гентиG,кг/год%,мас.РеагентиG,кг/год%,мас.М947,231,313М7,5840,051О 2 1139,237,66О 2 633,64,22N 2 44414,678N 2 1243282,803Н 2 О144,544,778Н 2 О716,64,773Ф00Ф8075,375СО35011,57СО417,22,779? 3024,94100? +15013,98100
За отриманий Даними розраховується розхідній коефіцієнт по метанолу - це Кількість кгметанолу, яка вітрачається на Отримання 1 тони готового продукту - формаліну. Вiн візначається за формулою:
Таким чином ОТРИМАНО:
кг/тону.
. 3 Розрахунок оптімізації по виходим продукту
Оптімiзація проводитися для покращення технологічних показніків роботи реактора и схеми процесса в цілому. Шляхом оптімізації прагнуть збільшити вихід продукту, Зменшити розміри реактора, Зменшити годину контакту по кулях каталізатора, Зменшити витрати сировини (розхідній коефіцієнт). Покращіті умови протікання процесса, максимально наблізівші їх до оптимального режиму протікання хімічного превращение.
Хід розрахунків аналогічній розрахунку базового варіанта реактора, но вносяться де - які Зміни-змінюємо Кількість шарів каталізатору, розміри зерна каталізатора у кулях.
Зміна розміру зерна каталізатора очень впліває на показатели процесса, при зменшені розміру зерна ШВИДКІСТЬ протікання хімічної Реакції значний збільшується того, что здійснюється Перехід з діфузійної у кінетічну область протікання процесса. Тобто лімітуючою стадією становится ШВИДКІСТЬ протікання хімічної Реакції, яка є значний швідшою, чем ШВИДКІСТЬ дифузії реагентів з потоку до поверхні зерна каталізатора (зовнішня дифузія) або у середіні зерна каталізатора (внутрішня дифузія) .Однак слід Зазначити, что! Застосування очень дрібного каталізатора у Першів кулях НЕ є доцільнім того, что на качана концентрації компонентів Великі и процес буде чудово протікаті на зернах БІЛЬШОГО діаметру, а на дрібному каталізаторі Реакція має йти очень Бурхливий, что может прізвесті до різкого Збільшення температури у шарі каталізатора. Зі зменшеності розміру зерен растет гідравлічний Опір кулі, что НЕ є небажаним. Тому рекомендується застосовуваті дрібні зерна у останніх кулях, де концентрації реагентів є значний меншими чем вхідні, подрібнення зерна у ціх кулях є доцільнім, бо ми збільшуємо ШВИДКІСТЬ хімічної Реакції тім самим зменшуючі годину контакту.
Збільшення кількості шарів каталізатора дозволяє Зменшити зміну температури у кожному шарі, что добро впліває на роботу каталізатора та на показатели процеса. При менших змінах температур температурний режим у реакторі більш набліжується до оптимального.
Далі пріведені результати розрахунків трьох оптімізованіх варіантів базового реактора.
. 3.1 Оптимізація адіабатічного реактора
Збільшімо порістість кулі 0,41 та отрімуємо:
Таблиця 10.12 Вихідні дані для розрахунку оптімізації адіабатічного реактора
Концентрації компонентів на вході у реактор, моль/м 3 Розміри зерен каталізатора по кулях, мПорістість каталізатора е, часткіCH 3 OHCH 2 OH 2 OO 2 1 шар2 шар3 шар0,412,4900,6773,00, 0060,0050,0040,41
Отже, ввівші Початкові дані для розрахунку Першого кулі та виконан его на ПЕОМ, отримавших следующие данні (таблиця 10.13).
Таблиця 10.13 Результати розрахунку Першого кулі оптімізованої моделі реактора
№ Т вх С м З ф С в С до Т вих ХSelф до 1228,98228,9800,0001,0000,0002228,98 230,0820,0040,9720,0073228,98247,9840,0640,9790,0884228,98275,9430,1570,9740,1555228,981,6670,8001,5232,577328,2740,3300,9710,216
При температурі на вході 228,98 та годині контакту 1,35с, досягнутості задана степень превращение 0,33. Ввівші кінцеві концентрації компонентів на віході З першого кулі виконуємо розрахунок іншого кулі.
Таблиця 10.14 Результати розрахунку іншого кулі оптімізованої моделі реактора
№ Т вх С м З ф С в С до Т вих ХSelф до 1239,05239,0500,331 0,9710,0002239,05 241,9480,3400,9700,0133239,05265,8790,4160,9650,0924239,05301,3600,5300,9610,1585239,050,7971,6292,4352,121346,9390,6800,9610,211
При температурі на вході 239,05 та годині контакту 1,319 с, досягнутості задана степень превращение 0,680. Ввівші кінцеві концентрації компонентів на віході з іншого кулі виконуємо розрахунок третього кулі.
Таблиця 10.15 Результати розрахунку третього кулі оптімізованої моделі реактора
№ Т вх С м З ф С в С до Т вих ХSelф до 1239,80287,8970,824 0,9500,2282239,80 304,3020,8740,9470,2813239,80323,8050,9320,9430,3484239,80339,7820,9770,9380,4295239,800,0192,3083,3121,682346,6310,9920,9340,496
