Результаты расчета ХТС - Анализ способов получения глиоксаля и технологических схем окисления одноатомных спиртов
Условия, при которых протекает процесс получения глиоксаля на серебряном катализаторе, сведены в таблице 2.2. Таблица 2.2 содержит следующие данные:
- - температура (оС); - мольный расход (кмоль/ч); - массовый расход (кг/ч); - мольная энтальпия (кДж/кмоль); - мольная энтропия (кДж/кмоль- оС); - теплосодержание (кДж/ч).
При взаимодействии этиленгликоля с кислородом образуется глиоксаль. Процесс реализуется при температуре 600 оС.
Физико-химические и теплофизические свойства исходных, промежуточных и готовых продуктов указаны в таблице 2.3. Получены следующие свойства потоков:
- - молекулярный вес (г/моль); - плотность (кг/м3); - энтальпия (кДж/кг); - энтропия (кДж/кг-оС); - теплоемкость (кДж/кг-оС); - теплопроводность (В/м-К); - вязкость (сПз); - кинематическая вязкость (сСт); - низшая теплота сгорания (кДж/кг); - теплота испарения (кДж/кг); - Ср/СV; - действительный объемный расход (м3/ч).
Материальный баланс сведен в таблицу 2.4. Для каждого потока указывается его состав, расход в кг/час и м3/час.
В результате получен водный раствор глиоксаля следующего состава:
Операция баланс BAL - 1 предназначена для выполнения различного рода тепловых и материальных балансов. Для операции должны быть заданы имена входных и выходных потоков. Баланс BAL - 1 имеет пять типов операций:
- - мольный; - массовый; - тепловой; - мольный и тепловой; - общий.
В технологической схеме производства глиоксаля на рисунке 2.4 использовалась следующая операция баланса - массовый баланс. Эта операция рассчитывает общий массовый баланс. Были заданы составы и расходы всех входящих и выходящих потоков, кроме потока 13 (на факел). Операция массовый баланс рассчитала неизвестный расход потока 13 (таблица 2.4).
На рисунке 2.4 поток 14 (газ в рецикл) возвращается на вход системы, для этого требуется операция рецикл RCY - 1. Рецикл RCY - 1 представляет собой теоретический блок, который вставляется в технологический поток. Поток 14, входящий в рецикл, называется рассчитываемым рецикловым потоком (он рассчитывается в технологической схеме), а поток 2, выходящий из рецикла, называется задаваемым рецикловым потоком, его значение определяется операцией рецикл RCY - 1. Процесс расчета рецикла состоит из нескольких шагов, которые были описаны выше.
Таблица 2.1 - Состав водного раствора глиоксаля
Наименование компонентов |
Кг/час |
% масс |
ЭГ |
0.99 |
0.81 |
Вода |
79.43 |
64.53 |
Глиоксаль |
42.66 |
34.66 |
Итого |
123.08 |
100.0 |
Таблица 2.2 - Условия технологической схемы парофазного окисления этиленгликоля в глиоксаль
№ и название потоков |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Очищенный Воздух |
Отработ. Газ |
Смесь |
Воздух |
ЭГ |
СВ Смесь |
Нагретая Смесь | |
Температура, оС |
25.0 |
25.0 |
25.0 |
25.0 |
25.0 |
14.63 |
200.0 |
Мольный расход, кмоль/ч |
4.148 |
7.910 |
12.06 |
12.06 |
3.581 |
15.64 |
