U sanoatda bir necha usulda ishlab chiqariladi
Moddiy balansni hisoblash
Yüklə 284,28 Kb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 2.4 Issiqlik balansini hisoblash
- 2.5 Reaktorni hisoblash
| 2.3 Moddiy balansni hisoblash
Jarayonda quyidagi reaktsiyalar sodir bo'ladi: asosiy CH 3 -CH = CH 2 + NH 3 + 1,5O 2 " CH 2 = CH- CN + 3 H 2 O , (1) tomoni
CH 3 -CH = CH 2 + NH 3 + 2,5O 2 " CH 3 CN + CO 2 + 3 H 2 O, (2)
Yo'qotishlarni hisobga olgan holda akrilonitrilning soatlik mahsuldorligi: = 9209,86 kg/soat. Propilen iste'moli reaktsiya bo'yicha (1) = 7298,38 kg / soat; reaktsiya bo'yicha (2) = 1317,76 kg / soat; reaksiya bo'yicha (3) =1520,50 kg/soat; Reaksiyalar bo'yicha propilenning umumiy iste'moli .38+1317,76+1520,50 = 10136,64 kg/soat; Konvertatsiya darajasini hisobga olgan holda texnik propilen iste'moli = 18757,66 kg/soat, Shu jumladan propilen kg/soat, propan kg/soat; Barcha reaktsiyalar uchun ammiak iste'moli 4102,93 kg/soat; Texnik ammiak iste'moli = 4229,28 kg/soat, shu jumladan: ammiak kg/soat, aralashmalar = 21,15 kg / soat; Barcha reaktsiyalar uchun kislorod iste'moli = 13167,98 kg/soat, Yoki 22,4 = 9217,59 m 3 / soat; Havo oqimi = 73893,29 m 3 / soat, yoki kg/soat; shu jumladan azot 43586,04 kg/soat, kislorod 13167,98 kg/soat; Hosil bo'lgan mahsulotlarning massa miqdorini hisoblang: Reaksiya bo'yicha suv (1) 9383,63 kg/soat, Reaksiya bo'yicha asetonitril (2) 1286,38 kg/soat, Reaksiya bo'yicha karbonat angidrid (2) 1380,51 kg / soat, Reaksiya bo'yicha suv (2) 1694,26 kg/soat, Reaksiya bo'yicha gidrosiyan kislotasi (3) 977,46 kg/soat, Reaksiya bo'yicha karbonat angidrid (3) 1592,9 kg/soat, Reaksiya bo'yicha suv (3) 1303,29 kg/soat, Reaksiya bilan metan (3) 579,24 kg/soat. Propilenning oksidlovchi ammonolizi yo'li bilan akril kislota nitrili ishlab chiqarish uchun moddiy balans 2-jadvalda keltirilgan. 2-jadval - Akril kislota nitrili ishlab chiqarish uchun moddiy balans
2.4 Issiqlik balansini hisoblash Issiqlik balansi tenglamasi F 0 + F 1 + F 2 + F 3 = F 4 + F 5 + F 6 + F 7 + F 8 + F ter + F resp . bu erda F 0 - reaksiyalar issiqligi, F 1 - propan-propilen fraktsiyasi, F 2 - ammiak, F 3 - kislorod, F 4 - kasrning qolgan qismi, F 5 - reaksiyaga kirmagan ammiak, F 6 - akrilonitril, F 7 - asetonitril, F 8 - gidrosiyan kislotasi, F ter - issiqlik yo'qotilishi, F resp - issiqlik chiqariladi. Bu erda F 0 , F 1 , F 2 , F 3 - kiruvchi issiqlik oqimlari (F kiruvchi ); F 4 , F 5, F 6, F 7, F 8 , F ter , F chiqishi - chiqarilgan issiqlik oqimlari. Jarayon harorati 723 K. Issiqlik oqimi tenglamasi F = , bu erda C i - o'ziga xos issiqlik sig'imi, J / (mol ▪ K); X i - komponent tarkibi, massa ulushi,%; G Mi - molyar oqim tezligi, kmol/s: G = , bu erda P - oqim tezligi, kg / soat; M - molekulyar og'irlik. Maxsus issiqlik quvvatlari: C propilen = 63,89 J/(mol ∙ K); C propan = 73,51 J / (mol ∙ K); C ammiak = 35,65 J / (mol ∙ K); C kislorod = 29,37 J / (mol ∙ K); C akrilonitril = 72,398 J/(mol ∙ K); C asetonitril = 52,208 J/(mol ∙ K); C HCN = 35,864 J/(mol ∙ K); Issiqlikning kelishi: - propilen-propan fraktsiyasi bilan issiqlik kelishi: M fr = S 42.07 Gfr = 0,124 kmol / s F 1 = ∙ 723 ∙ 0,124 = 5757,71 kVt - ammiak bilan issiqlikning kelishi G = 0,0688 kmol/s F 2 = ∙ 723 ∙ 0,0688 = 1764,46 kVt - issiqlikning kislorod bilan kelishi G = = 0,1143 kmol/s F 3 = ∙ 723 ∙ 0,1143 = 509,7 kVt - kimyoviy reaktsiyalar bilan birga issiqlikning kelishi D N 0 298 = SD N 0 