Курсовая работа Производство этанола - файл n1.doc

Курсовая работа Производство этанола
скачать (841.8 kb.)
Доступные файлы (4):
n1.doc867kb.15.09.2008 23:49скачать
n2.doc75kb.15.09.2008 23:48скачать
n3.doc539kb.15.09.2008 23:48скачать
n4.doc1008kb.15.09.2008 23:48скачать

n1.doc

Московская Государственная Академия Тонкой Химической Технологии им. М.В. Ломоносова

Кафедра ОХТ


Курсовая работа

Тема: «Производство этилового спирта»

Вариант №1



Разработал: Леонов Д.М.
Группа: ХТ-405


Москва 2003 год




I. Введение



В настоящее время этиловый спирт по объему производства занимает одно из первых мест среди продуктов органического синтеза. Он широко используется в пищевой, медицинской и парфюмерной промышленности, в качестве растворителя, антифриза, синтетического каучука, искусственного шелка, бездымного пороха и полупродукта основного органического синтеза при получении ацетальдегида, хлороформа, уксусной кислоты, диэтилового эфира. В последнее время резко возросло потребление этанола в микробиологической промышленности при производстве кормовых дрожжей для животноводства. Мировое производство спирта составляет около 4 млн. тонн в год. В этой связи производство этилового спирта относится к разряду крупнотоннажных, что следует учитывать при выборе способа производства. Последнее должно отвечать экологическим требованиям и быть экономически оправданным.
II. Характеристика исходного сырья

2.1 Сырьевая база



Для получения этилового спирта могут быть использованы различные методы:

1) ферментация (брожение) различных природных продуктов, содержащих в своем составе крахмал или сахар, например, картофель, зерно и др.;

2) сернокислая жидкостная гидратация этилена (открыт А.М.Бутлеровым);

  1. прямая гидратация этилена.

В промышленности для технических целей реализуются два последних метода (первый способ сохранился и до сих пор, но он связан с большими затратами пищевого сырья и не может удовлетворить промышленность), из которых предпочтение в настоящее время отдается прямой гидратации.

Основными источниками низших олефинов являются:



2.2 Сернокислотная гидратация этилена



Этот способ, открытый А.М.Бутлеровым, состоит из следующих четырех стадий:

  1. абсорбция этилена серной кислотой с образованием сернокислотных эфиров;

  2. гидролиз эфиров с образованием спирта;

  3. выделение спирта и его ректификация;

  4. концентрирование серной кислоты;

Взаимодействие между этиленом и серной кислотой состоит из двух этапов: первый – физическое растворение этилена (при 70–90С) в серной кислоте (96–98%)и второй – гомогенное взаимодействие обоих компонентов с образованием алкилсульфатов с их последующим гидролизом:

С2Н4 + Н24  С2Н5ОSО3Н С2Н42Н5ОSО3Н  (С2Н5)22; С2Н5ОSО3Н + Н2О  С2Н5ОН + Н24; (С2Н5)22 + 2Н2О  2С2Н5ОН + Н2S Кроме основных реакций идет образование диэтилового эфира, ацетальдегида, а также наблюдается полимеризация этилена: (С2Н5)22 + С2Н5ОН  С2Н5ОС2Н5 + С2Н5ОSО3Н (С2Н5)22 + Н2О  С2Н5ОС2Н5 + Н24

Для подавления этих реакций необходимо при гидролизе удалять образующийся спирт.

Недостатки процесса.

1) Основной недостаток рассматриваемого процесса – полученный продукт сильно загрязнен серной кислотой.

2)Оставшаяся после гидролиза кислота имеет концентрацию 40–50% (до 25 тонн на 1 тонну этанола). Ее используют для получения сульфата аммония или концентрируют, чтобы вернуть на абсорбцию и организовать ее рециркуляцию. Концентрировать серную кислоту удаётся лишь до 88 – 90%, кроме того, процесс концентрирования из-за высокой температуры топочных газов приводит к ощутимым потерям серной кислоты. Наличие этой отработанной кислоты и необходимости ее утилизации – еще один существенный недостаток сернокислотной гидратации олефинов, так как необходимы большие капиталовложения на сооружение установок по концентрированию серной кислоты и их эксплуатация.

