутилен.(1) Gводород(1)

СН3 – СН(СН3) – СН3 ‹—› СН2 С(СН3) – СН3 + Н2

58 кг/кмоль; 56 кг/кмоль; 2 кг/кмоль.

Gизобутилен.(1) = Gизобутана (п.6)· 56 / 58 = кг/ч.

Gводород(1) = Gизобутана (п.6)· 2 / 58 = кг/ч.

 

11 Рассчитать по реакции (2) количества образовавшихся метана Gметан(2) и пропилена Gпропилен(2):

Количество изобутана, израсходованного на реакцию (2):

Gизобут.(2) = Gизобутана поб · ωи-бат 2 / 100; 7

где Gизобутана поб – общее количество изобутана, израсходованного на побочные реакции, (п.8), кг/ч

Gизобут.(2) = кг/ч.

 

Gизобут.(2) Gметан(2) Gпропилен(2)

СН3 – СН(СН3) – СН3 —›СН4 + СН2 СН – СН3

58 кг/кмоль; 16 кг/кмоль; 42 кг/кмоль.

Gметан(2) = Gизобут.(2) · 16 / 58 = кг/ч.

Gпропилен(2) = Gизобут.(2) · 42 / 58 = кг/ч.

 

12 Рассчитать по реакции (3) количества образовавшихся этилена Gэтилен(3) и этана Gэтана(3):

Количество изобутана, израсходованного на реакцию (3) по формуле 2.7:

Gизобут.(3) = Gизобутана поб · ωи-бат 3 / 100;

Gизобут.(3) = кг/ч.

 

Gизобут.(3) Gэтилен(3) Gэтана(3)

Н3 – СН(СН3) – СН3 —› СН2 СН2 + СН3 – СН3

58 кг/кмоль; 28 кг/кмоль; 30 кг/кмоль.

Gэтилен(3) = Gизобут.(3) · 28 / 58 = кг/ч.

Gэтана(3) = Gизобут.(3) · 30 / 58 = кг/ч.

 

13 Рассчитать по реакции (4) количеств образовавшегося н-бутана Gн-бутан(4) по формуле 7:

Количество изобутана, израсходованного на реакцию (4):

Gизобут.(4) = Gизобутана поб · ωи-бат 4 / 100;

Gизобут.(4) = кг/ч.

 

Gизобут.(4) Gн-бутан(4)

СН2 – СН(СН3) – СН3‹—› СН2 – СН – СН2 – СН3

58 кг/кмоль; 58 кг/кмоль;

По уравнению реакции (4) количества вещества изобутана и н – бутана равны, значит:

Gн-бутан(4) = Gизобут.(4) = кг/ч.

 

14 Рассчитать по реакции (5) количеств образовавшегося н-бутилена Gн-бутилен(5):

Gизобутилен (табл.2) Gн-бутилен(5)

СН2 С(СН3) – СН3‹—› СН2 СН – СН2 – СН3

56 кг/кмоль; 56 кг/кмоль.

По уравнению реакции (5) количества вещества изобутилена и н – бутилена равны, значит:

Gн-бутилен(5) = Gизобутилен (табл.2) = кг/ч.

 

15 Рассчитать по реакции (6) количество израсходованного водорода Gводород(6) и образовавшихся изобутана Gизобутана(6), метана Gматан(6), и воды Gводы(6):.

 

G(МТБЭ) (табл.2) Gводород(6) Gизобутана(6) Gводы(6) Gметан(6)

С5Н12О + 2Н2 —› СН3 -СН(СН3) – СН3 + Н2 О + СН4

88 кг/кмоль; 2 кг/кмоль. 58 кг/кмоль; 18 кг/кмоль. 16 кг/кмоль;

Gводород(6) = G(МТБЭ) (табл.2) · 2 · 2 / 88 = кг/ч.

Gизобутана(6) = G(МТБЭ) (табл.2) · 58 / 88 = кг/ч.

Gметан(6) = G(МТБЭ) (табл.2) · 16 / 88 = кг/ч.

Gводы(6) = G(МТБЭ) (табл.2) · 18 / 88 = кг/ч.

 

16 Рассчитать по реакции (7) количество израсходованного водорода Gводород(7) и образовавшихся метана Gматан(7) и воды Gводы(7):

 

G(метанол) (табл.2) Gводород(7) Gметан(7) Gвода(7)

СН3ОН + Н2 —› СН4 + Н2 О

32 кг/кмоль. 2 кг/кмоль. 16 кг/кмоль; 18 кг/кмоль.