298(davomi) -SD N 0 298(ref) Reaktsiya bo'yicha (1) D H 0 298 = (184,9-725,475)-(20,414-46,19) = -514,799 kJ/mol Reaktsiya bo'yicha (2) D H 0 298 = (87,9-393,511-725,475)-(20,414-46,19) = -1005,31 kJ/mol Reaktsiya bo'yicha (3) D H 0 298 = (1134,7-393,511-743847-483,65)-(20,414-46,19) = = -791,532 kJ/mol F 0 = = (5143799 ∙ 173,77+1005,31 ∙ 31,375+791,535 ∙ 36,2) = =20785,23 kVt - umumiy issiqlik ortishi F in = F 0 + F 1 + F 2 + F 3 = 20785,23 + 5620,93 + 1764,46 + 509,7 = 28680,32 kVt Issiqlikni olib tashlash - atrof-muhitga issiqlikni surtish F pot = 0,05F in = 0,05 ∙ 28680,32 = 1434,02 kVt - fraksiyaning qolgan qismi bilan olib tashlangan issiqlik G ' fr = 0,057 kmol/s F 4 = ∙ 723 ∙ 0,057 = 2646,57 kVt - ammiak qoldig'i bilan olib tashlangan issiqlik G = = 0,0017 kmol/s F 5 = ∙ 723 ∙ 0,0017 = 43,60 kVt - maqsadli mahsulot bilan olib tashlangan issiqlik - akrilonitril G = = 0,048 kmol/s F 5 = ∙ 723 ∙ 0,048 = 2016,78 kVt - yon mahsulot - asetonitril bilan olib tashlangan issiqlik G = = 0,0087 kmol/s F 5 = ∙ 723 ∙ 0,0087 = 36,81 kVt - yon mahsulot bilan olib tashlangan issiqlik - gidrosiyan kislotasi G = = 0,01 kmol/s F 5 = ∙ 723 ∙ 0,01 = 22,09 kVt. Issiqlik balansi 3-jadvalda keltirilgan. 3-jadval - Akril kislota nitrili ishlab chiqarish uchun issiqlik balansi
2.5 Reaktorni hisoblash Katalizatorning massaviy zichligi r us = 2500 kg/m 3 , zarrachalar zichligi r = 4700 kg/m 3 , ekvivalent zarracha diametri d e = 1 mm. Havo harorati 450 0 S. Suyuqlanish soni K ō = 1,6. Katalizatorning mahsuldorligi 10500 t/soat, reaktorda o'rtacha turish vaqti t 0 = 480 min. Ish sharoitida havo iste'moli 73893,29 m 3 / soatni tashkil qiladi. Panjaraning jonli kesimi 0,015, teshiklarning diametri 0,8 mm, panjara qalinligi 2 mm. 0 S da havo yopishqoqligining dinamik koeffitsienti : m=0,034∙ 10 -3 Pa ∙ s. Havo zichligi r = 1,293 = 0,488 kg/ m3 ; shuning uchun, Ar = = = 1,946 ∙ ; Ar =1,946 ∙ qiymati Ly cr =4 ∙ ga mos keladi . Bu yerdan ō cr = = = 0,505 m/s; Ishlaydigan havo tezligini aniqlang: ō = K ō ∙ō cr =1,6 ∙ 0,505=0,808 m/s; To'xtatilgan qatlamning g'ovakligini topamiz. K ō =1,6 da Ly = =1,6 3 ∙ 0,04=0,16; Ilovaga ko'ra, Ly =1,6 ∙ 10 -1 va Ar =1,946 ∙ 10 4 bilan biz e = 0,47 ga egamiz. Qatlamning bo'sh qismidagi haqiqiy havo tezligi: ō d = = = 1,719 m/s; Ikkilamchi havo oqimi: V = = 20,526 m 3 / s; Uskunaning uchastka maydoni: S = = = 25,403 m 2 ; Reaktor diametri: D = = = 5,689 m; Reaktordagi qatlam balandligini aniqlang. Reaktordagi katalizatorning massasi: M= L ∙ t 0 =10500 ∙ 480/60=84000 kg; Ruxsat etilgan katalizator yotoq hajmi: Vk _ = M / rus = 84000/2500 = 32,6 m2 ; Ruxsat etilgan qatlam balandligi: h 0 = V k / S = 32,6 / 25,403 = 1,323 m; Ruxsat etilgan qatlam porozligi: e 0 = 1- = 1- = 0,47; ō =1,6 da osilgan qatlamning balandligi : h = = 1,323 = 1,323 m; Reaktorning umumiy balandligi: H = 5 h = 5 ∙ 1,323=6,615 m; Reaktorning gidravlik qarshiligini hisoblaymiz. Qatlamga qarshilik: D r sl = r(1-e 0 ) gh 0 = 4700(1-0,47)9,81 ∙ 1,323 = 32400 Pa; Ochiq kesimli panjara teshiklaridagi havo tezligi ph=0,015: ō 0 = ō/ph = 0,808/0,015 = 53,87 m/s; Panjara teshiklarining diametri d 0 = 0,0008 m, panjara qalinligi d = 0,002 m d 0 / d = 0,4 bilan , dasturga ko'ra biz C = 0,63 ni topamiz. Grid qarshiligi: D r yechish = 0,503ō 0 2 r s = 0,503 ∙ 53,87 2 ∙ 0,488 ∙ = 1800 Pa; Reaktor qarshiligi: D r= D r sl +D r yechish =32400+1800=34200 Pa. Yüklə 284,28 Kb. Dostları ilə paylaş:
|