3) Малоэффективность однократного экстрагирования полимеров «зеленым маслом»

При принятом методе экстрагирования в экстракт переходит 70 – 75% полимеров. Значит, до 30% полимеров остаётся в раздавленной серной кислоте и проскакивает в аппараты концентрирования, где в условиях высокой температуры взаимодействуют с кислородом серной кислоты с выделением SO2 в атмосферу и соответствующими потерями серной кислоты;

По сернокислому методу из 1 тонны этилена вырабатывается 1,2 тонны спирта-ректификата и около 100 кг этилового эфира. Превращение этилена в спирт достигает 90%

Преимущества процесса

Главным преимуществом сернокислотной гидратации по сравнению с прямой гидратацией является возможность применения неконцентрированной этиленовой фракции, так как её концентрирование связано с большими капитальными и эксплуатационными затратами.

2.3 Прямая гидратация этилена.


(Метод, рассматриваемый далее в работе)

Данный процесс может быть реализован в двух вариантах: парофазном и жидкофазном. В промышленности преимущественно используют парофазный каталитический процесс, осуществляемый по циклической схеме. Этот способ – прямая каталитическая гидратация этилена перегретым паром – является более экономичным, в отличии от сернокислотной гидратации (отсутствие расхода серной кислоты или установок по ее регенерации, более высокий выход спирта ( 95%), меньшая коррозия аппаратуры).

II. Характеристика целевого продукта

Физические свойства:


Этанол С2Н5ОН является бесцветной легко подвижной жидкостью с характерным запахом и жгучим вкусом, кипящей при температуре 78,39С. Физические константы для этанола:

tпл = –114,15С

d204 = 0,78927 кг/м3

n20D = 1,3611

с20Р = 2,428 кДж/кг*К.

tкрит = 243,1С

dкрит = 0,275 кг/м3

Нпл = 4,81 кДж/моль

пл = 1,17 мПа*с


Этиловый спирт смешивается во всех соотношениях с водой, спиртами, диэтиловым эфиром, глицерином, хлороформом, ацетальдегидом, бензином и др. С воздухом образует взрывоопасные смеси в пределах концентраций 3–20% (об.). Образует азеотропные смеси: с водой дает азеотропную смесь, содержащую 95,6% спирта и кипящую при 78,1С (в виде такого ректификата этанол обычно употребляют в технике); с бензолом (32,4%; 68,24С); с гексаном (21%; 58,7С); с этилацетатом (30,8%; 71,8С).

Этиловый спирт горит бледно–голубым пламенем. Коэффициент растворимости паров в воде 1412 (при 40С); в крови человека 1370 – 1580 (при 37С). В соответствии с ГОСТ 8314-57, содержание примесей в спирте, полученном из древесины (гидролизом) резко ограничено. На этиловый спирт синтетический ГОСТ 9674-61.

Температура воспламенения 13С, температура самовоспламенения 404С; пределы взрываемости: температурный предел 11  41С, концентрационный предел 3,6  19% (об.). ПДК в атмосферном воздухе 5 мг/м3; ПДК в воздухе рабочей зоны 1000 мг/м3.

Общий характер воздействия на организм: наркотик, вызывающий сначала возбуждение, а затем паралич центральной нервной системы. Острое отравление парами этилового спирта в производственных помещениях (без приема внутрь) за семичасовой рабочий день практически невозможно.

Химические свойства:

Этанол – типичный одноатомный алифатический спирт. С металлами образует этилаты, например, С2Н5ОNa; с неорганическими и органическими кислотами, галогенангидридами – сложные эфиры. Реакция с эпоксидами приводит к раскрытию кольца и образованию гидроксиэфиров:

С2Н5ОН + эпоксид = С2Н5ОСНRСН2ОН

Гидратация этилового спирта приводит к этилену или диэтиловому эфиру; реакция с альдегидами и кетонами RRCO – к ацеталям RRC(ОС2Н5)2; с NaClO – к хлоралю; при пропускании паров этанола над сложным катализатором при 380 – 400С образуется 1,3-бутадиен; при взаимодействии этилового спирта с ацетиленом – винил этиловый эфир С2Н5ОСН=СН2; взаимодействие с NН3 – к моно-, ди- и триэтиламинам.