15.64 |
Массовый расход, кг/ч |
119.7 |
225.7 |
345.3 |
345.3 |
100.0 |
445.3 |
445.3 |
Мольная энтальпия, кДж/кмоль |
-8.072 |
-1.273-104 |
-8355 |
-8355 |
-3.234-105 |
-8.049-104 |
-6.321-104 |
Мольная энтропия, кДж/кмоль-оС |
155.8 |
150.1 |
152.8 |
152.8 |
8.184 |
119.8 |
168.8 |
Теплосодержание, кДж/ч |
-33.46 |
-1.007-105 |
-1.007-105 |
-1.007-105 |
-1.158-106 |
-1.259-106 |
-9.885-105 |
Температура, оС |
600.0 |
600.0 |
137.5 |
25.0 |
25.0 |
25.0 |
25.0 |
Мольный расход, кмоль/ч |
16.46 |
- |
16.46 |
11.30 |
5.160 |
3.386 |
7.910 |
Массовый расход, кг/ч |
445.3 |
- |
445.3 |
322.3 |
123.1 |
96.60 |
225.7 |
Мольная энтальпия, кДж/кмоль |
-6.309-104 |
-6.309-104 |
-7.952-104 |
-1.272-104 |
-2.797-105 |
-1.272-104 |
-1.272-104 |
Мольная энтропия, кДж/кмоль-оС |
202.1 |
202.1 |
175.5 |
150.1 |
62.06 |
150.1 |
150.1 |
Теплосодержание, кДж/ч |
-1.038-106 |
- |
-1.308-106 |
-1.436-105 |
-1.443-106 |
-4.305-104 |
-1.006-105 |
Таблица 2.3 - Свойства потоков технологической схемы парофазного окисления этиленгликоля в глиоксаль
№ и название потоков |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Очищенный Воздух |
Отработан. Газ |
Смесь |
Воздух |
ЭГ |
СВ смесь |
Нагретая Смесь | |
Молекулярный вес, г/моль |
28.85 |
28.53 |
28.64 |
28.64 |
27.93 |
28.48 |
28.48 |
Плотность, кг/м3 |
1.164 |
1.152 |
1.156 |
1.156 |
1069 |
1.524 |
0.7244 |
Энтальпия, кДж/кг |
-0.2796 |
-446.3 |
-291.7 |
-291.7 |
-1.158-104 |
-2827 |
-2220 |
Энтропия, кДж/кг-оС |
5.401 |
5.263 |
5.337 |
5.337 |
0.2931 |
4.208 |
5.928 |
Теплоемкость, кДж/кг- оС |
1.013 |
1.034 |
1.027 |
1.027 |
3.421 |
1.542 |
1.297 |
Теплопроводность, В/м-К |
2.594 -10-2 |
2.548 -10-2 |
2.564 -10-2 |
2.564 -10-2 |
0.5228 |
- |
3.597 -10-2 |
Вязкость, сПз |
1.883 -10-2 |
1.830 -10-2 |
1.848 -10-2 |
1.848 -10-2 |
2.791 |
- |
2.290 -10-2 |
Кинематическая вязкость, сСт |
16.17 |
15.89 |
15.99 |
15.99 |
2.612 |
- |
31.61 |
Низшая теплота сгорания, кДж/кг |
- |
- |
- |
- |
1.335 -104 |
2998 |
2998 |
Теплота испарения, кДж/кг |
206.1 |
280.9 |
273.6 |
273.6 |
1693 |
1009 |
1009 |
Ср/СV |
1.401 |
1.396 |
1.397 |
1.397 |
1.117 |
1.175 |
1.292 |
Действ. об. расход, м3/ч |
102.8 |
196.0 |
298.7 |
298.7 |
9.359 -10-2 |
292.3 |
614.8 |
Молекулярный вес, г/моль |
27.06 |
27.06 |
27.06 |
28.53 |
23.85 |
28.53 |
28.53 |
Плотность, кг/м3 |
0.3727 |
0.3727 |
0.7938 |
1.152 |
1047 |
1.152 |
1.152 |
Энтальпия, кДж/кг |
-2331 |
-2331 |
-2938 |
-445.7 |
-1.173-104 |
-445.7 |
-445.7 |
Энтропия, кДж/кг-оС |
7.467 |
7.467 |
6.485 |
5.263 |
2.602 |
5.263 |
5.263 |
Теплоемкость, кДж/кг- оС |
1.397 |
1.397 |
1.222 |
1.034 |
3.336 |
1.034 |
1.034 |
Теплопроводность, В/м-К |
6.241 -10-2 |
8.853 -10-2 |
3.075 -10-2 |
2.548 -10-2 |
0.4160 |
2.548 -10-2 |
2.548 -10-2 |
Вязкость, сПз |
3.424 -10-2 |
3.310 -10-3 |
1.901 -10-2 |
1.830 -10-2 |
1.564 |
1.830 -10-2 |
1.830 -10-2 |
Кинематическая вязкость, сСт |
91.85 |
8.881 |
23.94 |
15.89 |
1.494 |
15.89 |
15.89 |
Низшая теплота сгорания, кДж/кг |
