Производство уксусной кислоты
Определяют молярный поток отдувочных газов из сепаратора С1:
35,255*98,5/68,8=50,474 кмоль/ч,
где 98,5 — степень отдувки оксида углерода, %;
68,8 — объемная доля оксида углерода в отдувочных газах из сепаратора С1, %.
Состав отдувочных газов сепаратора С1 (поток 7) Таблица 6
|
φi,% |
nτ, кмоль/ч |
mτ, кг/ч | |
|
H2 |
12,0 |
6,057 |
12,1 |
|
N2 |
9,7 |
4,896 |
137,1 |
|
CO |
68,8 |
34,726 |
972,3 |
|
CO2 |
4,9 |
2,473 |
108,8 |
|
CH3I |
4,1 |
2,069 |
293,8 |
|
CH3COOH |
0,1 |
0,050 |
3,0 |
|
CH3COOCH3 |
0,1 |
0,050 |
3,7 |
|
H2O |
0,3 |
0,151 |
2,7 |
|
Сумма |
100,0 |
50,474 |
1533,5 |
Учитывая составы потоков 5 и 7, рассчитывают состав жидкой фазы сепаратора С1 (поток 10), mτ,кг/ч:
H2 - 0,1 ;N2- 0,6; СО - 14,8;С02 - 30,3;СН3I -4030,5;CH3COOH – 784,1; СН3СООСН3-91,6; Н2О - 408,4; что в сумме составляет 5360,4 кг/ч.
В реактор подают:
7587,7 кг/ч метанола (поток 2), 8040,312 кг/ч технического оксида углерода (поток 1), 25562,2 кг/ч дистиллята (поток 3). Всего поступает в реактор 41190,212 кг/ч.
Уходит из сепаратора С1: 1533,5 кг/ч отдувочного газа (поток 7), 41190,212—1533,5=39656,712 кг/ч жидкой фазы.
Время пребывания веществ в реакторе составляет 15— 18 мин, следовательно, количество жидкой фазы, отбираемой из реактора с целью обеспечения максимальной степени конверсии метанола (с растворенными в ней газами), составляет:
39656,712*60/18=132189,04 кг/ч.
Учитывая количество газов в реакционной массе и в отдувочных газах сепаратора С1 (поток 7), рассчитывают количество газов, растворенных в жидкой фазе, mτ, кг/ч:
Н2- 1,896; N2 -25,216; СО-136,8; СО2 – 87,8; что в сумме составляет – 251,712 кг/ч
Отбирают из реактора жидкой фазы:
132189,04 – 251,712=131937,328 кг/ч
Рассчитывают состав жидкой фазы из реактора (поток 6) Таблица 7
|
CH3I |
CH3COOH |
CH3C00CH3 |
C2H5COOH |
H20 |
HI |
Сумма | |
|
wi,% |
9,7 |
70,0 |
0,9 |
0,1 |
16,3 |
3,0 |
100,0 |
|
mτ,кг/ч |
12797,9 |
92356,1 |
1187,4 |
131,9 |
21505,8 |
3958,1 |
131937,328 |
В сепаратор С2 подают также кубовые остатки (поток 4) в количестве 944,4 кг/ч. Жидкую фазу из реактора дросселируют и разделяют в сепараторе С2. В отдувочные газы на выходе из сепаратора переходит 251,712 кг/ч всех растворенных газов, 17,9 кг/ч иодоводорода из кубовых остатков (см. состав потока 4), 15,1 кг/ч прошюповой кислоты (см. состав реакционной массы), что в сумме составляет 284,712 кг/ч.
Учитывая состав реакционной массы и отдувочных газов сепаратора С1(поток 7),рассчитывают количество остальных компонентов отдувочных газов (поток 9),mτ,кг/ч:
Н2-1,896;N2 - 25,216; СО - 136,8; СО2 – 87,8; СН3I – 12206,1;
СH3СООН – 20776,9; СН3СООСН3 – 1018,8; С2Н5СООН – 15,1;Н20 – 6314,5; HI - 17,9;что в сумме составляет 40601,012 кг/ч.
Учитывая составы потоков 4, 6 и 9, рассчитывают состав жидкой фазы сепаратора С2 (поток 8) кг/ч:
CH3I – 591,8; СН3СООН – 72432,0; СН3СООСН3 – 168,6; С2Н5СООН – 117,7; Н2О - 15264,0; НI - 3958,1; что в сумме составляет 92532,2 кг/ч.
Материальный баланс реактора Таблица 8
|
Входит |
кг/ч |
кг/с |
% |
Выходит |
кг/ч |
кг/с |
% |
|
Метанол |
Отдувочные газы: | ||||||
|
CH3OH |
7587,7 |
99,9 |
H2 |
12,2 |
0,19 | ||
|
H2O |
7,6 |
0,1 |
N2 |
137,7 |
2,12 | ||
|
Итого… |
7595,3 |
2,110 |
100,0 |
CO |
987,1 |
15,23 | |
|
Техн.оксид углерода |
CO2 |
139,1 |
2,15 | ||||
|
CO |
7872,2 |
97,91 |
CH3I |
4324,3 |
66,70 | ||
|
H2 |
5,796 |
0,07 |
CH3COOH |
787,1 |
12,14 | ||
|
N2 |
162,316 |
2,02 |
CH3COOCH3 |
95,3 |
1,47 | ||
|
Итого… |
8040,312 |
2,233 |
100,0 |
H2O |
411,1 |
См.* | |
|
Дистиллят: |
Итого… |
6893,9 |
1,915 |
100,00 | |||
|
CH3I |
12499,9 |
48,9 |
Жидкая фаза: | ||||
|
CH3COOH |
5725,9 |
22,4 |
H2 |
1,896 |
- | ||
|
CH3COOCH3 |
1022,5 |
4,0 |
N2 |
25,216 |
0,02 | ||
|
H2O |
613,9 |
24,7 |
CO |
136,8 |
0,10 | ||
|
Итого… |
25562,2 |
7,101 |
100,0 |
CO2 |
87,8 |
0,07 | |
|
Ж.ф. из сепаратора С1: |
CH3I |
12797,9 |
9,68 | ||||
|
N2 |
0,6 |
- |
CH3COOH |
92356,1 |
69,87 | ||
|
CO |
14,8 |
0,28 |
CH3COOCH3 |
1187,4 |
0,90 | ||
|
CO2 |
30,3 |
0,57 |
C2H5COOH |
131,9 |
0,10 | ||
|
CH3I |
4030,5 |
75,19 |
H2O |
21505,8 |
16,27 | ||
|
CH3COOH |
784,1 |
14,63 |
HI |
3958,1 |
2,99 | ||
|
CH3COOCH3 |
91,6 |
1,71 |
Итого… |
132189,04 |
34,721 |
100,00 | |
|
H2O |
408,4 |
7,62 | |||||
|
Итого… |
5360,4 |
1,489 |
100,00 | ||||
|
Ж.ф. из сепаратора С2: | |||||||
|
CH3I |
591,8 |
0,64 | |||||
|
CH3COOH |
72432,0 |
78,28 | |||||
|
CH3COOCH3 |
168,6 |
0,18 | |||||
|
C2H5COOH |
117,7 |
0,13 | |||||
|
H2O |
15264,0 |
16,49 | |||||
|
HI |
3958,1 |
4,28 | |||||
|
Итого… |
92532,2 |
25,703 |
100,00 | ||||
|
Всего… |
139090,412 |
36,636 |
- |
Всего… |
139090,412 |
36,636 |
