Схема материальных потоков

 

 

 

G₁-азеотроп «триметилкарбинол»-вода

G₂-изобутилен

G₃-фузельная вода

Материальный баланс и материальный расчёт дегидратации триметилкарбинола (ТМК)

 

Уравнение материального баланса :

G₁ = G₂ + G₃                                                                    (12)

Исходные данные для проведения расчета материального баланса: Годовая производственная мощность - 40000 тонн/год изобутилена; Степень конверсии триметилкарбинола - 99,6 %; Потери изобутилена составляют — 0,5 %; Потери азеотропа триметилкарбинола - 0,63 % от поданого;

Расчет

Число рабочих дней в году-365, из них на капитальный ремонт-20 дней;

Тогда число рабочих часов в году: ( 365 -20 ) * 24 = 8280 часов; основная реакция технологического процесса:

 

(CH₃ ) ₃ COH↔(CH₃)₂C=CH₂ +H ₂O            (13)

Триметилкарбинол изобутилен   вода

Часовая производительность установки по изобутилену: 4 40000 * 1000 / 8280 = 4831 кг/час (14)

Часовая производительность с учетом потерь: 4831 * 1,005=4855, 15 кг/час  (15)

Состав и количество изобутилена, выходящего с верха дегидрататора

 

Таблица 2 –Массовые компоненты.

Компоненты	% массовые	кг/час
Изобутилен	98,3	4939
Триметилкарбинол	1,2	60,2
Вода	0,3	15,0
Компоненты	% массовые	Кг/час
Димеры	0,2	9,8
Итого	100	5024

 

Расчет по уравнению реакции :

 

(CH₃ ) ₃ COH↔(CH₃)₂C=CH₂ +H ₂O    (16)                   

  74              56              18

 

Количество дегидратированного триметилкарбинола:

74-56

X - 4939    X = 6526,54 кг/час              Количество полученной воды:        

56-18

4939-Х    X - 1587,54 кг/час (17)

Количество триметилкарбинола поданное на разложение: 6526,54 / 0,996 = 6552,75 кг/час Состав и количество азеотропа «триметилкарбинол - вода»

 

 

Таблица 3- ТМК поданное на разложение.

Компоненты	% массовые	кг/час
Триметилкарбинол	88,1	6552,75
Вода	11,9	885,1
Итого	100	7437,85

Количество азеотропа «триметилкарбинол - вода», поданого в дегидра-татор ( учитывая потери 0,63 % ) 7437,85 * 1,0063 = 7484,7 кг/час

Количество воды в дегидрататоре:

1584,57 + 885,1 - 15 = 2457,64 кг/час (18)

 Таблица 4 - Состав и количество фузельной воды, выводимой из куба дегидрататора.     

Компоненты	% массовые	кг/час
Вода	99,9	2457,64
Триметилкарбинол	0,1	2,46
Итого	100	2460,7

 

Таблица 5 - Расход триметилкарбинола.

 

 

Приход		Расход
Компоненты	Кг/час	Компоненты	кг/час
Азеотроп «триметилкарби-нол-вода"	7484,7	Изобутилен	5024
		Вода	2460,7
Итого	7484,7	Итого	7484,7

 

Расчет основных технологических показателей дегидратации

Триметилкарбинола (ТМК)

 

Изменение состава материальных потоков на стадии химического пре­вращения определяется главными показателями этой стадии — степенью конверсии сырья и выходом конечных продуктов. Степень конверсии исход­ного вещества — отношение количества (объема, массы) этого вещества, вступившего в химическое взаимодействие, к количеству (объему, массе) этого же вещества в потоке на входе в реактор:

α =n_прерв/n_исх=m_прерв/ m _исх=V_прерв / V_исх                                 (19)

Если в химическом превращении участвует несколько исход каждо­го из них. Выход конечного продукта — отношение его количества (объема, массы) к теоретически возможному количеству (объему, массе) в расчете на поданное сырье или к количеству (объему, массе) исходного сырья с учетом стехиометрических соотношений.

В технологии органического синтеза целевой реакции сопутствует ряд побочных. Поэтому для определения фактического расхода сырья и выхода побочных продуктов используют показатель "селективность". Селективность - отношение количества (объема, массы) целевого продукта к теоретически возможному его количеству (объему» массе) в расчете на превращенное сы­рье или к количеству (объему» массе) превращенного сырья с учетом сте­хиометрических соотношений:

β = n _факт/n_теор =m_Факт / m_теор= V_факт V_теор                           (20)

Процесс дегидратации ТМК протекает по уравнению реакции ( СН₃ )₃ СОН ↔ ( СН₃ )₂ С = СН₂ + Н₂О

74               56         18

Молекулярная масса веществ:

М тмк ⁼ 74 кг/кмоль

М _Изобут ~ 56 кг/кмоль

М _ВОд_Ы = 18 кг/кмоль

Масса исходного ТМК т_исх = 6552,75кг/ч

Масса изобутилена П1ф_акт = 4939 кг/ч

Количество ТМК на выходе с верха дегидрататора - 60,2 кг/ч

Количество ТМК на выходе из куба дегидрататора -2,46 кг/ч

Прореагировало ТМК

6552,75-60,2-2,46 = 6490,09 кг/ч         (21)

Степень конверсии ТМК

а = т_превр/т_исх = 6490,09/6552,75 = 0,9904 - 99,04 % (22)

Теоретически из 6552,75 кг/ч можно получить изобутилена

6552,75 — т_теОр

74-56

т_теор =6552,75*56/74 = 4958,84 кг/ч         (23)

Селективность процесса

Р = т_факт/т_теор = 4939/4958,84 = 0,996 = 99,6 %        (24)

Выход продукта равен произведению степени конверсии на селективность

процесса

Р' = 0,9904*0,996 = 0,9864 = 98,64 % (25)

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: