- •«Математичне моделювання та оптимізація об’єктів в хімічній технології»
- •Склад курсової роботи
- •Реферат
- •Зміст роботи
- •Загальні складові про роботу
- •Термодінаміка реакцій, вибір основного режиму
- •Технологічна схема процесу
- •Опис технологічної схеми процесу
- •Результати розрахунку, їх аналіз
- •Математична модель хіміко-технологічної системи
- •Висновки
- •Література
- •Додаток 1 Оформлення титульного листа
- •Додаток 2 Оформлення завдання на курсову роботу
- •Додаток 3 Оформлення реферату
- •Додаток 4 Оформлення вступу
- •Додаток 5 Розрахунок матеріального балансу
- •Додаток 6 Розрахунок теплового балансу
- •Додаток 5 Розробка математичної моделі хтс
- •Додаток 7 Оформлення визначення параметрів рівняння математичного опису установки
- •Додаток 9 Оформлення літератури
- •Додаток 10 Умовні ознаки для розробки чертежу технологічної схеми виробництва
- •«Математичне моделювання та застосування еом в хімічній технології»
Додаток 6 Розрахунок теплового балансу
Р О З Р А Х У Н О К Т Е П Л О В О Г О Б А Л А Н С У
Рівняння теплового балансу
Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=Q6+Q7+Q8+Q9+Qпот
де Q1 - тепловий потік технічного ацетилену, кВт
Q2 - тепловий потік технічного ацетилену, який циркулює, кВт
Q3 - тепловий потік оцтової кислоти, кВт
Q4 - тепловий потік оцтової кислоти, яка повертається, кВт
Q5 - тепловий ефект реакції, кВт
Q6 - тепловий потік технічного вінілацетату, кВт
Q7 - тепловий потік інших речовин, кВт
Q8 - тепловий потік технічного ацетилену, який циркулює, кВт
Q9 - тепловий потік оцтової кислоти, яка повертається, кВт
Qпот – теплові втрати, кВт
Температура процесу, С 140
Температура, С:
вводу рециклу 60
виводу рециклу 140
Знаходимо теплоємності для кожної речовини
Сорг=a+b*T+c*T2
Снеорг=a+b*T+c/T2
Потік техничного ацетилену:
|
доля компоненту x |
a |
b*103 |
c'*10-5 / c*106 |
Ср, Дж/моль*К |
x*Ср, кДж/кг*К |
ацетилен |
0,984 |
26,44 |
66,65 |
-26,48 |
49,45 |
1,87 |
СО2 |
0,002 |
44,14 |
9,04 |
-8,54 |
42,87 |
0,0019 |
бутадиєн |
0,012 |
17,74 |
234,43 |
-84,73 |
100,11 |
0,02 |
вода |
0,002 |
30 |
10,71 |
0,33 |
34,62 |
0,0038 |
|
|
|
|
|
|
1,90 |
Q1=1310,12*1,9*(273+140)= 1027797,45 кДж/год
Потік техничного ацетилену, який циркулюється:
|
доля компоненту x |
a |
b*103 |
c'*10-5 / c*106 |
Ср, Дж/моль*К |
x*Ср, кДж/кг*К |
ацетилен |
0,72 |
26,44 |
66,65 |
-26,48 |
45,70 |
1,27 |
ацетальдегид |
0,0092 |
13 |
153,5 |
-53,7 |
58,16 |
0,0089 |
винилацетат |
0,090 |
|
|
|
205,02 |
0,21 |
СО2 |
0,046 |
44,14 |
9,04 |
-8,54 |
39,45 |
0,10 |
гомологи ацетилена |
0,007 |
13,05 |
175,31 |
-71,17 |
63,54 |
0,010 |
азот |
0,125 |
27,88 |
4,27 |
0 |
29,30 |
0,063 |
|
|
|
|
|
|
1,67 |
Q2=6156,16*1,67*(273+60)= 3418075,62 кДж/год
Потік оцтової кислоти, яка повертається:
|
доля компоненту x |
a |
b*103 |
c'*10-5 / c*106 |
Ср, Дж/моль*К |
x*Ср, кДж/кг*К |
уксусная кислота |
0,992 |
14,82 |
196,7 |
-77,7 |
71,71 |
