123807 (592857), страница 14

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 14)

Внутренняя норма доходности равна ставке дисконтирования n = 0,45, при которой чистый дисконтированный доход (ЧДД) проекта равен нулю.

На основании всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что проект эффективен, так как все критерии эффективности отвечают условиям положительности проекта.

15. МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ

Целью материального расчета является составление материальных балансов стадии образования метаноло-воздушной смеси, контактирования, абсорбции и ректификации.

Расчеты проводим для получения формалина с массовой долей формальдегида 37 % для одной технологической нитки.

Рис. 16.1 Блок – схема материальных потоков 1 – приготовление метаноло - воздушной смеси; 2 – контактирование; 3 – абсорбция; 4 – ректификация.

G1 – воздух;

G2 – метанол со склада;

G3 – спирто - воздушная смесь;

G4 – контактные газы;

G5 – вода на орошение;

G6 – абсорбционные газы;

G7 – формалин – ″сырец″;

G8 – продукционный формалин;

G9 – метанол – ректификат.

Исходные данные

Годовая производительность одной технологической нитки производства - 126666,6 тонн, годовой фонд рабочего времени – 8000 ч.

Массовая доля формальдегида, (%):

- в продукционном формалине, 374;

- в формалине – «сырце», 28,79.

Потери формальдегида на стадиях производства – 0,4%.

Степень конверсии метанола – 0,665.

Доля превращенного метанола:

по реакции 1 – 0,26;

по реакции 2 – 0,6;

по реакции 3 – 0,12;

по реакции 4 – 0,02;

Протекающие реакции:

1) CH₃OH → CH₂O + H₂;

2) CH₃OH + ½O₂ → CH₂O +H₂O;

3)CH₃OH + 1,5O₂ → CO₂ + 2H₂O;

4)CH₃OH → CO + 2H₂.

Часовая производительность колонны ректификации (по формалину):

по формальдегиду:

или 195,28 кмоль/ч.

M(CH₂O) = 30 г/моль.

С учетом потерь необходимо получить в контактном аппарате формальдегида кг/ч или 196,06 кмоль/ч.

15.1 Материальный баланс стадии ректификации

Обозначим массовый расход формалина - ″сырца″ - G₇, массовый расход товарного формалина – G₈, массовый расход метанола - ректификата - G₉

Материальный баланс:

G_F = G_g + G_w;(16.1)

G_F = G₇; G_g = G₉; G_w = G₈; (16.2)

G₇x_F = G₉x_g + G₈x_w.(16.3)

где, G_F, G_g, G_w – массовые расходы: питания, дистиллята и кубового остатка, соответственно.

x_F, x_g, x_w – содержание формальдегида в питании, дистилляте и кубовом остатке соответственно, %.

Решим систему уравнений

(16.4)

Товарный формалин:

содержание воды: 56% т.к. формальдегида 37% и метанола 7%.

Материальный баланс стадии ректификации в таблице 16.1.

Таблица 16.1 – Материальный баланс стадии ректификации

15.2 Материальный баланс стадии абсорбции

Объемная доля водяных паров в выхлопных газах:

где, 1740 – парциальное давление водяных паров, Па;

– общее давление выхлопных газов, Па.

Материальный баланс:

(16.5)

Решим систему уравнений:

(16.6)

Количество формальдегида и метанола в контактных газах соответственно 5880,36 кг/ч и 5563,77 кг/ч.

Материальный баланс абсорбционной колонны в таблице 16.2.

Таблица 16.2 – Материальный баланс абсорбционной колонны

15.3 Материальный баланс стадии контактирования и спиртоиспарения

На 1 моль формальдегида расходуется 1 моль метанола, т.е. кг/ч.

Расход метанола с учетом побочных реакций находим: 196,012/0,86 = 227,92 кмоль/ч или 7293,47 кг/ч;

где 0,86 – доля метанола, превращенного в формальдегид по 1^ой и 2^ой реакциям.

Подают метанол с учетом степени конверсии равной 0,567.

227,92/0,567 = 401,96 кмоль/ч или 12862,72 кг/ч;

401,96 – 227,92 = 174,04 кмоль/ч или 5569,28 кг/ч.

По реакции первой расходуется метанола: кмоль/ч или 189632 кг/ч.

Образуется:

формальдегида: 59,26 кмоль/ч или 1777,8 кг/ч;

водорода: 59,26 кмоль/ч или 118,52 кг/ч.

По реакции второй расходуется метанола: кмоль/ч или 3882,56 кг/ч;

кислорода: кмоль/ч или 2188,16 кг/ч.

Образуется:

формальдегида: 136,75 кмоль/ч или 4102,56 кг/ч;

воды: 136,752 кмоль/ч или 2461,54 кг/ч.

По реакции третьей расходуется метанола: 227,92 = 27,35 кмоль/ч или 875,21 кг/ч;

кислорода: 27,35 = 41,03 кмоль/ч или 1316,16 кг/ч.

Образуется:

диоксида углерода: 27,35 кмоль/ч или 1203,4 кг/ч;

воды: 27,35 = 54,7 кмоль/ч или 984,6 кг/ч.

По реакции четвертой расходуется метанола: 227,92 = 4,56 кмоль/ч или 145,92 кг/ч.

Образуется:

оксида углерода: 4,56 кмоль/ч или 127,68 кг/ч;

водорода: кмоль/ч или 18,24 кг/ч.

Всего образуется:

водорода: 9,12 + 59,26 = 68,38 кмоль/ч или 136,76 кг/ч;

воды: 136,752 + 54,7 = 191,452 кмоль/ч или 3446,14 кг/ч.

Общий расход кислорода: 68,38 + 41,03 = 109,41 кмоль/ч или 3501,12 кг/ч.

Расход сухого воздуха:

объемная доля кислорода в воздухе, %, 20,7;

кмоль/ч.

объемная доля водяных паров в воздухе:

%;

где, 3230 – парциальное давление водяных паров в воздухе, Па;

– общее давление воздуха, Па.

Количество водяных паров в воздухе: 528,55 /100 = 9,51 кмоль/ч или 171,18 кг/ч.

Количество воды в техническом («свежем») метаноле:

а) с учетом разбавления метанолом ректификатом

Характеристики

Список файлов ВКР