Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова

Кафедра общей химической технологии

Чабан Н.Г.

Сборник заданий

курсовых работ по расчету материального баланса

химико-технологических систем.

( для студентов V курса факультета “ Мененджмент, экология и экономика” по специальности № 060800 “Экономика и организация производства”

Москва – 2008 г.

УДК 66.0

Сборник заданий курсовых работ по расчету материального баланса химико-технологических систем.

Учебно-методическое пособие. Автор: Чабан Н.Г. –М.: ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2008. - с.

Сборник заданий предназначен для студентов V курса факультета “Мененджмент, экология и экономика” по специальности №060800 “Экономика и организация производства” для выполнения курсовой работы по расчету материального баланса ХТС.

Утверждено Библиотечно-издательской комиссией МИТХТ им. М.В. Ломоносова в качестве учебно-методического пособия.

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова, 2008 г.

Материальный баланс химико-технологической системы.

Материальный баланс любой химико-технологической системы (ХТС) составляют на основании закона сохранения материи (массы), согласно которому массовое количество всех исходных веществ данного производственного цикла должно быть равно массовому количеству всех конечных продуктов, полупродуктов и отходов производства, т.е. количество вещества, входящего в систему, должно быть равно количеству вещества, выходящему из системы.

∑G ═ ∑G

При составлении уравнений материальных балансов ХТС считают, что система находится в стационарном состоянии (т.е. отсутствуют какие-либо накопления массы), а взаимодействие между элементами системы и окружающей средой происходит через определенное число материальных физических потоков. При этом существуют внешние и внутренние источники и стоки вещества.

Внешние источники вещества в ХТС соответствуют материальным физическим потокам, которые поступают в систему на переработку.

Внешние стоки вещества соответствуют материальным физическим потокам, образующемся в результате функционирования системы.

Внутренние источники и стоки отображают эффекты химических и физических превращений, происходящих внутри элементов системы.

Внутренний сток вещества соответствует количеству компонента, вступившего в химическую реакцию, а внутренний источник – количеству компонента, образовавшегося в результате химического превращения.

Любая ХТС может быть представлена триадой, представленной на рис.1.

31

012 012 23 301

1 2 3

011

302

1 – подсистема подготовки сырья,

3

2 - реакторная подсистема,

3 - подсистема выделения целевого продукта.

Каждая подсистема включает в себя целый ряд основных и вспомогательных элементов. Так, блок подготовки сырья может содержать смешение, нагрев, компремирование и т.д.

Реакционный блок представляет совокупность элементов, обслуживающих реакторную подсистему: теплообменники, колонна синтеза, компрессоры и т.п.

Блок выделения целевого продукта содержит элементы разделения продуктов, побочных веществ, отходов, не прореагировавшего сырья. Это могут быть ректификационные колонны, сепараторы и т.д.

Элементы, объединяемые в блок, связаны едиными материальными потоками.

В единый блок, как правило, объединяют те элементы, в которых не происходит изменения числа потоков. Несколько основных элементов или подсистем объединяют также в единый блок, если для расчета важен лишь суммарный результат процессов, протекающих в данной группе аппаратов.

Для обозначения потоков удобно использовать следующую индексацию. Блоки нумируются последовательно: 1, 2, 3 …, потоки обозначаются индексами i, j, где i – номер блока, из которого выходит поток, j – номер блока, в который поток входит. Окружающая среда принимается за нулевой блок. Вход из нее в i-ый блок будет обозначаться индексами 0i, а если входов несколько, то появляется третья составляющая индекса, отвечающая номеру потока: 0i1, 0i2 …

Масса вещества в потоке обозначается буквой G, объем V, число молей N. Например, G - это масса компонента k в потоке ij. Верхний индекс указывает компонент потока. Содержание компонента в потоке выражается долей от общего потока γ .

Результаты расчета материального баланса представляют в таблице, которая должна содержать информацию о материальных потоках системы в целом.

Введено			Получено
Статья приходах—хода	Масса, кг	%, масс.	Статья рас- хода	Масса, кг	%, масс.
Всего Всего		100 100	Всего		100

4

Промежуточные потоки не вносятся в таблицу.