Характеристика основных факторов и методов мотивации персонала, и установление их влияния на работу коллектива отдельного предприятия (стр. 6 из 15)
Получаемый полимер на катализаторе "S-9" имеет узкий разброс ММР.
2.5 Расчет материального баланса процесса производства полиэтилена марки 276
Концентрация реагентов в процессе получения полиэтилена марки 276 приведена в таблице 2.3.
Таблица 2.3
Концентрация реагентов в процессе получения полиэтилена марки 276.
| Наименование | Концентрация, %(масс.) |
| Этилен и азот | 99,81 |
| Водород | 0,03 |
| Катализатор | 0,03 |
| Азот транспортировочный | 0,13 |
| Итого | 100 |
Схема материальных потоков представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 Схема материальных потоков
1 стадия –полимеризация; 2 стадия –выгрузка продукта 1-я стадия; 3 стадия – выгрузка продукта 2-я стадия; В – водород; В=0,32 кг; К – катализатор; К=0,32 кг; А – азот; А=1,38 кг; П1-П3 – потери на соответствующих стадиях; П1=1,4; П2=3%; П3=1,55%; Пр1-Пр3 – продукты на соответствующих стадиях; Пр3 готовый продукт; Пр3=1000 кг;
Расчет ведем с последней стадии
3 стадия.
Количество продукта полученного на второй стадии находим по формуле
Пр3 = Пр3 + П3; 100% = Пр3 + 1,55%, отсюда следует что
Пр3 = 98,45%;
Пр3 = 1000 кг;
} П3 = 15,74 кг;Пр2 = 1000 + 15,74 = 1015,74 кг;
2 стадия
Количество продукта полученного на первой стадии находим по формуле
Пр1 = Пр2 + П2;
100% = Пр3 + 3%, отсюда следует что
Пр2 = 97%;
Пр2 = 1015,74;
} П2 = 31,41 кг;Пр1 = 1015,74+31,41 = 1047,15 кг;
2 стадия
Количество этилена и азота находим по формуле
А + Э = Пр1-В-К-А + П1;
А + Э = 1047,15 - 0,32 - 0,32 - 1,38 + П1;
А + Э = 1045,13 + П1;
100% = 1045,13 + 1,4%;
} П1 = 14,84 кг;А + Э = 1047,15 + 14,84 = 1059,97 кг;
Полученные результаты сведем в таблицу 2.4.
Таблица 2.4
Материальный баланс процесса получения полиэтилена в расчете на 1 тонну продукта
| Приход | кг/т | Расход | кг/т |
| Этилен и азот | 1059,97 | Продукт | 1000 |
| Водород | 0,32 | Потери | |
| Катализатор | 0,32 | П1 | 14,84 |
| Азот транспортировочный | 1,38 | П2 | 31,41 |
| П3 | 15,74 | ||
| ИТОГО | 1061,99 | ИТОГО | 1061,99 |
2.6 Расчет количества сырья необходимого для выполнения суточной, часовой, годовой программ и расчет количества оборудования [6]
Цель расчета - определить количество сырья необходимого для выполнения суточной, часовой, годовой программ и определить необходимое количество оборудования для производства полиэтилена марки 276.
Исходные данные [2]
Годовая производительность цеха = 198000 тонн/год;
Производительность реактора = 8770 кг/час = 8,77 тонн/час;
Треж – режимный фонд времени = 7600 часов = 317 дней;
Трем = 400 часов = 17 дней;
Расчет количества сырья необходимого для выполнения суточной, часовой и годовой программ
Найдем суточную производительность цеха по формуле
, тонн/сутки;N – годовая производительность цеха;
Треж – режимный фонд времени;
тонн/сутки;Суточный расход сырья, используемого для получения полиэтилена марки 276.
Этилен = 615,14*1,06 = 652,0484 тонн/сутки;
Водород = 615,14*0.00032 = 0,197 тонн/сутки;
Катализатор = 615,14*0.00032 =0,197 тонн/сутки;
Часовой расход сырья, используемого для получения полиэтилена марки 276.
Этилен = 652,0484/24 =27,17 тонн/час;
Водород = 0,197/24 =0,0082 тонн/час;
Катализатор = 0.197/24 = 0.0082 тонн/час;
Годовой расход сырья, используемого для получения полиэтилена марки 276.
