Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 363
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
Химизм, механизм и кинетика реакций
Технологическое оформление процесса получения МТБЭ
Схема получения МТБЭ IFP показана на рисунке 1.4.
Схема технологии НИИМСК показана на рисунке 1.6.
Описание принципиальной технологической схемы
Принципиальная технологическая схема производства МТБЭ представлена на рисунке 2.1.
Материальный баланс производства
Определение количества образующихся ТМК и ДИБ
Расчет годового материального баланса
Технологический расчет основного оборудования
Геометрические размеры реактора
3 Контрольно-измерительные приборы и автоматизация производства
Схема автоматизации реакторного узла представлена на рисунке 3.1.
Спецификация приборов КИП и А основного реакторного узла представлена в таблице 3.1.
| ТМК | 0,098 | 52,909 | 423,275 |
| Диизобутилен | 0,342 | 184,164 | 1473,308 |
| ДМЭ | 0,056 | 30,296 | 242,365 |
| Потери | 1,100 | 592,355 | 4738,837 |
| Итого | 100,000 | 53850,416 | 430803,327 |
- 1 ... 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Технологический расчет основного оборудования
-
Исходные данные
Принятые исходные данные для расчета реактора Р-1 представлены в таблице 2.7, состав сырья (изобутан-изобутиленовой фракции) - в таблице 2.8
Так как в технологии Р-1 и Р-2, перед входом в реактор сырьё делится на два потока.
Таблица 2.7 – Исходные данные для расчета реактора
| Параметр | Единица измерения | Значение |
| Температура процесса, t | °С | 70 |
| Давление процесса, Р | МПа | 0,75 |
| Количество дней работы установки | - | 333 |
| Производительность по МТБЭ, GМТБЭ | т/год | 100000 |
| Производительность по МТБЭ, GМТБЭ | кг/ч | 12500 |
| Конверсия изобутилена, ХИБ | доля масс. | 0,96 |
| Доля изобутилена на образование диизобутилена, ХИБДИБ | доля масс. | 0,005 |
| Доля изобутилена на образование треметилкарбинола, ХИБТМК | доля масс. | 0,005 |
| Соотношение метанол : изобутилен (мольное), К | - | 1,39 |
| Селективность процесса по изобутилену (на МТБЭ), S | - | 0,99 |
Таблица 2.8 – Состав ИИФ (изобутан-изобутиленовой фракции)
| Компонент | % масс. |
| Углеводороды С3 | 0,3 |
| i-бутилен | 42 |
| н-бутилен | 0,7 |
| i-бутан | 55,7 |
| н-бутан | 1,1 |
| бутадиен | 0,1 |
| Углеводороды С5 | 0,1 |
| Итого | 100 |
-
Материальный баланс реактора
Обозначим количество изобутилена, поступающего в реактор как GИБ. Тогда количество конвертированного изобутилена составит
(2.5)где ХИБ – конверсия изобутилена, доля масс.
Количество образовавшегося МТБЭ составит:
(2.6)где S – селективность процесса по изобутилену (на МТБЭ); ММТБЭ и МИБ – молекулярные массы МТБЭ и изобутена соответственно, г/моль.
Подбираем значение GИБ таким образом, чтобы количество образовавшегося МТБЭ совпадало со значением, представленным в таблице 2.7. В ходе подбора определили, что GИБ = 8369,682 кг/ч. Таким образом,
Количество образовавшегося МТБЭ составит
что совпадает с табличным значением.
Количество непрореагировавшего изобутилена определяется по формуле
(2.7)
Количество углеводородной фракции, поступающей в реактор,
(2.8)где 0,42 – содержание изобутилена в исходном сырье, доля масс. (таблица 2.8).
.Массовое соотношение метанол : изобутилен определится как
(2.9)где К – мольное соотношение метанол : изобутилен (табл. 2.7); ММЕТ – молекулярная масса метанола, г/моль.
Количество метанола на входе в реактор:
(2.10)
Количество метанола, пошедшего на образование МТБЭ:
(2.11)
.Количество непрореагировавшего метанола на выходе из реактора:
(2.12)
Количество воды, пошедшей на образование ТМК:
(2.13)где МВОДА – молекулярная масса воды, г/моль; ХИБТМК - доля изобутилена, пошедшего на образование третметилкарбинола, доля масс. (таблица 2.7).
Количество образовавшегося третметилкарбинола:
(2.14)где МТБ – молекулярная масса третбутанола, г/моль.
Количество образовавшегося диизобутилена:
(2.15)где ХИБДИБ – доля изобутилена, пошедшая на образование диизобутилена, доля масс.
.Материальный баланс реактора представлен в таблице 2.9.
Таблица 2.9 – Материальный баланс реактора
| Компонент | % масс. | т/год | т/сут | кг/ч | кг/с |
| Приход | |||||
| ИИФ, в том числе | | | | | |
| Углеводороды С3 | 0,225 | 478,268 | 1,436 | 59,783 | 0,017 |
| i-бутилен | 31,478 | 66957,453 | 201,073 | 8369,682 | 2,325 |
| н-бутилен | 0,525 | 1115,958 | 3,351 | 139,495 | 0,039 |
| i-бутан | 41,746 | 88798,337 | 266,662 | 11099,792 | 3,083 |
| н-бутан | 0,824 | 1753,648 | 5,266 | 219,206 | 0,061 |
| Бутадиен | 0,075 | 159,423 | 0,479 | 19,928 | 0,006 |
| Углеводороды С5 | 0,075 | 159,423 | 0,479 | 19,928 | 0,006 |
| Метанол | 25,003 | 53183,349 | 159,710 | 6647,919 | 1,847 |
| Вода | 0,049 | 103,306 | 0,310 | 12,913 | 0,004 |
| Итого | 100,000 | 212709,162 | 638,766 | 26588,645 | 7,386 |
| Расход | |||||
| МТБЭ | 47,013 | 100000,000 | 300,300 | 12500,000 | 3,472 |
| Непрореагировавший метанол | 7,907 | 16819,712 | 50,510 | 2102,464 | 0,584 |
| Непрореагировавший изобутилен | 1,259 | 2678,298 | 8,043 | 334,787 | 0,093 |
| ИИФ, в том числе | | | | | |
| Углеводороды С3 | 0,225 | 478,268 | 1,436 | 59,783 | 0,017 |
| н-бутилен | 0,525 | 1115,958 | 3,351 | 139,495 | 0,039 |
| i-бутан | 41,746 | 88798,337 | 266,662 | 11099,792 | 3,083 |
| н-бутан | 0,824 | 1753,648 | 5,266 | 219,206 | 0,061 |
| Бутадиен | 0,075 | 159,423 | 0,479 | 19,928 | 0,006 |
| Углеводороды С5 | 0,075 | 159,423 | 0,479 | 19,928 | 0,006 |
| Изооктилен | 0,151 | 321,396 | 0,965 | 40,174 | 0,011 |
| ТМК | 0,200 | 424,702 | 1,275 | 53,088 | 0,015 |
| Итого | 100,000 | 212709,162 | 638,766 | 26588,645 | 7,386 |
- 1 ... 10 11 12 13 14 15 16 17 18