> С2H4 + 3 O2=2 CO2 + 2 H2O (2)
Втрати оксиду етилену по всіх стадіях складають 3,5%.
Приймемо, що втрати етилену з абгаз 3,5 кг/т
Розрахунок ведемо на 1 тонну (1000 кг) товарного продукту.
Маса оксиду етилену, що міститься в 1000 кг товарного продукту дорівнює:
Маса оксиду етилену з урахуванням втрат складе:
Маса втрат оксиду етилену складе:
, 08-995=36,08 кг/т
Маса етилену, який пішов на 1-ю реакцію:
Маса етилену, який пішов на обидві реакції:
Маса етилену, який пішов на 2-ю реакцію:
, 64-656,14=285,5
Маса етилену, що надійшов в реактор дорівнює:
Маса непрореагировавшего етилену складе: 3116,98-941,61=2175,3 кг/т
Маса домішок у свіжому етилені:
Маса домішок у реціркуліруемих етилені складе:
Сумарна маса домішок в етилену дорівнює:
, 17 + 32,577=46,75 кг/т або
Маса технічного етилену (з домішками) дорівнює:
, 98 + 46,75=3163,73 кг/т
Маса одержуваного діоксиду вуглецю становить:
Маса одержуваної води дорівнює:
Маса кисня, який пішов на 1-ю реакцію дорівнює:
Маса кисня, який пішов на 2-ю реакцію дорівнює:
Маса кисня, який пішов на обидві реакції дорівнює:
Маса азоту, надходження в реактор дорівнює:
Маса повітря, що надійшов в реактор дорівнює:
, 8 + 5092,8=6446,5 кг/т
Табл. 3.1
Матеріальний баланс вузла випарювання
ПріходРасход№ піт. Наіменованіекг/ТКГ/ч№ піт. Наіменованіекг/ТКГ/ч1Етілен техніческій3163,7341317,671Реакціонная смесь9610,23125510,71.1Свежій етілен3,545,711.1Оксід етілена1031,0813465,91.1.1Етілен 941,6412297,81.2Діоксід углерода897,2811718,41.1.2Прімесі 14 ,! 7185,01.3Вода 367,074793,91.2Етілен рецікл2204,4228789,71.4Етілен2175,3428409,91.2.1Етілен 2175,3428363,71.5Кіслород001.2.2Прімесі 32,577422,81.6Азот 509266511,92Воздух 6446,584192,51.7Прімесі 46,75610, 552.1Кіслород 1353,817680,62.2Азот5092,866511,9Ітого9610,23125510,7Ітого9610,23125510,7
4. Енергетичний баланс установки
Схема теплових потоків реактора синтезу оксиду етилену
1 - тепло, що приходить з етиленом;
Q 1.1 - тепло, що приходить зі свіжим етиленом;
Q 1.2 - тепло, що приходить з рециркулюючим етиленом;
Q 2 - тепло, що приходить з повітрям;
Q 3 - сумарне тепло хімічних реакцій;
Q 5-тепла, яка йде з реакційної масою;
Q 6 - тепло, що відводиться в теплообмінному апараті.
Якщо агрегатний стан теплоносія не змінюється, то теплове навантаження може бути обчислена таким чином:
- масовий розхожі i-го компонента, кг/год;
- ізобарна теплоємність i-го компонента, кДж/(кг? К);
- температура i-го компонента, K.
Теплота хімічної реакції може бути знайдена таким чином:
,
- ентальпія хімічної реакції в стандартних умовах при T=483,15 К.
ізобарну теплоємності речовин при Т=2100С
Табл. 4.1
ВеществоЕтілен Кисень Азот Діоксид углеродаВодаОксід етіленаСр, кДж/(кг? К) 1,750,870,970,881,751,29
Визначимо кількість тепла, що пройшов зі свіжим етиленом
Q 1.1=Q св. етилен=45,71? 1,75? 483,15=38648,37 кДж/ч=10,7356 кВт
Q 1.2=Q св. етилен=28789,7? 1,75? 483,15=24342051 кДж/ч=6761,68 кВт
Кількість тепла, яке прийшло з етиленом:
Q 1=Q 1.1 + Q 1.2=6772,41 кВт
Визначимо кількість сировини, що прийшло з повітрям:
Q 2=Q пов=Q кисл + Q азот
Q кисл=17680,6? 0,87? 483,15=7431872,244 кДж/ч=2064,4089 кВт
Q азот=66511,9? 0,97? 483,15=31171167,75 кДж/ч=8658,65 кВт
Q 2=10723,05 кВт
Визначимо сумарне тепло хімічних реакцій:
=0,6968
Визначимо втрати тепла в навколишнє середовище. Приймемо, що втрати в навколишнє середовище складають 5% від кількості тепла, що надходить в реактор.
Визначимо кількість тепла, що минає з реакційною масою:
=
Визначимо кількість тепла, що відводиться з т...
