Балансовая математическая модель.

1) N12C2H4 = П*g011C2H4 + N31*(1-g31 инерт)

2) (N012Н2О+N41Н2О)/ N12C2H4 = QH2O

3) N12C2H4*(1-Х) = N31*(1-g31инерт) + N30*(1-g31инерт)

4) Х*МС2Н5ОН *N12C2Н5ОН*jС2Н5ОН =G401*g401C2Н5ОН

5) 0,5* N12C2H4*Х*j(С2Н5)2О *М(С2Н5)2О =G402(С2Н5)2О

6) N12C2H4*Х*jС2Н4О *МС2Н4О =G403

7) N012 H2O =G401*jС2Н5ОН / МС2Н5ОН + G401 (1 - jС2Н5ОН )/MH2O + G402 / М(С2Н5)2О + G403 / МС2H4O

8) П(1- g011С2Н4 )/MC2H6 + G403 / МС2H4O =N30*g31инерт

Соответствие переменных потокам:

Упорядочение переменных:

1) Х2 = 9000*0,98/28+Х1 (1-0,15)

2) (Х3+Х4 )/Х2=0,6

3) Х2(1-0,06)=Х1(1-0,15)+Х5(1-0,15)

4) 0,06*46*Х2*0,95=Х6*0,95

5) 0,5*0,06*0,03*74*Х2=Х7

6) 0,06*0,02*44*Х2=Х8

7) Х3=Х6*0,95/46+Х6(1-0,95)/18+Х7/74+Х8/44

8) 9000(1-0,98)/30+Х8/44=Х5*0,15

ИЛИ:

1) Х2=315+0,85Х1

2) Х3+Х4-0,6Х2=0

3) 0,64Х2=0,85Х1+0,85Х5

4) 2,74Х2=0,95Х6

5) 0,07Х2=Х7

6) 0,05Х2=Х8

7) Х3=0,023Х6+0,014Х7+0,023Х8

8) 6+0,023Х8=0,15Х5

Матрица:

Решив её получим

Х1= 595,12 Х5= 22,93

Х2= 820,85 Х6= 2367,52

Х3= 56,20 Х7= 57,46

Х4= 436,31 Х8= 41,04

Определение масс потоков:

1. Масса воды:G012 = N012* МН2О =56,20*18=1011,6(кг)

2. Масса эталона в ректификате: GректС2Н5ОН=G401*j402=2367,52*0,95=2249,14(кг)

3. Масса воды в ректификате:

GректН2О=G401 *Gрект С2Н5ОН=2367,52-2249,14=118,38(кг)

4. Вода рецикла: GрецН2О= N41* МН2О=436,31*18=17853,58(кг)

5. Рецикл этиленэтановой фракции: (кмоль)

6. Количество этана + этилена:N31-NC2H4O=595,12-0,93=594,19(кмоль)

7. Масса этилена в рециклеNC2H4=594,19*0,98=582,30(кмоль) GC2H4=582,30*28=16304,4(кг)

8. Масса этана в рецикле NC2H6=595,12*0,02=11,90(кмоль) GC2H6=11,90*30=357(кг)

9. Масса водорода в рецикле GH2=0,93*2=1,86(кг)

Для отдувки:

NН2=0,93 кмоль

Поток (этилен + этан): N30-NH2=22,93-0,93=22(кмоль)

Массы этилена, этана и водорода

NC2H4=22*0,98=21,56(кмоль) GC2H4=28*21,56=603,68(кг)

NC2H6=0,02*22=0,44(кмоль) GC2H6=30*0,44=13,2(кг)

GH2= NH2* МН2=0,93*2=1,86(кг)

Материальный баланс ХТС производства этанола

7.Расчет основных технологических показателей процесса: