Производство метанола
7. Расчет материального баланса ХТС.
Тадл. №1. Составы потоков.
Показатель |
Размерность |
Значение |
Обозначение |
Содерж. СО в циркул. газе |
Мольн. доли |
0,12 | |
Содерж. Н2 в циркул. газе |
Мольн. доли |
0,74 | |
Содерж. СН4 в цирк. газе |
Мольн. доли |
0,14 | |
Содерж СН4 в свежем газе |
Мольн. доли |
0,04 | |
Общая конверсия СО: |
Мольн. доли |
0,2 | |
- доля СО, преврат. в СН3ОН |
0,95 | ||
- доля СО, преврат. в (СН3)2О |
0,03 | ||
- доля СО, преврат. в С4Н9ОН |
0,02 | ||
Базис расчета |
т. СН3ОН |
1500 |
1.Структурная блок – схема.
Производство метанола основано на реакции:
СО + 2Н2 « СН3ОН +Q,
Одновременно протекают побочные реакции:
СО +3Н2 « СН4 +Н2О
2СО + 4Н2 « (СН3)2О +Н2О
4СО + 8Н2 « С4 Н9ОН + 3Н2О
Составляем уравнения материального баланса:
Табл. №2. Соответствие переменных потокам.
Поток |
Переменная |
Размерность |
Значение по расчету |
X1 |
моль |
234,375 | |
X2 |
Моль |
53,267 | |
X3 |
Моль |
1509,233 | |
X4 |
Моль |
1250 | |
X5 |
Моль |
133,168 | |
X6 |
моль |
53,267 |
Производим замену переменных и записываем линейные уравнения следующим образом:
1. X1 – X2 – 0.12X3 = 0
2. X4 – X5 – 0.74X3 = 0
3. X4 – 0.4X1 – 0.74X3 – 0.74X6 = 0
4. 0.8X1 – 0.12X3 – 0.12X6 = 0
5. 0.04X2 + 0.04X5 – 0.14X6 = 0
6. 6.4X1 = 1500
Матрица коэффициентов.
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
Свободныечлены |
1 |
-1 |
-0,12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-0,74 |
1 |
-1 |
0 |
0 |
-0,4 |
0 |
-0,74 |
1 |
0 |
-0,74 |
0 |
0,8 |
0 |
-0,12 |
0 |
0 |
-0,12 |
0 |
0 |
0,04 |
0 |
0 |
0,04 |
-0,14 |
0 |
6,4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1500 |
Табл. №3.
Материальный баланс химико-технологической системы производства метанола на 1500т метанола.
Приход |
масса |
%масс. |
Расход |
масса |
%масс. |
СО |
1491,476 |
0,792 |
СН3ОН(сырец) |
1500 | |
Н2 |
266,336 |
0,142 |
(СН3)2О |
32,347 |
0,017 |
СН4(инерт) |
124,3 |
0,066 |
С4Н9ОН |
17,344 |
0,009 |
Н2О |
25,31 |
0,014 | |||
СН3ОН(чист.) |
1425 |
0,759 | |||
Отдув. газы |
377,153 |
0,201 | |||
Всего |
1882,102 |
Всего |
1877,153 | ||
Невязка |
4,949 |