1351 |
1351 |
1351 |
- |
4890 |
- |
- |
Теплота испарения, кДж/кг |
1098 |
1098 |
1098 |
280.8 |
1804 |
280.8 |
280.8 |
Ср/СV |
1.282 |
1.282 |
1.340 |
1.396 |
1.190 |
1.396 |
1.396 |
Действ. об. расход, м3/ч |
1195 |
- |
561.0 |
279.9 |
0.1176 |
83.89 |
196.0 |
Таблица 2.4 - Материальный баланс технологической схемы парофазного окисления этиленгликоля в глиоксаль
Наименование Компонентов |
Поток № 1 - Очищенный воздух |
Поток № 2 - Отработанный газ | ||||||
Кг/час |
% масс. |
М3/час |
% об. |
Кг/час |
% масс. |
М3/час |
% об. | |
ЭГ |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Азот |
91.80 |
76.71 |
0.114 |
82.29 |
214.42 |
95.02 |
0.266 |
95.12 |
Кислород |
27.88 |
23.29 |
0.024 |
17.71 |
- |
- |
- |
- |
Вода |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Глиоксаль |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
СО2 |
- |
- |
- |
- |
11.25 |
4.98 |
0.014 |
4.88 |
Итого |
119.68 |
100.0 |
0.138 |
100.0 |
225.67 |
100.0 |
0.280 |
100.0 |
Наименование Компонентов |
Поток № 4 - Воздух |
Поток № 5- Этиленгликоль | ||||||
Кг/час |
% масс. |
М3/час |
% об. |
Кг/час |
% масс. |
М3/час |
% об. | |
ЭГ |
- |
- |
- |
- |
50.0 |
50.0 |
0.045 |
47.33 |
Азот |
306.22 |
88.67 |
0.380 |
90.88 |
- |
- |
- |
- |
Кислород |
27.88 |
8.07 |
0.025 |
5.86 |
- |
- |
- |
- |
Вода |
- |
- |
- |
- |
50.0 |
50.0 |
0.050 |
52.67 |
Глиоксаль |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
СО2 |
11.25 |
3.26 |
0.014 |
3.26 |
- |
- |
- |
- |
Итого |
345.35 |
100.0 |
0.418 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
0.095 |
100.0 |
Наименование Компонентов |
Поток № 7 - Нагретая смесь |
Поток № 8 - Контактный газ | ||||||
Кг/час |
% масс. |
М3/час |
% об. |
Кг/час |
% масс. |
М3/час |
% об. | |
ЭГ |
50.0 |
11.23 |
0.045 |
8.78 |
0.99 |
0.22 |
0.001 |
0.17 |
Азот |
306.22 |
68.76 |
0.380 |
74.03 |
306.22 |
68.76 |
0.380 |
73.47 |
Кислород |
27.88 |
6.26 |
0.024 |
4.78 |
- |
- |
- |
- |
Вода |
50.0 |
11.23 |
0.05 |
9.77 |
79.43 |
17.83 |
0.080 |
15.40 |
Глиоксаль |
- |
- |
- |
- |
42.66 |
9.58 |
0.037 |
7.20 |
СО2 |
11.25 |
2.53 |
0.014 |
2.66 |
16.04 |
3.60 |
0.019 |
3.76 |
Итого |
445.35 |
100.0 |
0.513 |
100.0 |
445.34 |
100.0 |
0.517 |
100.0 |
Наименование Компонентов |
Поток № 12 - Глиоксаль |
Поток № 13 - На факел | ||||||
Кг/час |
% масс. |
М3/час |
% об. |
Кг/час |
% масс. |
М3/час |
% об. | |
ЭГ |
0.99 |
0.81 |
0.001 |
0.76 |
- |
- |
- |
- |
Азот |
- |
- |
- |
- |
91.79 |
95.02 |
0.114 |
95.13 |
Кислород |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Вода |
79.43 |
64.53 |
0.08 |
67.62 |
- |
- |
- |
- |
Глиоксаль |
42.66 |
34.66 |
0.037 |
31.62 |
- |
- |
- |
- |
СО2 |
- |
- |
- |
- |
4.81 |
4.98 |
0.006 |
4.87 |
Итого |
123.08 |
100.0 |
0.118 |
100.0 |
96.60 |
100.0 |
0.120 |
100.0 |
Похожие статьи
-
Анализ моделирования ХТС Высокая реакционная способность этиленгликоля и, особенно, продуктов его превращения, многообразие влияющих на процесс внешних...
