Спасибо!
Информация о работе
Подробнее о работе
Моделювання схеми виробництва формальдегіду із метанолу у комбінованому реакторі продуктивністю 11тис.т/рік
- 54 страниц
- 2017 год
- 2 просмотра
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
1. Теоретичні основи процесу і опис технологічної схеми.
2. Математичні моделі апаратів. Використовувані прикладні програми.
3. Розрахунок базового варіанту.
3.1. Вибір зерна каталізатора.
3.2. Вибір параметрів роботи трубчастого реактора.
3.3. Вибір параметрів роботи адіабатичного реактора.
3.4. Вихід на режим для заданої продуктивності.
3.5. Розрахунок трубчатої частини реактора для нової концентрації води.
3.6. Вибір параметрів роботи адіабатичного шару реактора з но-вою концентрацією води.
4. Поліпшення техніко-економічних показників процесу окислювання метанолу в формальдегід.
4.1. Варіант поліпшення: діаметр зерна у трубчастій частині 4мм
4.2. Варіант поліпшення: діаметр зерна у трубчастій частині 4мм, діаметр трубки 0,02м.
4.3. Варіант поліпшення: діаметр трубки 0,02 м.
4.4. Варіант поліпшення: діаметр зерна каталізатора у трубчатій частині 4мм, діаметр трубки 0,018 мм.
4.5. Варіант поліпшення: зменшення діаметру зерна в адіабатичній частині.
5. Розрахунок параметричної чутливості
6. Розрахунок матеріального балансу схеми установки одержання формальдегіду
6.1. Розрахунок базового варіанту
6.2. Розрахунок поліпшеного варіанту
7. Розрахунок конструктивних розмірів реактора
7.1. Конструктивний розрахунок реактора для базового варіанту
7.2. Розрахунок конструктивних розмірів реактора для поліпшеного
варіанту оптимізації
7.3. Конструктивний розрахунок підконтактного теплообмінника для базовоговаріанту
7.4. Конструктивний розрахунок підконтактного теплооб-мінника поліпшеного варіанта оптимізації
Висновки
Література
1. Теоретичні основи процесу і опис технологічної схеми процесу.
Розрахунок каталітичних реакторів проводиться на прикладі процесу окислювання метанолу у формальдегід на окисному залізо-молібденовому каталізаторі. У даному процесі протікають дві послідовні, практично необоротні реакції:
СН3ОН + 1/2 О2 = СНОН + Н2О + (–H1)
(4.1)
CHOH + 1/2O2 = CO + H2O + (–ΔH2)
(4.2)
Енергія активації першої реакції (4.1) помітно більше, чим другої (побічної) (4.2). Для цього випадку теоретично оптимальним режимом є ізотермічний режим при максимально припустимій температурі. Тому в реальних реакторах необхідно підібрати такі умови проведення процесу, що дозволили б максимально наблизитися до теоретично оптимального режиму. Для окисного залізо-молібденового каталізатора припустимий температурний діапазон роботи – 210–365С. Гранично припустима температура по термостійкості каталізатора складає 380С.
...
3.2. Вибір параметрів роботи трубчастого реактора.
Аналогічно трубчастому реактору, для трубчастої частини комбінованого, підбираємо температуру холодоагенту у між трубчастому просторі так, щоб температура «гарячої точки» була достатньо близько до допустимої (365°С), але не перевищувала її.
Після підбору температури теплоносія, встановити час контакту трубчатої частини комбінованого реактора. Для трубчатої частини, де зосереджено гідравлічний опір каталізатора і усього апарату, можна прийняти:
ΔРтр< (0.9 - 0.95) ΔРр
ΔРтр = 0,027-0,030
де ΔРтр і ΔРр – гідравлічний опір трубчастої чатини і реактора у цілому.
Якщо ця умова не виконується, обираємо іншу лінійну швидкість реакційної суміші у трубках, і повторюємо усю серію розрахунків, починаючи з підбору температури.
Керуючим параметром для ступеню перетворення є довжина трубки.
...
3.3. Вибір параметрів роботи адіабатичного реактора.
За результатами обчислення на ЕОМ для оптимального варіанта визначають концентрації компонентів у реакційній суміші і її температуру на виході з трубчатої частини. Ці параметри використовують як вихідні величини для подальшого розрахунку адіабатичного шару по програмі «Адіабатичний реактор».
На виході з трубчатої частини - на вході в адіабатичну - було отримано наступні результати: С(метанолу) = 0,277 моль/м3, С(формальдегиду) = 2,696 моль/м3, С(води) = 4,351 моль/м3, С(кисню) = 2,375 моль/м3. Твых. = 294,786 °C, τ = 0,387с, Sel = 0,972.
Для даного варіанту був встановлений оптимальний час контакту у адіабатичному шарі τ = 0,353с, що також забезпечило максимальний вихід формальдегіду С(формальдегиду) = 2,867 моль/м3, ступінь перетворення якого знаходиться у заданих межаїх і складає Х = 0,994 при селективності Sel = 0,945. На виході з адіабатичного шару (на виході з реактору) отримали реакторну суміш при температурі Твых.
...
3.4. Вихід на режим для заданої продуктивності.
За допомогою програми «Схема», що знаходиться у програмному комплексі COMPLEX.EXE, розрахуємо матеріальний баланс отриманого режиму для заданої продуктивності.
При введені даних, отриманих при розрахунку комбінованого реактора, програма виявила розбіжність у матеріальному балансі і запропонувала провести розрахунок спочатку, використовуючи нову концентрацію води С(воды) = 0,622 моль/м3.
3.5. Розрахунок трубчатої частини реактора
для нової концентрації води.
Розрахунок трубчатої частини реактора для нової концентрації води проводиться за тією ж методикою, що й попередній.
Результати розрахунку представлені у табл. 3.2.
Таблиця 3.2
Підбор параметрів роботи трубчатої частини комбінованого реактора
з новою концентрацією води.
W, м/с
Тхл., °C
Тмах., °C
Х
Δp, МПа
lтр., м
Твх.
...
1. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. – М.: Химия, 1981.
2. Огородников С.К. Формальдегид. – Л.: Химия, 1985.
3. Боресков Г.К., Матрос Ю.Ш. и др. Химическая промышленность, 1977, № 1, с.48-49.
4. Матрос Ю.Ш., Луговской В.И. и др. Химическая промышленность, 1982, №11, с.674-677.
5. Матрос Ю.Ш Нестационарные процессы в каталитических реакторах. Новосибирск: Наука, 1982.
6. Царева З.М, Товажнянский Л.Л., Орлова Е.И.. Основы теории химических реакторов (компьютерный курс). – Харьков: ХГПУ, 1997.
7. Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических про-цессов. – М.: Химия, 1982.
8. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине “Применение ЭВМ в химической технологии” / Сост. В.И.Луговской, В.Д.Гогунский и др. – Одесса, ОПИ, 1989.
9. Методические указания по применению ЭВМ в курсовом и дипломном проектировании / Сост. В.Д.Гогунский, К.С.Синявский и др. – Одесса, ОПИ, 1988.
10. Луговской В.И., Синявский К.С., Дубс Р.В. Конспект лекций по курсу "Математическое моделирование химико-технологических процессов" – Одесса, WWW.OPU.Odessa.UA, 1999.
11. Рейхофельд В.О., Шеин В.С., Ермаков В.И. Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и синтетического кау-чука. – М.: Химия, 1975.
12. Аэров М.Е., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Гидравлические и тепловые основы работы. – Л.: Химия, 1979.
13. Конструирование и расчеты машин химических производств / Под ред. Э.Э.Кольмана-Иванова. – М.: Машиностроение, 1985.
14. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. – Л.: Машиностроение, 1981.
15. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И.Дытнерского. – М.: Химия, 1983.
16. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1981.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