Реакция с РОСl3 или SO2Cl2 в присутствии третичных аминов приводит к образованию эфиров фосфорной или серной кислоты.
IV. Физико-химическое обоснование основных процессов производства целевого продукта

4.1 Химическая схема процесса
Процесс прямой гидратации основан на обратимой реакции, протекающей с уменьшением объема и выделением теплоты (экзотермическая реакция).

Данный процесс считается сложным, так как наряду с основной реакцией (1), протекают и побочные реакции, приводящие к образованию диэтилового эфира (2), уксусного альдегида (3) и других соединений (4).

С2Н4(г) + Н2О(г)  С2Н5ОН(г) + Q [Н = – 41,87 кДж/моль] (1)

2Н4 + Н2О (С2Н5)2О + Q (2)

С2Н5ОН  СН3СОН + Н2 – Q (3)

2Н4  (С2Н4)m , где m  2 (4)

Наличие побочных реакций вызывает не только загрязнение этилового спирта, но и потери сырья и целевого продукта, а также приводит к уменьшению срока службы катализатора. Полезное использование этилена составляет 94–96%.

4.2 Термодинамика процесса
Величина теплового эффекта практически не меняется с изменением температуры реакции: Константу основной реакции (1) можно вычислить по уравнению:

lgКр = (2100/Т) – 6,195;

Как следует из уравнения реакции, термодинамических данных и, учитывая, что реакция протекает также и с уменьшением числа молей, увеличение давления благоприятно скажется на степени конверсии этилового спирта (см. рис.1) и на его равновесном выходе.



Ч
тобы сместить равновесие в сторону гидратации этилена, необходимо понижение температуры и повышение давления, однако при температуре ниже 280С скорость гидратации очень мала, что делает совершенно неприемлемым реализацию процесса в промышленности, а применение давления свыше 8МПа повышают себестоимость спирта, что экономически не рентабельно. Также, одним из исходных реагентов является перегретый пар, то в указанных условиях вряд ли удастся избежать конденсации водяного пара, так как при условиях получения высокого выхода этанола одновременно являются благоприятными и для процесса конденсации паров воды. Последнее приводит к снижению активности катализатора вследствие поглощения паров воды фосфорной кислотой с ее последующим разбавлением.


Т

Равновесный выход С2Н5ОН при давлении

(МПа)

0С

0,1

5

8

10

15

Таблица 1: значение равновесного выхода () этилового спирта при стехиометрическом соотношении этилена и водяного пара

4.3. Кинетика процесса


Для обеспечения высокой скорости и селективности процесса обычно используют катализатор. В качестве последнего применяют фосфорную кислоту, нанесенную на широкопористый носитель (силикагель или таблетированный синтетический алюмосиликат). Катализатор активен при 280 – 300 0С и обладает высокой селективностью – полезная конверсия этилена достигает 95%.

Механизм процесса прямой гидратации этилена на данном катализаторе описывается следующими стадиями:

  1. Стадия физического растворения этилена в пленке фосфорной кислоты на твердом носителе;

  2. Стадия образования этилкарбокатиона



  1. Стадия взаимодействия этилкарбокатиона с водой



  1. Стадия образования спирта и протона


Активность катализатора определяется концентрацией фосфорной кислоты на поверхности носителя, которая должна составлять 83 – 85% (см. «Катализатор и температура процесса»).

4.4 Выбор оптимальных условий производства

этилового спирта




А) Катализатор и температура процесса




Для обеспечения высокой скорости и селективности процесса обычно используют катализатор. В качестве последнего применяют фосфорную кислоту, нанесенную на широкопористый носитель (селикагель, таблетированный синтетический алюмосиликат, кизельгур), для облегчения протекания диффузии реагентов внутрь зерен пористого катализатора. Катализатор активен при 280 – 300С и обладает высокой селективностью – полезная конверсия этилена достигает 95%.