-
Элементы технологических схем производства формальдегида на оксидном катализаторе (рисунок 1.3 и 2.2) не совпадают, поскольку программная система Hysys...
-
Hysys - это интегрированная система, позволяющая рассчитывать как стационарные, так и динамические режимы работы, причем для моделирования стационарного...
-
Основной производственный метод получения формальдегида во всем мире уже много лет - каталитическое взаимодействие метанола с кислородом воздуха. В 20-х...
-
Моделирование ХТС производства формальдегида на пакете HYSYS Процесс парофазного окисления этиленгликоля в глиоксаль на серебряных катализаторах является...
-
Общие сведения о глиоксале Глиоксаль (этандиал, диформиль, щавелевый альдегид) -- простейший диальдегид. Несмотря на простое строение и химический состав...
-
Можно выделить и сопоставить преимущества и недостатки обоих методов (таблица 1.10) [17, стр. 65 - 66] . Применение технологии с оксидным катализатором...
-
Первое пробное исследование по получению формальдегида из метанола в присутствии смеси оксидов железа и молибдена проведено в начале 30-х годов [17, стр....
-
Запатентован способ получения глиоксаля окислением этиленгликоля в жидкой фазе при обработке кислородом или кислородсодержащим газом. Окисление проводят...
-
В России процесс окисления этиленгликоля с получением глиоксаля в промышленных масштабах не реализован, что обусловлено отсутствием соответствующих...
-
Нysys Эта программа предназначена для технологических расчетов. С помощью программы Hysys можно разрабатывать адекватные стационарные и динамические...
-
В промышленности синтез глиоксаля окислением этиленгликоля протекает в адиабатических условиях, оптимальный температурный режим процесса зависит от...
-
Термодинамика процесса В процессах парофазного каталитического окисления моноатомных спиртов и этиленгликоля возможна реализация следующих превращений...
-
Введение - Анализ способов получения глиоксаля и технологических схем окисления одноатомных спиртов
Синтез альдегидов и кетонов парофазным каталитическим окислением спиртов осуществляется во всех промышленно-развитых странах. Таким путем получают...
-
Существуют разработки метода синтеза глиоксаля озонированием бензола эквивалентным количеством озона с дальнейшим гидрированием получаемых продуктов для...
-
Метод жидкофазного окисления ацетальдегида азотной кислотой является одним из промышленных способов получения глиоксаля. Суммарное уравнение реакции...
-
Каталитическое окисление органических соединений является ведущим методом получения ценных продуктов химической и нефтехимической промышленности. Этим...
-
Материальный баланс отделения пиролиза представлен в таблице 4.3. Таблица 4.3 - Материальный баланс отделения пиролиза Приход Расход Компонент % масс....