Этилен = 198000*1,06 = 206700 тонн/год;
Водород = 198000*0.00032 = 62,4 тонн/год;
Катализатор = 198000*0.00032 = 62,4 тонн/год;
Результаты расчета сведем в таблицу 2.5
Таблица 2.5
| Наименование веществ | Расход, тонн | ||
| В сутки | В час | В год | |
| Этилен | 652,0484 | 27,17 | 206700 |
| Водород | 0,197 | 0,0082 | 62,4 |
| Катализатор | 0,197 | 0,0082 | 62,4 |
Расчет количества оборудования
Определим необходимое количество реакторов для производства полиэтилена марки 276 по формуле
, шт. [6 c.37];Gс – суточная производительность цеха по полиэтилену марки 276, тонн/сутки;
Gр – суточная производительность реактора, тонн/час;
шт.;или находим необходимое количество реакторов по другой формуле
, шт. [6 c.37];Q – коэффициент, показывающий какое количество сырья проходит через данную стадию;
Gс – суточная производительность цеха, кг/сутки;
К - коэффициент использования оборудования
ссм – плотность смеси веществ в аппарате, кг/м3;
Va – объем аппарата, м3;
ц – коэффициент заполнения аппарата;
Найдем коэффициент использования оборудования определяем по формуле
[6 с.37]; 
;Va = 540 м3[2];
Q = 1, т.к. все сырье загружается в реактор;
ц = 1, т.к. в качестве сырья используется газ;
Определим плотность смеси веществ в реакторе.
В реакторе находиться смесь состоящая на 99% из этилена, поэтому плотность смеси это плотность этилена.
Плотность смеси рассчитываем по формуле
, кг/м3 [6 с-13];Р – давление, Па;
М – молекулярная масса, кг/моль;
R – универсальная газовая постоянная;
T – температура, К;
Р = 20*105Па;
М = 28*10-3кг/моль;
R = 8,314 Дж/(кмоль*К);
T = 308 К;
кг/м3; 
шт.;Для производства полиэтилена марки 276 необходим один реактор.
Определим необходимое количество питателей для катализатора.
Q =0,053;
ссм = скат-ра = 320 кг/м3;
Va = 0.8 м3;
ц = 0,95;
Подставляем необходимые значения в формулу и определяем количество питателей для катализатора.
шт.;Для производства полиэтилена марки 276 необходимо два питателя для катализатора.
Определим необходимое количество емкостей для выгрузки продукта по формуле подставив туда необходимые данные.
Q = 0,85;
ссм = сПЭ = 963 кг/м3;
Va = 4,2 м3;
ц = 0,95;
шт.;Для производства полиэтилена марки 276 необходимо две емкости для выгрузки продукта.
2.7 Тепловой расчет [7]
Цель: Определить количество подводимого тепла, а также рассчитать необходимую поверхность теплообмена холодильника.
Исходные данные для расчета:
Количество исходных газов (этилен и бутен-1), поступающих в реактор складывается из следующих значений: mэт = 260000 кг/ч = 72,22 кг/с и mбут = 6240 кг/ч = 1,73 кг/с, количество их на выходе из реактора с учетом пошедших газов на получение полиэтилена (см. материальный баланс):
mэт = 65,50 кг/с; mбут = 1,597 кг/с.
Тепловой баланс процесса полимеризации имеет следующий вид:
Q1 = Q2 + Q3 + Qпот – Q4 ,
где Q1– количество тепла, подводимое с циркуляционным газом, кДж/с;
Q2– количество тепла, уходящее с полиэтиленом при выгрузке, кДж/с;
Q3– количество тепла, уносимое с циркуляционным газом, кДж/с;
Q4 – тепловой эффект реакции, кДж/с;
Qпот – потери тепла в окружающую среду, кДж/с.
Количество тепла, приходящее с циркуляционным газом, определяется формуле:
Q1 =∑Gi•Ci•tЦГ ,
где Gi - секундный расход газов, входящих в циркуляционный газ:
Gэт = 72,22кг/с – секундный расход этилена;
Gбут = 1,73кг/с – секундный расход бутена-1;
Ci – теплоемкость газов:
Сэт = 1,92 кДж/кг•град – этилена;
Сбут = 1,90 кДж/кг•град – бутена-1;
tЦГ = 363 К – температура циркуляционного газа на входе в реактор.
Количество тепла, приходящее с этиленом:
Q3 эт = 72,22• 1,92 •363 = 50334,45 кДж/сек,
с бутеном: Q3 бут-1 = 1,73• 1,90• 363 = 1193,20 кДж/сек
Всего газом приходит:
Q3 = Q3 эт + Q3 бут-1 = 51527,63 кДж/сек
Количество тепла, уходящего в окружающую среду Qпот принимаем равным 3% от теплового эффекта реакции [6]:
Qпот =3% • Q4
Тогда тепловой баланс приобретает следующий вид:
Q1 = Q2 +Q3 – 0,97Q4
Тепловой эффект реакции определяется по формуле [8]:
Q4 = Gпэ •qР ,
где Gпэ = 6,85кг/сек – секундная производительность по полиэтилену;
qР = 345 кДж/кг – тепловой эффект реакции полимеризации [2].
Q4 = 6,85•345 = 2363,25 кДж/с
Qпот = 0,03 •2363,25 = 70, 9 кДж/сек
Количество тепла, уходящее с полиэтиленом при выгрузке определяется [4], пренебрегая количеством тепла, уносимым порошком вместе с газом, т.к. его количество очень мало:
Q2 =Gпэ•Cпэ•tпэ ,