Решающим фактором, определяющим активность катализатора, является концентрация фосфорной кислоты на поверхности носителя, так как катализ осуществляется свободной кислотой, находящейся в виде жидкой пленки (абсорбирующей пары воды из газовой фазы) в порах носителя. Концентрация должна составлять 83 – 85% (рис. 2). При этом до 35% ее присутствует в свободном состоянии, в связи с чем она частично уносится газовым потоком из реактора.

Активность выбранного катализатора (83 – 85%-ная фосфорная кислота) имеет решающее значение при установлении температурного режима работы реактора. При низких температурах (менее 280С) мала активность катализатора (небольшая скорость процесса), выше 300С развиваются нежелательные процессы (падает селективность): полимеризация этилена, повышение скорости образования эфира и д.р. (Олигомеризация имеет более высокую энергию активации по сравнению с гидратацией. Следует отметить, что при приближении к равновесию скорость гидратации и селективность падают, что делает невыгодным проведение реакции до степеней конверсии, близким к равновесным.)

Срок службы катализатора 400 – 500 часов. Замена его требует около 50 часов. Для увеличения срока службы катализатора необходима его подпитка фосфорной кислотой, а также очистка циркулирующего газа от побочных продуктов реакции: альдегидов, высших спиртов, полимерных соединений. Однако и в этом случае катализатор со временем требуется заменять, так как на его поверхности появляются смолистые отложения, а носитель становится чрезмерно хрупким. Свежий катализатор готовят пропиткой носителя 60 –65% - ой фосфорной кислотой с последующей сушкой при 100 0С. Он содержит 35% свободной фосфорной кислоты.

Б) Давление и соотношение исходных компонентов



Сместить равновесие в сторону продукта реакции можно, используя избыток одного из реагентов, как правило самого дешевого, в данном случае водяного пара. Увеличение же содержания воды в системе приведет к значительному разбавлению получающегося спирта и возрастанию нагрузки на систему разделения. Основная реакция гидратация этилена – экзотермическая, протекает с уменьшением объёма и, следовательно, понижение температуры и повышение давления будет способствовать увеличению равновесного выхода этилового спирта (график 2). Таким образом, работа при атмосферном (или близком к нему) давлении исключается из-за низкого равновесного выхода этанола. В тоже время, применение высокого давления (при выбранном температурном режиме) ограничено содержанием водяного пара в реакционной смеси, т.к. процесс проводят при температуре ниже критической (точка росы 374 0С) и возможна конденсация водяных паров в реакторе. Последнее приводит к снижению активности катализатора вследствие поглощения паров воды фосфорной кислотой с её последующим разбавлением. Поэтому решающее значение в выборе давления определяет низкая летучесть воды по сравнению с этиленом.

При стехиометрическом соотношении в реакционной смеси этилена и паров воды парциальное давление последних составляет примерно половину от общего давления. Например, при 280 0С давление насыщенного водяного пара 63,4 атм. и, следовательно, предельно возможное общее давление будет атм. Для предотвращения конденсации водяного пара парциальное давление последнего, а значит и общее давление должно быть ниже. Это может быть достигнуто путем подбора мольного отношения водяной пар : этилен и концентрации инертных примесей. Кроме того, необходимо учитывать парциальное давление паров воды над фосфорной кислотой, которое в зависимости от её концентрации и температуры меняется (рисунок 2).

При происходит адсорбция паров воды фосфорной кислотой, а при - десорбция.

Максимально допустимое общее давление () в системе может быть рассчитано следующим образом (при ; над 84% - ной и 280 0С равно 2,8МПа (рисунок 3); отношение и содержание инертов в циркулирующем этилене – 15%):



В промышленных условиях наилучшие результаты, при использовании кислотного катализатора (83 – 85% ), получают при температуре 280 – 290 0С, отношении и давлении В этих условиях равновесный выход этилового спирта (по ) составляет порядка – 10%.

