Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Декабря 2013 в 17:57, курсовая работа
Этанол является одним их наиболее важных и крупномасштабных продуктов основного органического синтеза. В настоящее время этиловый спирт по объему производства занимает одно из первых мест среди продуктов органического синтеза. Он широко применяется в пищевой, медицинской и парфюмерной промышленностях. 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.
1. Введение………………………………………………………………………...3
2. Свойства целевого продукта ………………………………………….………5
2.1 Физические свойства
2.2 Химические свойства
3. Методы получения……………………………………………………………..6
4. Физико-химическое обоснование основных процессов производства целевого продукта и экологической безопасности производства……………..9
5. Описание технологической схемы процесса……………………….….……12
6. Расчет материального баланса ХТС…………………………………............15
7. Расчет основных технологических показателей процесса……….………...19
8. Поточная диаграмма…………………………………………………………..20
9. Список использованной литературы……………………….………………..21
mC2H4= 0,96 * M C2H4 =0,96 * 28 =26,88г
mC2H6= 0,04 * M C2H6 =0,04 * 30 =1,2 г
mS= 26,88+ 1,2 =28,08г
Þ=26,88/28,08 =95,73 %масс
=1,2/28,08 =4,27%масс
mC2H4 = 0,84*MC2H4 = 0,84*28 = 23,52 г,
mC2H6 = 0,16*MC2H6 = 0,16*30 = 4,8 г,
m∑ = mC2H4 + mC2H6 = 23,52 + 4,8 = 28,32 г,
Тогда 23,52 /28,32 = 0,8305 масс долей или 83,05 % масс.,
4,8 /28,32 = 0,1695 масс долей или 16,95 % масс.
Система уравнений.
=К =0,7/1,7
Операторная схема
1 – смешение; 2 – превращение (реактор); 3 – сепарация; 4 – ректификация.
Соответствие переменных потокам:
|
НАИМЕНОВАНИЕ ПОТОКА |
Условное обозначен |
Хi |
Размерность |
Значение |
Поток этилена |
Х1 |
Кмоль |
3727 | |
Циркуляционный газ |
Х2 |
Кмоль |
4162 | |
Свежий поток водяного пара |
Х3 |
Кмоль |
230 | |
Циркуляционный поток водяного пара |
Х4 |
Кмоль |
2378 | |
Поток ректификата |
G401 |
Х5 |
КГ |
9528 |
Поток диэтилового эфира |
G402 |
Х6 |
КГ |
265 |
Поток ацетальдегида |
G403 |
Х7 |
КГ |
90,2 |
Отдувочные газы |
Х8 |
Кмоль |
78,4 |
Переименование и упорядочивание переменных.
1)
X1=(7900*0,9573)/28+(1-0,1695)
2) 0,7/1,7*Х1=Х3+Х4
3)
(1-0,055)*Х1=(1-0,1695)*Х2+(1-
4) 0,055*46*0,955*Х1=0,945*Х5
5) 0,5*0,055*0,035*74*Х1=Х6
6) 0,055*0,01*44*Х1=Х7
7) Х3=0,945/46*Х5+(1-0,945)/18 Х5+ Х6/74+ Х7/44
8) 0,1695*Х8=7900(1-0,9573)/30+Х7
После преобразования:
1) X1-0,83*Х2=270
2) 0,41*Х1-Х3-Х4=0
3) 0,945*Х1-0,83*Х2 - 0,83*Х8=0
4) 2,416*Х1-0,945*Х5=0
5) 0,0712*Х1-Х6=0
6) 0,0242*Х1-Х7=0
7)
0,0236*Х5+0,0135*Х6+0,0227*Х7-
8) 0,1695*Х8-0,0227*Х7=11,24
Матрица
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
X7 |
X8 |
Свобод. член |
1 |
-0,83 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
270 |
0,41 |
0 |
-1 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,945 |
-0,83 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-0,83 |
0 |
2,416 |
0 |
0 |
0 |
-0,945 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,0712 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0,0242 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
0 |
0,0236 |
0,0135 |
0,0227 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-0,0227 |
1 |
11,24 |
Материальный баланс ХТС
В виде таблицы.
Базис 7900 кг
Статья Прихода |
Масса (кг) |
%масс |
Статья Расхода |
Масса (кг) |
%масс |
Этилен |
7563 |
62,77 |
Спирт |
6872 |
57,03 |
Этан |
337,3 |
2,8 |
Вода со спиртом |
2656 |
22,04 |
Вода |
4149 |
34,43 |
Диэтиловый Эфир |
265,42 |
2,2 |
Ацетальдегид |
90,182 |
0,75 | |||
Отдувка: этилен этан водород |
1824 337,3 4,099 |
15,14 2,8 0,03 | |||
Невязка |
0 |
||||
Всего: |
12049 |
100 |
Всего: |
12049 |
100 |
7.
Расчёт основных
Показатель |
Формула |
Значение |
Теоретический расходный коэффициент |
γстех = МС2Н4/MC2H5OH |
28/46 = 0,61 |
Практический расходный |
γпрак = m С2Н4/mC2H5OH |
7563/6872= 1,1 |
Конверсия этилена |
X =( G011 – G30C2H4)*100% / G011C2H4 |
[(7563-1824)/7563 ]*100 = 75,9% |
Выход по этилену |
η = (GС2Н5ОН/ MС2Н5ОН)/ (GС2Н4/ MС2Н4) |
[(6872/46)/(7563/28)]*100 = 72,13% |
η = φ*x = 0,955*75,9= 72,48%
Селективность
Поточная диаграмма
8. Список используемой литературы.
1)Общая химическая технология: Учебник для химико-технологических специальностей. Т. 2.
2.)Важнейшие химические производства. / Мухленов И.П., Авербух А.Я., Кузнецов Д.А. и др. Под редакцией И.П. Мухленова. – М.: Высш. шк.,1984.
3)Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. – М.: Химия, 1981.
4)Тимофеев В.С., Серафимов Л.А. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. – М.: Химия, 1992.
5)Кононова Г.Н., Сафонов В.В. Учебно-методическое пособие «Производство этилового спирта прямой гидратацией этилена».