1.Материально-потоковый граф движения продуктов переработки нефти

2. Расчетная часть

1. Найдем массу угля, поступающего на ТЭЦ, млн. т.

По условию мощность ТЭЦ составляет , а КПД ТЭЦ .

Найдем количество теплоты, получаемое при сжигании угля на ТЭЦ для получения необходимой мощности:

.

Массу угля, сжигаемого на ТЭЦ за год, определяем по уравнению, кг:

,

где - удельная теплота горения каменного угля, Дж/кг.

Перед этим переведем МВт в Дж:

1 кВт×ч = 3,6×10⁶ Дж, или 1 Вт×год = 3600×365×24 = 31,536×10⁶ Дж

Теперь находим массу угля:

Но это масса угля, прошедшего подготовку, т.е. осушенного, поэтому найднм исходную массу угля, учитывая, что в угле содержится 8 % золы:

(кг).

2. Определим количество коксовых печей и батарей.

Масса угля, поступаемого на переработку, определяется из уравнения, кг:

После подготовки угля к переработке, его масса составляет, кг:

Находим массу сухой шихты в одной печи, кг:

.

По условию, один цикл коксования составляет 15 часов. Найдем количество таких циклов за один год:

.

Найдем какое количество шихты может переработать одна печь за год, кг:

Определяем необходимое количество печей, шт.:

Определяем количество батарей, шт.:

3. Рассчитаем количество чугуна, выплавляемого с использованием полученного кокса.

Рассчитаем массу кокса, полученного из сухой шихты, кг:

где - выход кокса из сухой шихты, масс. %.

Тогда масса полученного чугуна равна, т:

,

где расход кокса на тонну чугуна, кг/т

4. Определяем массы продуктов, получаемых из сухой шихты, кг:

- КУС

;

- СБ

;

- NH₃

.

В КУС содержится, кг:

- нафталиновой фракции

;

- фенольной фракции

;

- поглотительной фракции

.

Масса фенолов в этих фракциях, кг:

- нафталиновой

;

- фенольной

Общая масса фенолов, кг:

.

Запишем реакцию между фенолом и гидроксидом натрия:

Молярные массы фенола и NaOH составляют 94 и 40 соответственно. Составим пропорцию:

94 г фенола реагируют с 40 г NaOH

фенола реагируют с Х кг NaOH,

откуда

Х = = 4,879×10⁶

По условию задачи:

4,879×10⁶ кг составляют 21 %

Y кг составляют 100 %,

откуда

Y = 23,234×10⁶ кг

Т.е. т

5. Запишем реакцию получения фенола из фенолята натрия:

Составляем пропорцию:

44 г СО₂ реагируют с 94 г фенола

Х кг СО₂ реагируют с фенола

Находим объем СО₂ ( ):

.

6. Находим массу бензола, полученного из СБ, кг:

.

7. Находим массу толуола, полученного из СБ, кг:

8. Запишем реакцию между аммиаком и серной кислотой:

.

Составляем пропорцию:

17 г NН₃ необходимо для получения 132 г (NH₄)₂SO₄

0,343×10⁸ кг NН₃ необходимо для получения Х кг (NH₄)₂SO₄

Масса полученного сульфата аммония, кг:

9. Объем ОКГ, получаемый при коксовании, равен, м³:

Объем водорода из ОКГ составляет, м³:

,

Объем толуола из ОКГ составляет, м³:

Реакция получения аммиака из водорода и азота:

Составляем пропорцию:

3 л Н₂ необходимо для получения 2 л NH₃

22×10⁸ м³ Н₂ необходимо для получения Х м³ NH₃

Тогда

10) Находим долю метана в ОКГ, %:

Объем метана составляет, м³:

Масса метана, отправленная на (с учетом конверсии):

- паровую конверсию, кг:

,

- парциальное окисление, кг:

где плотность метана, кг/м³_.

Находим массу синтез-газа после:

- паровой конверсии, т:

Составляем пропорцию:

16 г СН₄ необходимо для получения 28 г СО

373,92 т СН₂ необходимо для получения Х т СО

- парциального окисления, т:

Составляем пропорцию:

16 г СН₄ необходимо для получения 28 г СО

349,77 т СН₂ необходимо для получения Х т СО

Общая масса окиси углерода равна, т:

Синтез метанола осуществляется по реакции:

Составляем пропорцию:

28 г СО необходимо для получения 32 г СН₃ОН

1275,21 т СО необходимо для получения Х т СН₃ОН

ВЫВОД

В итоге хочется добавить, что коксохимия — важное звено всего народного хозяйства. Основ­ным потребителем кокса является доменное производство, где обычно используют крупный кусковой кокс («металлургический», или «домен­ный») размерами более 25 мм или более 40 мм. В литейном производ­стве используют только крупнокусковой кокс.

В цветной металлургии крупный кокс служит восстановителем и топливом при восстановлении свинцовых, оловянных и медных руд в шахтных печах. Разрыхление столба плавильных материалов кусками кокса играет здесь меньшую роль, чем в доменном процессе из-за меньших размеров печи. В производстве цинка применяют коксовую мелочь. Особый вид кокса, содержащий мало золы и серы, применяют при изготовлении электродов для ферросплавов и в алюминиевой про­мышленности.

Один из важнейших летучих продуктов коксования — коксовый газ — используют в качестве энергетического топлива (сжигание под котлами ТЭЦ, ПВС, ЦЭС), как технологическое топливо для марте­новских печей (наряду с природным газом), нагревательных колодцев и печей в прокатных цехах, а также в других целях.