Малая конверсия этилена за один проход через реактор вызывает необходимость возврата непрореагировавшего этилена. Во избежании быстрого накопления в рециркулирующем этилене инертных примесей (этана) необходимо использование высококонцентрированной этиленовой фракции (содержание этилена 98%). Однако даже при такой концентрации приходится, для поддержания постоянного количества инертов в циркулирующем газе, выводить из цикла значительный объём разбавленного этилена и возвращать в цех разделения углеводородов для концентрирования.

Концентрацию инертов в циркулирующей смеси поддерживают около 10%. Дальнейшее повышение последних значительно снижает скорость основной реакции. Количество отдуваемой смеси может быть определено из уравнения материального баланса инертов:

,

где и - объёмы исходной и отдуваемой смеси;

и - концентрации инертов в исходной и отдуваемой смеси.

При циркуляционном процессе для его интенсификации и уменьшения количества побочных продуктов повышают объёмную скорость подачи сырья. При процессе прямой гидратации этилена это 1800 – 2000 час-1, что соответствует времени контактирования 18 – 20 сек. При более активном катализаторе возможны и более высокие скорости. В данном случае, дальнейшее увеличение объёмной скорости приводит к возрастанию уноса фосфорной кислоты с носителя и уменьшению количества выделяющегося тепла, что не позволит проводить процесс в автотермическом режиме. Выход этанола за один проход в этих условиях составляет 5%.
4.5 Основные противоречия при разработке процесса

  1. Процесс желательно вести при низких температурах т.к. процесс экзотермический, а катализатор требует температуры 280-300С.

  2. Процесс протекает с уменьшением числа молей, поэтому необходимо увеличивать давление, но мы не можем сделать его выше 8 МПа т.к. произойдет конденсация водяного пара.

  3. Процесс выгодней вести с избытком водяного пара, а мы ведем его с недостатком, т.к. иначе получится очень разбавленный спирт.

  4. При увеличении объемных скоростей растет производительность, но мы ограничиваем производительность, чтобы не было уноса катализатора.

4.6 Окончательная характеристика процесса

В результате исследований и промышленных испытаний установлены основные условия взаимодействия газообразного этилена и водяных паров:

При этих условиях процесс – сложный, обратимый несмещенный, гетерогенный каталитический.

Перечисленные условия позволяют получать водноспиртовой раствор концентрацией спирта 15 – 16% при конверсии этилена за один проход 4 – 6%. Полезное использование этилена составляет 95%. Остальные 5% расходуются на получение диэтилового эфира (2%), ацетальдегида (1%), димеров и полимеров (2%).

На основе химической концепции метода можно представить функциональную (принципиальную) схему ХТС (рис. 3):


Рис 3.

5. Технологическая схема синтеза производства

этилового спирта



Рис 4. Технологическая схема получения этилового спирта.

1,2 – компрессоры; 3 – трубчатая печь; 4 – теплообменник; 5 – реактор; 6 – солеотделитель;

7 – холодильник; 8, 10 – сепараторы; 9 –абсорбер; 11 – колонна отгонки лёгкой фракции;

12 – этанольная колонна; 13 – установка ионообменной очистки оборотной воды.


Технологические схемы синтеза этанола различаются способами получения водяного пара и системами утилизации тепла. В наиболее совершенных схемах водяной пар для синтеза получают путем рецикла воды после отделения этанола и использованием водяного конденсата.

Свежий и оборотный этилен сжимают в компрессорах 1,2 до 0,8Мпа, смешиваются с водяным паром, подогреваются в теплообменнике 4 теплом отходящей от реактора смеси и перегреваются в трубчатой печи 3 до 275 С, после чего подаются в реактор-гидрататор 5. Перед входом в реактор в поток вбрызгивается фосфорная кислота для подпитки катализатора, что продлевает срок его службы.

Реактор представляет собой полую колонну высотой 10м и диаметром 1,5м, работающую в режиме идеального вытеснения. Для исключения влияния коррозии от фосфорной кислоты изнутри он выложен листами красной меди.

Реакционные газы содержат пары унесенной фосфорной кислоты, которая нейтрализуется гидроксидом натрия, а образующиеся соли выделяются в солеотделителе 6. Унос фосфорной кислоты составляет 0,4 – 0,5 т/час с 1 м3 катализатора.

Теплота отходящих реакционных газов регенерируется в теплообменнике 4 для нагрева входящей смеси. В холодильнике 7 происходит конденсация продуктов реакции, а в сепараторе 8 разделяются жидкие и газовые потоки. Вода, как менее летучий компонент, конденсируется с большей полнотой. Поэтому для дополнительного выделения спирта производится его отмывка водой в абсорбере 9. Непрореагировавший газ, содержащий 90 –92% этилена, рециркулируют компрессором 2, а часть его сбрасывают, чтобы избежать накопления примесей в системе. Отдувка составляет примерно 20% от введенного этилена и направляется на установку газоразделения для выделения этилена.

Водный конденсат после сепаратора 8 и жидкость из абсорбера 9 дросселируют (сбрасывают давление), в результате чего выделяются растворенные газы, отделяемые в сепараторе низкого давления 10 и направляемые в топливную линию.

Жидкая фаза из сепаратора 10 представляет собой 15% - ный водный раствор этанола, содержащий примеси диэтилового эфира, ацетальдегида и низкомолекулярных полимеров этилена. Этот раствор подвергают ректификации в ректификационных колоннах 11 и 12. В первой отгоняют наиболее летучий диэтиловый эфир и ацетальдегид, а во второй – этиловый спирт в виде азеотропной смеси, содержащей 95% этанола и 5% воды. Обогрев колонны осуществляется острым паром. В кубе колонны 12 остается вода, которую очищают от соли в ионообменной установке 13 и возвращают на гидратацию, организуя замкнутый цикл по технологической воде. Это позволяет значительно снизить расход свежей воды, исключить сброс отработанной воды в стоки и сократить потери этанола.

При необходимости получения безводного спирта этанол – ректификат направляют в дегидрататор.

Расход этилена на производство 1 т этилового спирта составляет 0,7 т (теоретический расходный коэффициент 0,61 т этилена). В структуре себестоимости спирта 30% приходится на стоимость сырья.

Структурная и операторная схемы




6.1 Структурная блок-схема








403



1 – подготовка сырья; 2 – реактор-гидрататор; 3 –сепаратор; 4 – ректификация; 5–отдувка

6.2 Операторная схема.







VII. Расчет материального баланса

Химико-Технологической Системы

7.1 Условно постоянная информация для расчета.




Показатель


Обозначение

Значение



Единицы










измерения

Концентрация этилена в

этиленовой фракции



0,98

Доля

по объёму

К
П
оличество спирта в продукте

(базис)


7850

Кг

Содержание этанола в

ректификате



0,95

Доля

по массе



Норма расхода водяного пара





0,6



Конверсия этилена

Х


0,06

Доля

Селективность



0,95

Доля

Степень превращения

Конвертированного этилена в

диэтиловый эфир.





0,03


Доля

Степень превращения

Конвертированного этилена в

ацетальдегид.



0,02


Доля

Содержание инертов в

циркуляционном газе.



0,15

Доля

по объёму

Доля отдуваемого газа, выходящего из сепаратора



0,14


Доля

по объёму



Переведем единицы: доля по объему  доля по массе

mC2H4= 0,98 * M C2H4 =0,98 * 28 =27,44г

mC2H6= 0,02 * M C2H6 =0,98 * 30 =0,6г

m= 27,44 + 0,6 =28,04г

 27,44/28,04 =97,86 %масс

0,6/28,04 =2,14%масс

7.2 Баллансовая математическая модель

7.2.1. Составление системы уравнений.




