МО

РБ

Учреждение образования

Полоцкий государственный университет

Кафедра ХТТ и УМ

Отчет по лабораторной работе №11

по дисциплине «Информационные технологии в отрасли»

тема лабораторной работы «Программа PRO II. Моделирование реакторов»

Выполнил:

Студент группы 11-ХТ Башун Алексей Александрович

2014 Содержание

МО 1

Содержание 2

Задание 1. Моделирование реактора конверсии 3

Задание 2. Моделирование равновесного реактора 5

Задание 3. Моделирование реактора Гиббса 8

Задание 4. Моделирование реактора идеального вытеснения 10

Приложение А. Результаты расчета реактора конверсии 12

Приложение Б. Результаты расчета равновесного реактора 30

Приложение В. Результаты расчета реактора Гиббса 49

Приложение Г. Результаты расчета реактора идеального вытеснения 67

Задание 1. Моделирование реактора конверсии

Исходные данные:

1) Расход метана 500 кмоль/ч;

2) Температура на входе в реактор 800;

3) Давление на входе в реактор 2200 кПа.

4) Моделируемые реакции:

Графическая модель расчета представлена на рисунке 1.

Рисунок 1– Модель реактора конверсии

Спецификация реактора:

1) Перепад температуры 50;

2) Перепад давления 100 кПа;

3) Степень конверсии метана 1.

Результаты расчета:

Материальный баланс реактора конверсии представлен в таблице 1.

Таблица 1– Материальный баланс реактора конверсии

---------------- KG-MOL/HR ---------------- PERCENT

COMPONENT FEED +REACTION -PRODUCT =DEVIATION DEV

--------------------- ---------- ---------- ---------- ---------- -------

1 H2 0.000 1999.444 1999.444 0.000 0.00

2 H2O 1100.000 -999.722 100.278 0.000 0.00

3 CO 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00

4 CO2 0.000 499.861 499.861 0.000 0.00

5 METHANE 500.000 -499.861 0.139 0.000 0.00

TOTAL 1600.000 999.722 2599.722 0.000 0.00

------------------ KG/HR ------------------ PERCENT

COMPONENT FEED +REACTION -PRODUCT =DEVIATION DEV

--------------------- ---------- ---------- ---------- ---------- -------

1 H2 0.00 4030.64 4030.64 0.00 0.00

2 H2O 19816.81 -18010.28 1806.53 0.00 0.00

3 CO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

4 CO2 0.00 21998.79 21998.79 0.00 0.00

5 METHANE 8021.38 -8019.15 2.23 0.00 0.00

TOTAL 27838.19 0.00 27838.19 0.00 0.00

1) Температура на выходе из реактора 750;

2) Давление на выходе из реактора 2100 кПа.

Подробный отчет по моделированию реактора конверсии представлен в приложении А.

Задание 2. Моделирование равновесного реактора

Исходные данные:

1) Расход компонентов сырья представлен в таблице 2.

Таблица 2– Расход сырья равновесного реактора

Компонент	Расход, кг/ч
Неопентан	6
Изопентан	450
Н-пентан	6320
2,2-диметилбутан	650
2,3-диметилбутан	510
2-метилпентан	2200
3-метилпентан	1300
Н-гексан	7200

2) Температура на входе в реактор 170;

3) Давление на входе в реактор 3100 кПа.

Моделируемые реакции и константы равновесия представлены в таблице 3.

Таблица 3– Модельные реакции в равновесном реакторе

Модельные реакции	Константа равновесия
	A	D
Н-гексан 2-метилпентан	7,0578	-0,0133
Н-гексан 3-метилпентан	2,1878	-0,0033
Н-гексан 2,2-диметилбутан	15,438	-0,0348
Н-гексан 2,3-диметилбутан	4,8835	-0,0105
Н-пентан изопентан	13,736	-0,0273
Н-пентан 2,2-диметилпропан	45,355	-0,1058

Графическая модель расчета представлена на рисунке 2.

Рисунок 2– Модель равновесного реактора

Спецификация реактора:

1) Тепловая нагрузка 0 кДж/ч;

2) Перепад давления 50 кПа.

Результаты расчета:

Материальный баланс равновесного реактора представлен в таблице 4.

Таблица 4– Материальный баланс равновесного реактора

---------------- KG-MOL/HR ---------------- PERCENT

COMPONENT FEED +REACTION -PRODUCT =DEVIATION DEV

--------------------- ---------- ---------- ---------- ---------- -------

1 22PR 0.083 1.074 1.157 0.000 0.00

2 IPENTANE 6.237 66.641 72.878 0.000 0.00

3 PENTANE 87.595 -67.715 19.880 0.000 0.00

4 22MB 7.543 4.627 12.169 0.000 0.00

5 23MB 5.918 14.464 20.382 0.000 0.00

6 2MP 25.529 24.539 50.068 0.000 0.00

7 3MP 15.085 21.478 36.563 0.000 0.00

8 HEXANE 83.549 -65.107 18.442 0.000 0.00

TOTAL 231.539 0.000 231.539 0.000 0.00

------------------ KG/HR ------------------ PERCENT

COMPONENT FEED +REACTION -PRODUCT =DEVIATION DEV

--------------------- ---------- ---------- ---------- ---------- -------

1 22PR 6.00 77.48 83.48 0.00 0.00

2 IPENTANE 450.00 4808.14 5258.14 0.00 0.00

3 PENTANE 6320.00 -4885.62 1434.38 0.00 0.00

4 22MB 650.00 398.70 1048.70 0.00 0.00

5 23MB 510.00 1246.48 1756.48 0.00 0.00

6 2MP 2200.00 2114.69 4314.69 0.00 0.00

7 3MP 1300.00 1850.89 3150.89 0.00 0.00

8 HEXANE 7200.00 -5610.76 1589.24 0.00 0.00

TOTAL 18636.00 0.00 18636.00 0.00 0.00

1) Температура на выходе из реактора 182,416;

2) Давление на выходе из реактора 3050 кПа;

3) Степень конверсии пентана 0,7730;

4) Степень конверсии гексана 0,7793.

При расчете равновесного реактора с измененной температурой сырьевого потока было установлено, что увеличение температуры смещает равновесие реакции изомеризации влево и происходит обратный процесс. Понижение температуры увеличивает степень разветвления молекул при изомеризации.

Подробный отчет по моделированию равновесного реактора представлен в приложении Б.