Gводород(7) = G(метанол) (табл.2) · 2 / 32 = кг/ч.

Gметан(7) = G(метанол) (табл.2) · 16 / 32 = кг/ч.

Gвода(7) = G(метанол) (табл.2) · 18 / 32 = кг/ч.

 

17 Рассчитать по реакции (8) количество израсходованного водорода Gводород(8) и образовавшихся пропана Gпропан(8), и воды Gводы(8):

G(ацетон)(табл.2) Gводород(8) Gпропан(8) Gводы(8)

С3Н6 О + 2Н2 —› СН3– СН2 – СН3 + Н2 О

58 кг/кмоль; 2 кг/кмоль; 44 кг/кмоль; 18 кг/кмоль

Gводород(8) = G(ацетон)(табл.2) · 2 ∙ 2 / 58 = кг/ч.

Gпропан(8) = G(ацетон)(табл.2) · 44 / 58 = кг/ч.

Gводы(8) = G(ацетон)(табл.2) · 18 / 58 = кг/ч.

 

18 Рассчитать по реакции (9) количество израсходованного водорода Gводород(9) и образовавшихся этана Gэтан(9) и аммиака Gаммиака(9):

G(ацетонитрил) (табл.2) Gводород(9) Gэтан(9) Gаммиака(9)

С2Н3N + 3Н2 —› СН3 – СН3 + NН3 41 кг/кмоль; 2 кг/кмоль; 30 кг/кмоль; 17 кг/кмоль.

Gводород(9) = G(ацетонитрил) (табл.2) · 3 ∙ 2 / 41 = кг/ч.

Gэтан(9) = G(ацетонитрил) (табл.2) · 30 / 41 = кг/ч.

Gаммиака(9)= G(ацетонитрил) (табл.2) · 17 / 41 = кг/ч.

 

19 Рассчитать общее количество воды Gводы общ:

Gводы общ = Gводы (табл.2)+ Gводы(6) + Gводы(7) + Gводы(8)

Gводы общ = кг/ч.

 

20 Рассчитать количество воды, израсходованной на реакции (10) и (12):

Gводы(10) = Gводы общ (п.19)∙ ωводы 10 (исх.данные) / 100 = кг/ч;

Gводы(12) = Gводы общ (п.19)∙ ∙ ωводы 12 (исх.данные) / 100 = кг/ч.

 

21 Рассчитать по реакции (10) количества израсходованного метана Gметан(10) и образовавшихся окиси углерода GСО(10) и водорода Gводорода(10):

Gметан(10) Gводы(10)(п.20) GСО(10) Gводорода(10)

СН4 + Н2 О —› СО + 3Н2

16 кг/кмоль; 18 кг/кмоль 28 кг/кмоль; 2 кг/кмоль;

Gметан(10) = Gводы(10)(п.20)· 16 / 18 = кг/ч.

GСО(10) = Gводы(10)(п.20)· 28 / 18 = кг/ч

Gводорода(10) = Gводы(10)(п.20)· 3 ∙ 2 / 18 = кг/ч.

 

22 Рассчитать по реакции (12) количества израсходованного окиси углерода GСО(12) и образовавшихся двуокиси углерода GСО2(12) и водорода Gводорода(12):

GСО(12) Gводы(12)(п.20) GСО2(12) Gводорода(12)

СО + Н2 О —› СО2 + Н2

28 кг/кмоль; 18 кг/кмоль 44 кг/кмоль 2 кг/кмоль;

GСО(12) = Gводы(12)(п.20) · 28 / 18 = кг/ч.

GСО2(12) = Gводы(12)(п.20) · 44 / 18 = кг/ч.

Gводорода(12) = Gводы(12)(п.20) · 2 / 18 = кг/ч.

 

23 Рассчитать по реакции (11) количества образовавшихся метана Gметан(11) и кокса Gкокса(11):

Количество этилена, израсходованного на реакцию (11):

Gэтилена(11) = Gэтилен(3)(п.12) ∙ ωэтилена 11(исх.данные) / 100;

Gэтилена(11) = кг/ч.

Gэтилена(11) Gметан(11) GС(11)

СН2 СН2 —› СН4 + С

28 кг/кмоль; 16 кг/кмоль 12 кг/кмоль.

