Материальный баланс производства на 1000 кг метанола.
Приход |
масса |
%масс. |
Расход |
масса |
%масс. |
СО |
979,3 |
83,2 |
СН3ОН(рект) |
1000 |
84,96 |
Н2 |
159,131 |
13,52 |
(СН3)2О |
22,61 |
1,92 |
СН4(инерт) |
38,59 |
3,28 |
Н2О |
15,65 |
1,33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отдув. газы: |
137,78 |
11,71 |
|
|
|
-- CO |
62,84 |
5,34 |
|
|
|
-- H2 |
26,94 |
2,29 |
|
|
|
-- CH4 |
47,9 |
4,07 |
|
|
|
Невязка: |
0,984 |
0,08 |
Всего |
1177,021 |
100 |
Всего |
1177,021 |
100 |
Поточная диаграмма. Масштаб: 1 мм приблизительно соответствует
2200 кг вещества.
Масштаб для потока CH4 не соблюдается, т.к. его масса крайне мала.
Расчёт основных технологических показателей процесса
Расходные коэффициенты по сырью (по CO), т.к. водород в избытке:
Теоретический расходный коэффициент:
=GСО/GСН3ОН
=MСО/MСН3ОН
=28/32=0.875
Практический расходный коэффициент:
=GСО/GСН3ОН
=979,3/1000=0,9793
Конверсия CO:
xСО =20%(по условию).
Выход по основной реакции:
ŋ=(GСН3ОН/MCH3OH)/(GСO/MCO)= NСН3ОН/NСО*(ʋСН3ОН/ʋСО)=(1000/32,04)/(979,3/28,01)=31,21/34,96=0,8927
Селективность:
w =0,95
Т.к. степень превращения равна 100%.
Степень превращения:
XNH3 = 0,94 = 94% из условия
Выход продукта:
Суммарная реакция образования азотной кислоты выражается уравнением:
NH3 + 2O2 → HNO3 + H2O
ηHNO3(NH3) = (N30(HNO3) ∙ 1) / (N12(NH3) ∙ 1) = 87,29 / 93,99 = 0,9287 = 92,87%
Селективность образования целевого продукта:
φHNO3(NH3) = (N30(HNO3) ∙ 1) / (N12(NH3) – (N12(NH3) ∙ (1 - χ1))) ∙ 1 =
= (87,29 ∙ 1) / (93,99 – (93,99 ∙ (1 – 0,94))) ∙ 1 = 87,29 / (93,99 – 5,64) =
= 0,9880 = 98,80%
Расходные коэффициенты по сырью:
γстех.(NH3) = (M(NH3) ∙ 1) / (M(HNO3) ∙ 1) = 17,03 / 63,01 = 0,27
γпракт.(NH3) = γстех.(NH3) / ηHNO3(NH3) = 0,27 / 0,9287 = 0,29
Вывод
Полученные технологические показатели говорят об эффективности рассматриваемого ХТП. Высокие степени конверсии аммиака и кислорода воздуха, а так же высокие значения выхода целевого продукта по аммиаку и кислороду, говорят об экономичности установки и её теоретической выгодности. Такие значения параметров позволят сэкономить на аммиаке и электроэнергии, требуемой для подачи воздуха в систему. Показатели селективности образования целевого продукта свидетельствуют о том, что почти всё сырьё превращается в целевой продукт. Из этого следует, что количество побочных продуктов весьма мало по отношению к количеству целевого продукта, а это, в свою очередь, значит, что и расходы на очистку отходящих газов весьма малы.