Проектирование производства по получению карбинола (метанола)

х - расход исходного газа на 1 т карбинола-сырца, м3 ;

у - объем продувочных газов, м3;

с - объем метана, образовавшегося по реакции (3.15), м3;

g- объем оксида углерода (IV), восстановленного по реакции (3.17), м3;

i- объем инертных компонентов в цикле, об. дол. (m+n=i);

b- объем водорода в циркуляционном газе, об. дол.

Исходные данные:

-состав исходного газа, об. дол.: Н2-67,81; СО-29,50; СО2-1,00; СН4- 0,54; N2-l,15;

-состав циркуляционного газа, об. дол.: СО-11,0; СО2-0,90; СH4- m; N2-n;

-состав танковых газов, м3: Н2-18,70; СО-7,50; СО2-5,24; СН4- 4,30, N2-4,80; (CH3)2O-2,50;

-состав карбинола-сырца:

об. дол. (СН3)2О-3,0; СН3ОН-91,5; С4Н9ОН-1,1; Н2О-4,4;

м3 (СН3)2О-14,60; СнзОН-640,30; С4Н9ОН-3,30; Н2О-54,72.

В соответствии с исходными данными общий объемный расход воды, образовавшейся по реакциям (3.14), (3.15), (3.16) и (3.17), составляет 54,72 м3/т. Зная объем образовавшегося диметилового эфира и изобутилового спирта, находим количество воды, получаемой по реакциям (3.14), (3.16)

17,1+3,3-3=27,0 м3/т, где 17,1=2,50+14,60

Тогда объем воды, образовавшейся по реакциям (3.15) и (3.17) составит

54,72-27,0=27,72 м3/т.

Величина 27,72 м3/т составит так же сумму образовавшихся метана (3.15) и оксида углерода (3.17), т.е.

c+g=27,72

В соответствии со стехиометрическими коэффициентами всех реакций составим уравнения:

1.Инертные компоненты

(3.18)

где - расход инертных компонентов, поступающих с исходным газом, м3/т;

1 Вода

c+g=27,72 (3.19)

3. Оксид углерода

(3.20)

где 695,2- объемный расход оксида углерода, расходуемого по реакциям (3.13), (3.14), (3.16) и теряемое с танковыми газами, а именно:

объемный расход СО, расходуемое на образование карбинола, равно 640,3 м3/т;

объемный расход СО, расходуемое на образование диметилового эфира, равно
2-17,1=34,2 м3/т;

- объемный расход СО, расходуемое на образование изобутилового спирта, равно
4•3,3=13,2 м3/т;

- объемный расход СО, теряемое с танковыми газами, равно 7,5 м3/т.

640,3+2•17,1+4•3,3+7,5=695,2 м3/т

4. Водород

(3.21)

где 1394,1- объемный расход водорода, расходуемое по реакциям (3.13), (3.14), (3.16) теряемое с танковыми газами.

2•640,3+4•17,1+8•3,3 + 18,7= 1394,1 м3/т

5. Оксид углерода (IV)

(3.22)

6. Исходный газ

x = y+g +3•c+2103,64 (3.23)

где 2103,64- объемный расход газа, расходуемое по реакциям (3.13), (3.14), (3.16) и теряемое танковыми газами:

1394,1 +695,2+5,24 + (4,3 +4,8) =2103,64 м3/т

Из уравнения (3.19) g=27,72 -с подставим это значение g в уравнения (3.20), (3.21), (3.22)

(3.23} преобразуя их, получим следующие уравнения:

0,0169•х+с-0,01•i•у =9,1 (3.24)

0,295•х -0,11•у -2•c =667,48 (3.25)

0,6781•х-0,01•b•у-2с= 1421,82 (3.26)

0,01•х -0,009•у - с = 32,96 (3.27)

х-у-2•с=2131,36 (3.28)

Преобразуя уравнения (3.27) и (3.28)

2• (0,01•х-0,009•у с) = 2• 32,96

+

х-у-2•с = 2131,36_______

1,02•х-1,018•у=2197,28 (3.29)

Преобразуя уравнения (3.28) и (3.25)

х-у-2•с = 2131,36

-

0,295•х-0,11•у-2•с=667,48

0,705•х-0,89•у = 1463,88 (3.30)

Решим систему уравнений:

у =288,2 м3/т

Решая соответствующие уравнения, находим (об. доли):

х =2441,6 м3/т; g =16,71 м3/т; с =11,01 м3/т; I =15,0%; b =73,1% . Содержание азота в циркуляционном газе по уравнению, равно:

тогда m =i-n =15- 8,1=6,9%

m=6,9% содержание метана

Учитывая потери исходного газа (3-5%), расход его в колонне синтеза составит:

2441,6• (1,03?1,05) =2550 м3/т

Расход и состав газовой смеси в разных точках синтеза следующий:

-исходный газ 2550 м3/т;

-газ на входе в колонну (смесь исходного и циркуляционного) 24000 м3/т;

- газ перед сепаратором (до смешения исходного с циркуляционным) 24000-2550=2450 м3/т;

- продувочный газ (до отдувки паров карбинола) 288,2+9,52=297,72 м3/т;

- газ после холодильника-конденсатора 21450+297,72=21747,72 м3/т;

- жидкий карбинол 712,92-9,52=703,4 м3/т;

- танковые газы 43,04 м3/т;

- газ после колонны синтеза 21747,72+703,4+43,04=22494,16 м3/т.

Все полученные результаты сведем в таблицу 3.4.

Таблица 3.4

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11