1,19 |
кротоновый альдегид |
0,0020 |
|
|
|
179,92 |
0,0051 |
вода |
0,0060 |
30 |
10,71 |
0,33 |
33,86 |
0,011 |
|
|
|
|
|
|
1,20 |
Q3=2103,35*1,25*(273+60)= 841866,972 кДж/год
Потік технічної оцтової кислоти:
|
доля компоненту x |
a |
b*103 |
c'*10-5 / c*106 |
Ср, Дж/моль*К |
x*Ср, кДж/кг*К |
уксусная кислота |
0,994 |
14,82 |
196,7 |
-77,7 |
71,71 |
1,19 |
вода |
0,0060 |
30 |
10,71 |
0,33 |
33,86 |
0,011 |
|
|
|
|
|
|
1,20 |
Q4=3252,81*1,20*(273+60)= 1298956,60 кДж/год
Тепловий ефект реакції
|
dH298, кДж/моль |
Cp298, Дж/моль*К |
dHt, кДж/моль |
ацетилен |
226,75 |
43,93 |
231,80 |
уксусная кислота |
-434,84 |
66,5 |
-427,19 |
винилацетат |
29,83 |
205,02 |
53,41 |
реакція |
|
|
248,80 |
Q5=248,8/86*1000*1310,12= 3790191,98 кДж/год
Потік технічного віілацетату:
|
доля компоненту x |
a |
b*103 |
c'*10-5 / c*106 |
Ср, Дж/моль*К |
x*Ср, кДж/кг*К |
винилацетат |
0,97 |
|
|
|
205,02 |
2,31 |
ацетон |
0,00025 |
22,47 |
201,8 |
-63,5 |
82,63 |
0,00036 |
кротоновый альдегид |
0,0014 |
|
|
|
179,92 |
0,0035 |
этилидендиацетат |
0,00025 |
|
|
|
350,62 |
0,001 |
бензол |
0,000074 |
-21,09 |
400,12 |
-169,87 |
93,31 |
0,000089 |
ацетилен |
0,016 |
26,44 |
66,65 |
-26,48 |
45,70 |
0,027 |
ацетальдегид |
0,0067 |
13 |
153,5 |
-53,7 |
58,16 |
0,0088 |
уксусная кислота |
0,0069 |
14,82 |
196,7 |
-77,7 |
71,71 |
0,0083 |
метилацетилен |
0,00080 |
13,05 |
175,31 |
-71,17 |
63,54 |
0,0013 |
вода |
0,000076 |
30 |
10,71 |
0,33 |
33,86 |
0,00014 |
|
|
|
|
|
|
2,36 |
Q6=2649,86*2,36*(273+140)= 2580709,80 кДж/год
Потік інших речовин
|
доля компоненту x |
a |
b*103 |
c'*10-5 / c*106 |
Ср, Дж/моль*К |
x*Ср, кДж/кг*К |
ацетилен |
0,38 |
26,44 |
66,65 |
-26,48 |
49,45 |
0,72 |
СО2 |
0,0025 |
44,14 |
9, 04 |
-8,54 |
42,87 |
0,0025 |
бутадиен |
0,012 |
17,74 |
234,43 |
-84,73 |
100,11 |
0,022 |
уксусная кислота |
1,10 |
14,82 |
196,7 |
-77,7 |
82,80 |
1,52 |
вода |
0,0082 |
30 |
10,71 |
0,33 |
34,62 |
0,016 |
водород |
0,00020 |
27,28 |
3,26 |
0,5 |
28,92 |
0,0028 |
|
|
|
|
|
|
2,28 |
Q7=1968,69*2,28*(273+140)= 1856529,13 кДж/год
Потік техничного ацетилену, який циркулюється:
Q8=6156,16*1,67*(273+140)= 4239234,93 кДж/год
Потік оцтової кислоти, яка повертається:
Q9=2103,35*1,25*(273+140)= 1044117,30 кДж/год
Теплове втрачання
Q10=10376888,62**0,05= 518844,43 кДж/год
ПРИХІД |
кДж/год |
РОЗХІД |
кДж/год |
1. Потік техничного ацетилену |
1027797,45 |
1. Потік технічного віілацетату |
2580709,80 |
2. Потік техничного ацетилену, який циркулюється |
3418075,62 |
2. Потік інших речовин |
1856529,13 |
3. Потік оцтової кислоти, яка повертається |
841866,97 |
3. Потік техничного ацетилену, який циркулюється |
4239234,93 |
4. Потік технічної оцтової кислоти |
1298956,60 |
4. Потік оцтової кислоти, яка повертається |
1044117,30 |
5. Тепловий ефект реакції |
3790191,98 |
5. Теплове втрачання |
518844,43 |
ВСЬОГО |
10376888,62 |
ВСЬОГО |
10239435,59 |
|
|
отвод тепла |
137453,04 |