-
Исходные данные Суммарная производительность по олефинам (этилен + пропилен), т/час 7,882 Сырье бутан технический Состав сырья, % об. Пропан 15,8 Бутан...
-
Данные для расчета: Основная реакция: (1) Побочные реакции: Рабочий объем катализатора - 24 м3. Расход оксида углерода и метанола на побочные продукты с...
-
Воздух H2O H2O Сера SO2 SO2 SO3 H2SO4 Сера Пар Газы Серная печь, 2- котел-утилизатор, 3- контактный аппарат, 4- абсорбер РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА....
-
Качественные методы анализа - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Рециркуляционных реакционно-ректификационных процессов. При анализе сложных ХТС, характеризующихся большим числом параметров и переменных необходимо...
-
Принципиальная схема установки риформинга (см. рис.1) включает 4 блока: Блок гидроочистки сырья - бензиновых фракций (до содержания серы не более 1...
-
Расчет выпарного аппарата 3.1.1. Материальный баланс процесса выпаривания. Основные уравнения материального баланса: (1) (2) Где - массовые расходы...
-
Установленная мощность котельной Определяем установленную мощность котельной с паровыми котлами, МВт: (1) Где - номинальная паропроизводительность...
-
Этот способ концентрирования обеспечивает получение чистой концентрированной азотной кислоты без вредных выбросов в атмосферу. Однако у него есть ряд...
-
Свойства, получение и применение компонентов разделяемой смеси Анизол C7H8O / С6Н5ОСН3 Молекулярная масса: 108.1 Температура кипения: 155°C Температура...
-
В настоящее время производственные методы получения формальдегида большим разнообразием не отличаются. Так, в реакциях восстановления СО и СО2 Водой...
-
Метиловый спирт [30] - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Молекулярная формула CH3OH Молярная масса 32,04 г/моль Внешний вид бесцветная жидкость Свойства Плотность и агрегатное состояние 791,8 кг/м?,...
-
Газов в гомологическом ряду нет. Это жидкости. Начиная с С12Н25ОН до С20Н41ОН - маслообразные и с С21Н43ОН -- твердые вещества. Ткип СН3ОН=65 °С, Ткип...
-
1. Спирты реагируют со щелочными металлами (Na, K и т. д.) с образованием алкоголятов: 2R--OH + 2Na 2R--ONa + H2 Реакция протекает не так бурно, как при...
-
Спиртами называются производные углеводородов, представляющие собой продукты замещения атома (атомов) водорода в углеводородной молекуле гидроксильной...
-
Целью расчета насадочных абсорберов является определение диаметра (сечения) аппарата; определение высоты насадки (а также нахождение высоты аппарата);...
-
Описание технологического процесса Процесс каталитического риформинга осуществляют при сравнительно высокой температуре и среднем давлении, в среде...
-
О-КРЕЗОЛ - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
C7H8O/CH3C6H4OH Молекулярная масса: 108.2 Температура кипения: 191°C Температура плавления: 31°C Относительная плотность (вода = 1): 1.05 Растворимость в...
-
Таблица 2 - Структура сырья в производстве метанола, %. Сырье В мире Беларусь и Россия Природный газ 73,8 70,7 Нефть и нефтепродукты 24,4 4,0 Отходы...
-
В химической и смежной с ней отраслях промышленности жидкие смеси, онцентрирование которых осуществляется выпариванием, отличаются большим разнообразием...
-
Экспериментальная установка В работе используется прибор для текстурных измерений "Термосорб" серии М, фирмы "КАТАКОН" Серийный №017 Дата выпуска...
-
Расчетно-аналитическая часть - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Для того чтобы определить в какую сторону направлены реакции, которые протекают в процессе, рассчитаем термодинамику процесса. Расчет термодинамики...
-
Особенности обработки Погрешность данного метода вызвана: длительностью вспышки (0.5мкс), временем срабатывания анализатора (0.7мкс) и шириной канала...
Результаты расчета ХТС - Анализ способов получения глиоксаля и технологических схем окисления одноатомных спиртов