Исходные данные:
годовая производительность агрегата в расчете на 100%-ю. уксусную кислоту 120000 т; годовой фонд рабочего времени 8450 ч; состав материальных потоков:
технический оксид углерода — поток 1 (т, %): Н2— 1; N2 — 2,0; СО — 97,0;
метанол — поток 2 (ф, %): СН3ОН — 99,9; Н2О —0,1;
дистиллят колонны отгонки легких фракций — поток 3 (w, %): СН3I —48,9; СН3СООН — 22,4; СН3СООСН3 — 4,0; Н2О — 24,7;
кубовые остатки колонны отгонки легких фракций — поток 4 (w, %); СН3СООН — 90,3; С2Н5СООН —0,1; Н2О — 7,7; НI — 1,9;
отдувочные газы реактора — поток 5 (φ, %): Н2 — 5,2; N2— 4,2; СО —30,1; СО2 — 2,7; СН3I — 26,0; СН3СООН — 11,2; СН3СООСН3— 1,1; Н2О — 19,5;
жидкая фаза из реактора — поток 6 (w, %): СН3I — 9,7;СНзСООН — 70,0; СН3СООСН3 — 0,9; С2Н5СООН — 0,1; Н2О— 16,3; HI — 3,0;
отдувочные газы сепаратора СI — поток 7 (φ, %): Н2— 12,0; N2 —9,7; СО —68,8; СО2 — 4,9; СН3I — 4,1; СН3СООН —0,1; СН3СООСН3 —0,1; Н2О 0,3;
количество пропионовой кислоты, образующейся в процессе, 1 кг на 1 т уксусной кислоты;
избыток оксида углерода от стехиометрического расхода 16,4%.
Последовательность расчета:
а) рассчитывают расход сырья и количество продуктов по реакциям получения уксусной кислоты и побочных продуктов;
б) определяют состав материальных потоков 1 — 4 и состав реакционной массы;
в) рассчитывают состав отдувочных газов реактора синтеза, газовой и жидкой фаз сепаратора C1;
г) определяют состав жидкой фазы из реактора, газовой и жидкой фаз сепаратора C2;
д) составляют материальный баланс реактора и стадии синтеза уксусной кислоты.
Часовая производительность реактора по 100%-и уксусной кислоте:
120000*1000/8450=14201,2 кг/ч или 236,687 кмоль/ч
В соответствии с исходными данными образуется пропионовой кислоты:
1*14,2=14,2 кг/ч или 0,192 кмоль/ч
По реакциям
СН3ОН+СО = СН3СООН, (1)
СН3ОН+2СО + 2Н2 = С2Н5СООН + Н20 (2)
расходуется:
метанола: 236,687 + 0,192=236,879 кмоль/ч или 7580,1 кг/ч;
оксида углерода: 236,687+ 0,192*2 = 237,071 кмоль/ч или 6638,0 кг/ч;
водорода: 0,192*2=0,384 кмоль/ч или 0,8 кг/ч;
образуется водяного пара 0,192 кмоль/ч или 3,5 кг/ч.
По реакции
СО + Н2О = СО2+Н2 (3)
расходуется 1,85% от общего расхода оксида углерода, что составляет:
237,071 *1,85/(100,00 — 1,85) =4,468 кмоль/ч или 125,1 кг/ч.
Расходуется водяного пара: 4,468 кмоль/ч или 80,4 кг/ч;
образуется
диоксида углерода: 4,468 кмоль/ч или 196,6 кг/ч;
водорода: 4,468 кмоль/ч или 8,9 кг/ч.
Всего расходуется по реакциям (1)—(3)
оксида углерода: 237,071+4,468=241,539 кмоль/ч или 6763,1 кг/ч;
водяного пара: 4,468—0,192=4,276 кмоль/ч или 77,0 кг/ч;
образуется водорода: 4,468—0,384=4,084 кмоль/ч или 8,2 кг/ч.
Фактически подают сырья:
технического метанола: 7580,1*100,0/99,9=7587,7 кг/ч, в том числе воды:
7587,7—7580,1=7,6 кг/ч;
оксида углерода:
241,539* (100+16,4)/100=281,151 кмоль/ч или 7872,2 кг/ч,
где 16,4 — избыток оксида углерода от стехиометрического расхода, %.
Рассчитывают состав технического оксида углерода (поток 1):
H2 N2 CO Сумма
φi(xi), % 1,0 2,0 97,0 100,0
nτ, кмоль/ч 2,898 5,797 281,151 289,846
М, кг/кмоль 2 28 28 -
mτ,кг/ч 5,796 162,316 7872,2 8040,312
Остается оксида углерода в реакционной массе:
281,151—241,539=39,612 кмоль/ч или 1109,1 кг/ч.
Расходуется:
дистиллята колонны отгонки легких фракций:
14201,2*1,8= = 25562,2 кг/ч;
кубовых остатков
14201,2*0,0665=944, 4 кг/ч;
где 1,8 и 0,0665 — массовые отношения подаваемых на синтез продуктов очистки уксусной кислоты и 100%-и уксусной кислоты.
Основы электрохимии.
Цель работы - овладеть
методикой измерения ЭДС и напряжения гальванических элементов; изучение
условий возникновения коррозионных микроэлементов.
Введение.
Электрохимия
изучает окислительн ...
Методика обработки экспериментальных данных
Вся процедура обработки
экспериментальных данных может быть разделена на два этапа. На первом
производится первичная обработка сведений, полученных при проведении
эксперимента по химическом ...