Синтез метанола (стр. 3 из 3)
3) Расход оксида углерода
на целевую реакцию:
78344·(100 - 11,1)/100=69648 кг/час;
на побочные:
78344-69648=8696 кг/час.
4) Масса образующегося метанола
масса водорода на целевую реакцию
;Масса метанола
69648+9950=79598 кг/ч.
5) Расход метанола на побочные реакции
на реакцию (6)
79598·1,9/100=1512 кг/ч;
на реакцию (7)
79598·0,5/100=398 кг/ч.
Часовая производительность установки на 100% метанол:
79598-1512-398=77688 кг/ч.
6)Балансовый расчет по реакциям
реакция (2)
СО: 78344·3,8/100=2977 кг/ч;
Н2:
;СН4:
; 
Н2О:
;реакция(3)
СО: 78344·4,1/100=3212 кг/ч;
Н2:
;СН4:
;СО2:
;реакция(4)
СО: 78344·2,5/100=1959 кг/ч;
С:
;СО2:
;реакция(5)
СО: 78344·0,7/100=548 кг/ч;
Н2:
;НСНО:
;реакция(6)
СН3ОН: 1512 кг/ч;
(СН3)2О:
;Н2О:
;реакция(7)
СН3ОН: 398 кг/ч
Н2:
;СН4:
;Н2О:
;Масса непрореагировавшего водорода
41976-9950-638-229-39-25=31095 кг/ч.
Всего образовалось:
∑СН4 = 1701+918+199=2818 кг/ч;
∑Н2О = 1914+425+224=2563 кг/ч;
∑СО2 = 2524+1539=4063 кг/ч.
Основные технологические показатели процесса:
Конверсию исходного сырья рассчитываем как отношение количества израсходованного сырья (СО+Н2) – (Gн - Gк), где Gк – количество непрореагировавшего водорода, к общему количеству сырья в начале процесса Gн:
Селективность нахожу как отношение готового продукта Gп к прореагировавшему сырью Gc (на 100 % метанол)
Выход целевого продукта.
Если количество целевого (товарного) продукта Gп, то выход продукта Р в расчете на сырье Gз составит
Интенсивность работы катализатора рассчитываем как отношение производительности установки по метанолу на объем катализатора:
где П=79598 кг/ч – количество метанола, полученного в результате реакции (1).
7) Материальный баланс процесса
Таблица 3.
Материальный баланс реактора
| № п/п | Приход | кг/ч | № п/п | Расход | кг/ч |
| 1 | СО | 78344 | 1 | СН3ОН | 77688 |
| 2 | Н2 (с учетом рецикла) | 41976 | 2 | Н2О | 2563 |
| 3 | СО2 | 4063 | |||
| 4 | СН4 | 2818 | |||
| 5 | С | 419 | |||
| 6 | НСНО | 587 | |||
| 7 | (СН3)2О | 1087 | |||
| 8 | Н2 (на рецикл) | 31095 | |||
| ИТОГО: | 120320 | ИТОГО: | 120320 |
РАБОТА НАД ОШИБКАМИ
Селективность нахожу как отношение готового продукта Gп к прореагировавшему сырью Gc (на 100 % метанол)
где GП=77688 кг/ч – расход метанола (по материальному балансу);
Gс – расход прореагировавшего сырья:
78344 кг/ч – расход СО, 9950 кг/ч – расход водорода на целевую реакцию (1).
Интенсивность работы катализатора рассчитываем как отношение производительности установки по метанолу на объем катализатора:
где П=77688 кг/ч – количество полученного метанола (по материальному балансу).
ЛИТЕРАТУРА
1. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. Учебник для технических ВУЗов. – М.: «Высшая школа», 1990. – 512 с.
2. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: Учебник для вузов. – М. Химия, 1988. – 592 с.
3. Общая химическая технология: Учеб. для химико-техн. спец. вузов. В 2-х т./под ред. проф. И.П.Мухленова. – М.: Высш. шк., 1984. – 263 с.
4. Паушкин Я.М., Адельсон С.В., Вишнякова Т.П. Технология нефтехимического синтеза, в двух частях. Ч. I. Углеводородное сырье и продукты его окисления. М.: «Химия», 1973. – 448 с.