  1. n12C2H4 =(П011C2H4)/ MC2H4+n51(1-51ИН)



  1. (n012H2O+n41H2O) /n12C2H4=QH2O




  1. n12C2H4 *(1-X)= n51(1-51ИН)+ n50(1-51ИН)




  1. n12C2H4*X*jC2H5OH *MC2H5OH = G401*g401C2H5OH




  1. 0,5 *X *(C2H5)2O *M(C2H5)2O *n 12C2H4 =G402(C2H5)2O




  1. X *C2H4O*MC2H4O * n 12C2H4= G403




  1. n012H2O=( G401*g401C2H5OH)/ MC2H5OH+ (G401*(1-g401C2H5OH))/(МH2O* g401C2H5OH) + G402(C2H5)2O/ M(C2H5)2O + G403/ MC2H4O

  2. (П*(1-g011C2H4))/MC2H6+ G403/MC2H4O= n50*51ИН



7.2.2. Подготовка системы уравнений для решения на ЭВМ

Соответствие переменных потокам.



НАИМЕНОВАНИЕ ПОТОКА



Условное



Хi

Размерность

Значение



обозначение







по

расчету

Свежий поток водяного пара

n012H2O

Х3

Кмоль

240,281

Поток этилена

n12C2H4

Х2

Кмоль

3663,458

Циркуляционный поток этиленовой фракции

n51

Х1

Кмоль

3986,715

Отдувка этиленовой фракции

n50

Х5

Кмоль

64,638

Поток этанола на выходе из блока разделения

G401C2H5OH

Х6

КГ

10103,432

Поток диэтилового эфира на выходе из блока разделения

G402(C2H5)2O

Х7

Х7

КГ

245,452

Циркуляционный поток водяного пара

n41H2O

Х4

Кмоль

1957,794

Поток ацетальдегида на выходе из блока разделения

G403


Х8

КГ

194,163

7.2.3. Переименование и упорядочивание переменных





  1. Х2=0,85 Х1+274,75

  2. Х34 =0,6Х2

  3. 0,94 Х2 =0,85 Х1 +0,85 Х5

  4. 2,62Х2=0,95X6

  5. Х2 * 0.067=Х7

  6. 0.053 Х2 8

  7. Х3=0.023 Х6 +0.014 Х7 +0.023Х8

  8. 5.23+0.023X8=0.15X5


7.3 Материальный баланс ХТС

7.3.1. В виде таблицы


Базис 7850 кг

Ведено




Получено




Статья

Прихода

Масса

(кг)

%масс

Статья

Расхода

Масса

(кг)

%масс

Этиленовая

Фракция:












Этилен

7682

16,2%
Спирт

9598,3

20,2%
Этан

168

0,35%
Вода со спиртом

505,132

1,1%
Водяной пар
(рецикл)

35240,3

74,32%
Вода рецикл

35240,3

74,32%

Вода

4325,1

9,1%

Диэтиловый

Эфир

245,5

0,5%










Отдувка

1809,9

3.8%










ацетальдегид

194,163

0,4%










Невязка

-177,9

-0,37%

Всего:

47415,4

100

Всего:

47415,4

100

Пояснение к таблице:

mC2H4=0,9786*7850=7682 кг

mC2H6=0,0214*7850=168 кг

VIII.Расчет основных технологических показателей процесса
Теоретический расходный коэффициент ( стех)

стех C2H4/MC2H5OH *a/b=28/46=0,61
Практический расходный коэффициент(пр)

пр =G C2H4/GC2H5OH=7682/9598,3=0,8
Выход спирта

= G C2H50Н/GC2H5OHстех= GC2H5OH/G C2H4*(MC2H5OHC2H4)

=9598,3/[7682*(46/28)]=0,76=76%
Конверсия этилена

Х=( G C2H50Н/MC2H5OH +G(С2H5)2O/M(С2H5)2O *2 + G C2H40/MC2H4O )/ (G C2H4/ МC2H4)

Х=(208,66+6,64+4,4)/274,36=0,8=80%

Поточная диаграмма




Подготовка
сырья




Синтез

продукта






Сепарация









Ректификация


Побочный продукт




IX. Список литературы.



  1. Кутепов А. М. и др. «Общая химическая технология». М. Высш. Шк., 1990.

  2. Мухленов И. П. И др. «Общая химическая технология». М. Высш. Шк., 1984.

  3. Тимофеев В. С., Серафимов Л. А. «Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза». М. Химия, 1992.

  4. Лебедев Н. Н. «Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза». М. Химия, 1988.


Кафедра ОХТ Курсовая работа
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации