Производство этилового спирта
Балансовая математическая модель.
1) N12C2H4 = П*g011C2H4 + N31*(1-g31 инерт)
2) (N012Н2О+N41Н2О)/ N12C2H4 = QH2O
3) N12C2H4*(1-Х) = N31*(1-g31инерт) + N30*(1-g31инерт)
4) Х*МС2Н5ОН *N12C2Н5ОН*jС2Н5ОН =G401*g401C2Н5ОН
5) 0,5* N12C2H4*Х*j(С2Н5)2О *М(С2Н5)2О =G402(С2Н5)2О
6) N12C2H4*Х*jС2Н4О *МС2Н4О =G403
7) N012 H2O =G401*jС2Н5ОН / МС2Н5ОН + G401 (1 - jС2Н5ОН )/MH2O
+ G402 / М(С2Н5)2О + G403 / МС2H4O
8) П(1- g011С2Н4 )/MC2H6 + G403 / МС2H4O =N30*g31инерт
Соответствие переменных потокам:
|
№ |
Наименование потока |
Условное обозначение |
Хi |
|
1. |
Рецикл этилен – этановой фракции |
N31 |
Х1 |
|
2. |
Поток этилена |
N12C2H4 |
Х2 |
|
3. |
Поток воды |
N012 |
Х3 |
|
4. |
Рецикл воды |
N41 |
Х4 |
|
5. |
Отдувка |
N30 |
Х5 |
|
6. |
Масса ректификата |
G401 |
Х6 |
|
7. |
Масса эфира (С2Н5)2О |
G402 |
Х7 |
|
8. |
Масса ацетальдегида С2Н4О |
G403 |
Х8 |
Упорядочение переменных:
1) Х2 = 9000*0,98/28+Х1 (1-0,15)
2) (Х3+Х4 )/Х2=0,6
3) Х2(1-0,06)=Х1(1-0,15)+Х5(1-0,15)
4) 0,06*46*Х2*0,95=Х6*0,95
5) 0,5*0,06*0,03*74*Х2=Х7
6) 0,06*0,02*44*Х2=Х8
7) Х3=Х6*0,95/46+Х6(1-0,95)/18+Х7/74+Х8/44
8) 9000(1-0,98)/30+Х8/44=Х5*0,15
ИЛИ:
1) Х2=315+0,85Х1
2) Х3+Х4-0,6Х2=0
3) 0,64Х2=0,85Х1+0,85Х5
4) 2,74Х2=0,95Х6
5) 0,07Х2=Х7
6) 0,05Х2=Х8
7) Х3=0,023Х6+0,014Х7+0,023Х8
8) 6+0,023Х8=0,15Х5
Матрица:
|
Х1 |
Х2 |
Х3 |
Х4 |
Х5 |
Х6 |
Х7 |
Х8 |
Своб. чл. |
|
-0,85 0 -0,85 0 0 0 0 0 |
1 -0,6 0,64 2,74 0,07 0,05 0 0 |
0 1 0 0 0 0 1 0 |
0 1 0 0 0 0 0 0 |
0 0 -0,85 0 0 0 0 -0,15 |
0 0 0 -0,95 0 0 -0,023 0 |
0 0 0 0 -1 0 -0,014 0 |
0 0 0 0 0 -1 -0,023 0,23 |
315 0 0 0 0 0 0 6 |
Решив её получим
Х1= 595,12 Х5= 22,93
Х2= 820,85 Х6= 2367,52
Х3= 56,20 Х7= 57,46
Х4= 436,31 Х8= 41,04
Определение масс потоков:
1. Масса воды:G012 = N012* МН2О =56,20*18=1011,6(кг)
2. Масса эталона в ректификате: GректС2Н5ОН=G401*j402=2367,52*0,95=2249,14(кг)
3. Масса воды в ректификате:
GректН2О=G401 *Gрект С2Н5ОН=2367,52-2249,14=118,38(кг)
4. Вода рецикла: GрецН2О= N41* МН2О=436,31*18=17853,58(кг)
5. Рецикл этиленэтановой фракции: 
(кмоль)
6. Количество этана + этилена:N31-NC2H4O=595,12-0,93=594,19(кмоль)
7. Масса этилена в рециклеNC2H4=594,19*0,98=582,30(кмоль) GC2H4=582,30*28=16304,4(кг)
8. Масса этана в рецикле NC2H6=595,12*0,02=11,90(кмоль) GC2H6=11,90*30=357(кг)
9. Масса водорода в рецикле GH2=0,93*2=1,86(кг)
Для отдувки:
NН2=0,93 кмоль
Поток (этилен + этан): N30-NH2=22,93-0,93=22(кмоль)
Массы этилена, этана и водорода
NC2H4=22*0,98=21,56(кмоль) GC2H4=28*21,56=603,68(кг)
NC2H6=0,02*22=0,44(кмоль) GC2H6=30*0,44=13,2(кг)
GH2= NH2* МН2=0,93*2=1,86(кг)
Материальный баланс ХТС производства этанола
|
приход |
расход | ||||
|
наименование |
кг |
% масс. |
Наименование |
кг |
% масс. |
|
1. этиленовая фракция: этилен этан 2. вода 3. рециркулирующий газ: этилен этан водород вода |
9000 8820 180 1011,6 16304,4 357 1,86 17853,6 |
20,2 19,8 0,04 2,3 36,6 0,8 0,004 40,1 |
1. ректификат. этанол вода 2. ацетальдегид 3. отдув. газы: этилен этан водород 4. рециркулирующий газ: этилен этан водород вода 5. эфир 6. невязка |
2367,5 2249,1 118,38 41,04 603,68 13,2 1,86 16304,4 357 1,86 17853,6 57,46 92 |
7,3 7,1 1,3 0,09 6,8 0,03 0,004 36,6 0,8 0,004 40,1 0,13 0,21 |
|
Всего |
44528,5 |
100 |
ВВсего |
44528,5 |
100 |
7.Расчет основных технологических показателей процесса:
Скачать реферат