3.2 Расчет хтс

3.2.1 Параметры состояния входных потоков

3.2.2 Математическое описание элементов хтс.

А) Математическое описание сырьевого смесителя.

Температура потока, выходящего из смесителя, рассчитывается по уравнению:

Вектор Q включает массовые расходы компонентов потока:

G_{OE --} массовый расход оксида этилена;

G_H2O -- массовый расход воды;

G_EG -- массовый расход этиленгликоля;

G_DEG --массовый расход диэтиленгликоля;

G_{TEG --} массовый расход триэтиленгликоля;

G_{AA --} массовый расход ацетальдегида.

Математическая модель сырьевого смесителя.

Б) Математическое описание теплообменника

При прохождении через теплообменник расходы и составы потоков не меняются.

Температуры рассчитываются по формулам:

Математическая модель теплообменника.

В) Математическое описание реактора

Выходные переменные реактора связаны с входными следующими выражениями:

Математическая модель реактора

Г) Математическое описание сепаратора

В парожидкостном сепараторе поступающие с потоком Q7 оксид этилена и ацетальдегид полностью переходят в паровую фазу, диэтиленгликоль и триэтиленгликоль не испаряются и остаются в жидкой фазе.

Остальные компоненты распределяются между двумя фазами, их массовые расходы с жидкой фазой, выходящей из сепаратора, могут быть рассчитаны по формулам:

Расходы этих же компонентов с паровой фазой определяются из уравнений материального баланса.

Температуры потоков, покидающих сепаратор, одинаковы и задаются уравнением:

Математическая модель сепаратора

Д) Математическое описание выпарной установки.

В выпарную установку поступает водный раствор гликолей. Вода и этиленгликоль частично испаряются. Остаточное количество этих компонентов в упаренном растворе, выходящем с установки, можно рассчитать по формулам

q_вып = 8312 кВт – тепловая нагрузка выпарной установки.

Диэтиленгликоль и триэтиленгликоль в процессе выпарки не изменяют своего агрегатного состояния и целиком остаются в упаренном растворе.

Общие расходы выходных потоков, а также расходы компонентов, уходящих с паровой фазой, могут быть определены из уравнений материального баланса.

Температуры выходных потоков выпарной установки могут быть определены по уравнениям:

Математическая модель выпарной установки

Е) Математическое описание колонны отгонки воды.

Количество отгоняемой воды рассчитывается по формуле:

Гликоли с водой не отгоняются и количественно переходят в кубовый остаток колонны.

Температура верха колонны:

Температура низа колонны:

Математическая модель колонны отгонки воды

Ж) Математическое описание смесителя рециркулирующих водных потоков.

Общий и покомпонентные массовые расходы потока Q3 находятся по уравнениям материального баланса.

Температура потока Q3 определяется по уравнению:

Математическая модель колонны отгонки рециркулирующих водных потоков.

З) Математическое описание колонны отгонки этиленгликоля

В верхний погон колонны переходит вся вода, поступающая с питанием, а также бόльшая часть этиленгликоля, согласно уравнению:

Остаток этиленгликоля, а также высшие гликоли уходят с кубовым продуктом колонны.

Температура верха колонны равна 74,7ºС. Температура низа колонны определяется уравнением:

Математическая модель колонны отгонки этиленгликоля

И) Математическое описание колонны отгонки диэтиленгликоля.

В верхний погон колонны переходит весь этиленгликоль, поступающий с питанием, а также бόльшая часть диэтиленгликоля, согласно уравнению:

Остаток диэтиленгликоля, а также триэтиленгликоль выводятся с кубовым продуктом колонны.

Температура верха колонны равна 87,1ºС. Температура низа колонны составляет 152,4ºС.

Математическая модель колонны отгонки диэтиленгликоля.