Gметан(11) = Gэтилена(11) ∙ 16 / 28 = кг/ч.

GС(11) = Gэтилена(11) ∙ 12 / 28 = кг/ч.

 

24 Рассчитать количество реакционной смеси:

 

Таблица 3 – Состав и количество реакционной смеси

Наименование ω i , % масс Gi , кг/ч
Изобутан   Gизобутан .р.с (п.24.2)
Изобутилен   Gизобутилен.(1) (п.10)
Метан   Gметан .р.с (п.24.3)
Этан   Gэтан .р.с (п.24.4)
Этилен   Gэтилен .р.с (п.24.5)
Пропан   Gпропан .р.с (п.24.6)
Пропилен   Gпропилен(2) (п.11)
Н-бутан   Gн-бутан .р.с (п.24.7)
Н-бутилен   Gн-бутилен .р.с (п.24.8)
Бутадиен   Gбутадиен (табл.2)
Водород   Gводород .р.с (п.24.9)
Окись углерода   GСО .р.с (п.24.10)
Двуокись углерода   GСО2(12) (п.22)
Сернистые соединения   Gсернистые соед. (табл.2)
С5 и выше   GС5 и выше (табл.2)
Закоксованный катализатор   Gзакокс.кат (п.24.1)
Аммиак   Gаммиака(9) (п.18)
Итого   Gпотока (G4)
  

 

24.1Рассчитать количество закоксованного катализатора Gзакокс.кат, если в процессе дегидрирования образуется кокс, который отлагается на катализаторе:

Gзакокс.кат = Gкат (исх.данные) + GС(11) (п.23)

Gзакокс.кат = кг/ч.

24.2 Рассчитать общее количество непрореагировавшего изобутана в реакционной смеси:

Gизобутан .р.с = Gизобутана не пр(п.9) + Gизобутана(6) (п.15)

Gизобутан .р.с = кг/ч.

24.3 Рассчитать общее количество метана в реакционной смеси:

Gметан .р.с = G4метан (табл.2)+ Gметан(2)(п.11) + Gметан(6) (п.15)+ Gметан(7) (п.16)+ Gметан(11) (п.23)- Gметан(10) (п.21)

Gметан .р.с = кг/ч.

24.4 Рассчитать общее количество этана в реакционной смеси:

Gэтан .р.с = Gэтана(3) (п.12)+ Gэтан(9) (п.18)+ G4этан(табл.2)

Gэтан .р.с = кг/ч.

24.5 Рассчитать количество этилена в реакционной смеси:

Gэтилен .р.с = Gэтилен(3) (п.12)- Gэтилена(11) (п.23)

Gэтилен .р.с = кг/ч.

24.6 Рассчитать общее количество пропана в реакционной смеси:

Gпропан .р.с = G4пропан (табл.2)+ Gпропан(8)(п.19)

Gпропан .р.с = кг/ч.

24.7 Рассчитать общее количество н-бутана в реакционной смеси:

Gн-бутан .р.с = G4н-бутан(табл.2)+ Gн-бутан(4) (п.13)

Gн-бутан .р.с = кг/ч.

24.8 Рассчитать общее количество н-бутилена в реакционной смеси:

Gн-бутилен .р.с = G4н-бутилен (табл.2) + Gн-бутилен(5) (п.14)

Gн-бутилен .р.с = кг/ч.

24.9 Рассчитать общее количество водорода в реакционной смеси:

Gводород .р.с = (Gводород(1) (п.10)+ Gводород(10) (п.21)+ Gводород(12) (п.22)) – (Gводород(6)(п.15)+ Gводород(7) (п.16)+ Gводород(8) (п.17)+ Gводород(9) (п.18))

Gводород .р.с = кг/ч.

24.10 Рассчитать количество окиси углерода в реакционной смеси:

GСО .р.с = GСО(10) (п.21)- GСО(12) (п.22)

GСО .р.с = кг/ч.

Рассчитать массовые доли компонентов в потоке Gпотока по формуле 4.

 

25 Рассчитать количество катализатора, уносимого с контактным газом:

где ωпотерь закокс. кат– потери закоксованного катализатора, (исх.данные), %

Gкат.К.Г = кг/ч.

 

26 Рассчитать количество контактного газа после очистки в циклонах реактора:

 

Таблица 4 – Состав и количество контактного газа после очистки в циклонах реактора

Наименование ω i , % масс Gi , кг/ч
Изобутан   Табл.3
Изобутилен   Табл.3
Метан   Табл.3
Этан   Табл.3
Этилен   Табл.3
Пропан   Табл.3
Пропилен   Табл.3
Н-бутан   Табл.3
Н-бутилен   Табл.3
Бутадиен   Табл.3
Водород   Табл.3
Окись углерода   Табл.3
Двуокись углерода   Табл.3
Сернистые соединения   Табл.3
С5 и выше   Табл.3
Закоксованный катализатор   Gкат.К.Г (п.25)
Аммиак   Табл.3
Итого   Gпотока (G5)
  

Рассчитать массовые доли компонентов в потоке Gпотока по формуле 4.

 

27 Рассчитать количество закоксованного катализатора после очистки в циклонах реактора:

G6 = Gзакокс.кат (табл.3) - Gкат.К.Г (табл.4);

G6 = кг/ч.

 

28 Рассчитать количество промышленной воды, подаваемой на охлаждение и очистку контактного газа:

Таблица 5 – Состав и количество промышленной воды, подаваемой на охлаждение и очистку контактного газа

Наименование ω i , % масс Gi , кг/ч
Вода Исх.данные 
Ацетон Исх.данные 
Фенол Исх.данные 
Соли Исх.данные 
Диизопропиловый эфир Исх.данные 
Итого:   Gпотока (G7) =Gпр.воды (исх.данные)
  

Рассчитать количество компонента в смеси по формуле 3.

 

29 Рассчитать количество смеси контактного газа и промышленной воды: G8 =G5 +G7

 

Таблица 6 – Состав и количество смеси контактного газа и промышленной воды

Наименование ω i , % масс Gi , кг/ч
Изобутан  
Изобутилен  
Метан  
Этан  
Этилен  
Пропан  
Пропилен  
Н-бутан  
Н-бутилен  
Бутадиен  
Водород  
Окись углерода  
Двуокись углерода  
Сернистые соединения  
С5 и выше  
Закоксованный катализатор  
Аммиак  
Вода  
Ацетон  
Фенол  
Соли  
Диизопропиловый эфир  
Итого:   Gпотока (G8)
  

Рассчитать массовые доли компонентов в потоке Gпотока по формуле 4.

 

30 Рассчитать количество очищенного контактного газа:

 

Таблица 7 – Состав и количество контактного газа

Наименование ω i , % масс Gi , кг/ч
Изобутан   Табл.6
Изобутилен   Табл.6
Метан   Табл.6
Этан   Табл.6
Этилен   Табл.6
Пропан   Табл.6
Пропилен   Табл.6
Н-бутан   Табл.6
Н-бутилен   Табл.6
Бутадиен   Табл.6
Водород   Табл.6
Окись углерода   Табл.6
Двуокись углерода   Табл.6
Сернистые соединения   Табл.6
С5 и выше   Табл.6
Итого:   Gпотока (G9)
  

Рассчитать массовые доли компонентов в потоке Gпотока по формуле 4.

 

30 Рассчитать количество шламовой воды: G10 =G8 –G9

 

Таблица 8 – Состав и количество шламовой воды

Наименование ω i , % масс Gi , кг/ч
Вода  
Ацетон  
Фенол  
Соли  
Диизопропиловый эфир  
Закоксованный катализатор  
Аммиак  
Итого:   Gпотока (G10)
  

Рассчитать массовые доли компонентов в потоке Gпотока по формуле 4.

 

31 Составить сводную таблицу материального баланса

 

Таблица 9 – Сводный материальный баланс процесса дегидрирования изобутановой фракции

 

Наименование Выход % масс на сырье Выход продуктов
% масс. на загрузку кг/ч кг/с
Поступило: 1. Свежая изобутановая фракция 2. Свежий катализатор 3. Промышленная вода  
Итого:  
Получено: 1. Катализатор, осажденный в циклонах реактора 2. Шламовая вода 3. Очищенный контактный газ  
Итого:  
  

 

Предыдущая статья:ХРАНЕНИЕ ВАКЦИНЫ В ХОЛОДИЛЬНИКЕ Следующая статья:ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОФЕССИОВЕДЕНИЕ
page speed (0.0203 sec, direct)