Методические указания к выполнению курсовой работы. Для студентов всех специальностей (стр. 3 из 4)
В технологической схеме предусматривается промывка отработанной у/в-метанольной фракции водой для извлечения содержащегося в ней метанола. Расчет проводится с применением программы на ЭВМ (программа 5). Принцип расчета заключается в следующем. На промывку поступает у/в.- метанольная фракция, количество которой (GRO, кг/ч) и состав (YO(I), YOM, доли масс.) получены при работе с программой 2.
С учетом соотношения вода : у/в.- метанольная фракция (DW) количество воды, подаваемой в промывную колонну, составляет:
GW = GRO*YOM, кг/ч. (18)
Отсюда количество водного метанола, выводимого через низ промывной колонны, составляет:
GK = GK + GRO*YOM, кг/ч. (19)
Количество у/в. фракции, выходящей через верх колонны, составляет:
GR = S GRO*YO(I), кг/ч, (20)
или GR = GRO*(1 - YOM), кг/ч, (21)
Отсюда вычисляется состав отработанной у/в. фракции (доли масс.), который следует сравнить с результатами, полученными в результате расчетов, проведенных по программе 1.
Состав водного метанола (доли масс.) определяется исходя из отношений:
YW = GW / GK и YM =
. (22)Исходя из состава водного метанола, выводимого из промывной колонны, составляется материальный баланс регенерации метанола. Потери компонентов смеси в расчете не учитываются.
5. СВОДНЫЙ МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ПРОИЗВОДСТВА МТБЭ
При составлении сводного материального баланса установки, в которой не применяется рециркуляция отработанной у/в. фракции, в табл.2 вносятся данные, полученные в расчетах в разделах 3 и 4. Следует при этом учесть, что расход свежего метанола определяется как разность между количествами его, поступающего в реакционный блок и возвращаемого в процесс после регенерации (см. поз. 27).
При использовании в технологической схеме рециркуляции отработанной у/в. фракции следует произвести предварительные расчеты.
Количество свежей у/в. фракции, поступающей на установку, составляет:
GGS = GGO / (1 + z), кг/ч. (23)
Количества компонентов свежего потока у/в. фракции:
GS(I) = GGS * y(I), кг/ч. (24)
Количество циркулирующей у/в. фракции составляет:
GGZ = GGO – GGS, кг/ч. (25)
Количество свежего метанола, поступающего на установку, составляет
GMS = GM – GMR, кг/ч. (26)
Количество отработанной у/в. фракции, уходящей с установки, составляет:
GOG = GR – GGZ, кг/ч. (27)
Количества компонентов отработанной углеводородной фракции, уходящей с установки:
GO(I) = GOG * yz(I), кг/ч. (28)
Общий приход на установку:
GSS = GGS + GMS + GW, кг/ч. (29)
Общий расход с установки:
GSR = GOG + GE, кг/ч. (30)
Полученные результаты расчета заносятся в табл. 2.
Расходные показатели процесса производства МТБЭ составляют:
- по у/в. фракции:
URG = 
, кг/т МТБЭ (31)
- по метанолу:
URG = 
, кг/т МТБЭ (32)
Таблица 2.
| Приход | Расход | ||||||
| компонент | кг/ч | доли масс. | компонент | кг/ч | доли масс. | ||
| на сырье | на у/в. фракцию | на сырье | на у/в. фракцию | ||||
| свежая у/в. фракция | отработанная у/в. фракция | ||||||
| изобутилен GS(1) | изобутилен GO(1) | ||||||
| н- бутилен GS(2) | н- бутилен GO(2) | ||||||
| изобутан GS(3) | изобутан GO(3) | ||||||
| н- бутан GS(4) | н - бутан GO(4) | ||||||
| Итого | GGS | 1,0000 | Итого | GОG | 1,0000 | ||
| метанол | GMS | МТБЭ | GE | ||||
| вода | GW | ||||||
| Всего | GGS | 1,0000 - | Всего | GSR | 1,0000 - | ||
Таблица 3.
Варианты исходных данных для расчета установки производства МТБЭ
| Показатели процесса | Условные обозначения | Номер варианта | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||||
| 1. Производительность по МТБЭ, тыс. т/год | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 | |||
| 2. Число часов работы в году, ч | 7800 | 7848 | 7920 | 7968 | 7848 | 7920 | |||
| 3. Состав целевого продукта, доли масс. | |||||||||
| - метилтретбутиловый эфир | 0,983 | 0,978 | 0,980 | 0,975 | 0,982 | 0,980 | |||
| - трет. бутанол | 0,005 | 0,006 | 0,006 | 0,006 | 0,004 | 0,007 | |||
| - диизобутилен | 0,007 | 0,008 | 0,006 | 0,009 | 0,009 | 0,006 | |||
| - метанол | 0,005 | 0,008 | 0,008 | 0,010 | 0,005 | 0,007 | |||
| 4. Состав свежей у/в. фракции, доли масс. | |||||||||
| - изобутилен | 0,432 | 0,328 | 0,285 | 0,180 | 0,200 | 0,305 | |||
| - н- бутилен | 0,268 | 0,302 | 0,375 | 0,420 | 0,355 | 0,340 | |||
| - изобутан | 0,095 | 0,170 | 0,145 | 0,225 | 0,235 | 0,165 | |||
| - н- бутан | 0,205 | 0,200 | 0,195 | 0,175 | 0,210 | 0,190 | |||
| 5. Содержание изобутилена в отходящей с установки у/в. фракции, доли масс., не более | 0,005 | 0,004 | 0,005 | 0,006 | 0,006 | 0,004 | |||
| 6. Конверсия изобутилена, доли | 0,970 | 0,960 | 0,965 | 0,980 | 0,985 | 0,975 | |||
| 7. Температура реакции, К | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | |||
| 8. Соотношение метанол:изобутилен на входе в реакционный блок, моль | 1,05 | 1,10 | 1,07 | 1,08 | 1,06 | 1,09 | |||
| 9. Соотношение вода:у/в.- метанольная фракция в промывной колонне | 0,25 | 0,30 | 0,28 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | |||
ЛИТЕРАТУРА
1. Белов П.С., Крылов И.Ф. Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов. - М.: Химия, 1985, - 60 с.
2. Белов П.С., Крылов И.Ф., Тонконогов Б.П. Методические указания по выполнению графической части курсовых и дипломных проектов. – М.: МИНГ, 1987. - 70 с.
3. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. Под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1983. - 272 с.
4. Адельсон С.В., Вишнякова Т.П., Паушкин Я.М. Технология нефтехимического синтеза. - М.: Химия, - 1985. - 337 с.