Тепловой расчет основного аппарата

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Цель расчета: Определение количества теплоты, отводимой охлаждающей водой.

Схема тепловых потоков хлоратора

Q_{этилена}

РТ

Q_пр.р.

Q_хлора РТРТ Q_пот.

Q_р1 Q_воды

Рисунок 3.2 – Тепловые потоки

Уравнение теплового баланса

Q_{этилена}+Q_хлора+Q_Р1=Q_ДХЭ+Q_абгазы+Q_пот,

где Q_{этилена}– тепло приходящее в реактор с этиленом;

Q_хлора– тепло приходящее с хлором;

Q_Р1 – тепло приходящее по реакции 1;

Q_ДХЭ– тепло уходящее с 1,2-дихлорэтаном;

Q_абгазы – тепло уходящее с абгазами;

Q_пот. – тепло уходящее с потерями.

Исходные данные:

Температура этилена на входе в реактор, t, К 298

Температура хлора на входе в реактор,t, К 298

Температура 1,2-дихлорэтана на выходе из реактор, t, К 328

Температура абгазов на выходе из реактор,t 328

Массовый расход этилена,G, кг/с 2,11

Массовый расход хлора,G, кг/с 4,52

Массовый расход 1,2-дихлорэтана,G, кг/с 5,81

Массовый расход абгазов G, кг/с 0,76

Удельная теплоемкость этилена, с, Дж/кг∙К 1555,9

Удельная теплоемкость хлора, с, Дж/кг∙К 470,28

Удельная теплоемкость хлора, с, Дж/кг∙К 498,51

Удельная теплоемкость абгазов, с, Дж/кг∙К 579,9

Хлор, ˚С (К)	25 (298)
Этилен, ˚С (К)	25 (298)
Реакции, ˚С (К)	55 (328)

Температура

Таблица 3.8 – Средние молярные теплоемкости при температуре 100˚С.

Компоненты	а	в·10³	с·10⁶ с΄·10^-5	Молярная теплоемкость, С˚_р		ω%	С_уд(С˚_р·W/100)
Наименова- ние	спр.	спр.	спр.	Дж/моль	Дж/кг∙К	Масс.	Дж/кг∙К
Этиленовая фракция, в том числе
Этилен Этан	11,32 5,75	122,01 175,11	-37,9 -57,85	47,26 56,97	1687,86 2191,15	99,9 0,1	1686,17 2,19
Всего						100,00	1688,36
Технический хлор, в том числе
Хлор Азот Кислород Водород	37,03 27,88 31,46 27,28	0,67 4,27 3,39 3,26	-2,85 - 3,77 0,5	34,02 27,88 28,22 28,81	479,15 995,72 881,88 14405	93,84 4,87 1,28 0,012	449,63 48,49 11,29 1,73
Всего						100,00	511,14
Дихлорэтан - сырец, в том числе
Дихлорэтан Трихлорэтан Хлористый водород	- - -	- - -	- - -	27,63 29,21 33,95	279,09 218,8 930,14	99,89 0,01 0,1	278,78 218,8 0,93
Всего						100,00	498,51
Азот Кислород Водород Дихлорэтан Этилен Этан Хлористый водород	27,88 31,46 27,28 - 5,75 11,32	4,27 3,39 3,26 - 175,11 122,01	- -3,77 0,5 - 57,85 37,9	29,28 28,98 28,81 27,63 56,97 47,26 93,95	1045,71 905,63 14405 279,09 2191,15 1687,86 930,14	28,82 7,57 0,06 38,62 0,28 61,11 0,76	301,37 68,56 8,64 107,78 6,14 1031,45 7,07
Всего						100,00	1531,01

Расчет атомной теплоемкости W_CL,определяли согласно /2,с.23/ по формуле

(3.8)

где М_с- молярная масса углерода,кг/с;

М_дхэ- молярная масса дихлорэтана, кг/с.

Молярную теплоемкость кислорода С⁰_р, Дж/моль∙К, определяли согласно /2, с.23/ по формуле

(3.9)

где С˚р – молярная теплоемкость при постоянном давлении,

Дж/моль·К;

а, в, с΄– коэффициенты общего уравнения С˚р=(Т);

Т – температура, К.

Тепловые потоки поступающего сырья и продуктов реакции Q, кВт, определяли согласно /2, с.22/ по формуле

(3.10)

где Q – тепловой поток, Вт;

m_r – массовый расход, кг/с;

t – температура потока ,˚С;

с – удельная теплоемкость, Дж/(кг·К) или Дж/(м³·К).

Изменение энтальпии реакции по энтальпиям образования ∆Н⁰₂₉₈, кДж/моль, определяли согласно /2, с.26/ по формуле

(3.11)

/11,с.267/

/11,с.265/

Теплота реакции имеет обратный знак:

Теплоту экзотермической реакции Q, кВт, определяли согласно /2,с.36/ по формуле

(3.12)

где Q – теплота экзотермических и эндотермических реакций, кВт;

q_m – теплота химической реакции, кДж/моль;

n_r – количество вещества, вступившего в реакцию, кмоль/с.

Общий приход тепла.

Q_прих=Q_реак+Q₁+Q₂,

где Q_прих – общий приход тепла;

Q₁ – тепловой поток технического этилена;

Q₂ – тепловой поток технического хлора.

Q_прих= 9100+1061,61+688,49 = 10850,1 кВт

Потери тепла в окружающую среду принимаем равными – 5% от общего прихода тепла.

Q_потерь= 10850,1·0,05=542,51 кВт

Количество тепла, отводимое из реактора дихлорэтаном Q, кВт, определяли согласно /2,с.76/ по формуле

Q_отв. = Q_{прих –} Q_потерь- Q_{прод.реак}

Q_отв.= 10850,1 – 542,51 – 1331,65 = 8975,94 кВт

Таблица 3.9 – Сводная таблица теплового баланса.

Приход			Расход
Наименование	кВт	%	Наименование	кВт	%
Тепло приходящее с этиленом	1061,61	9,78	Тепло уходящее с продуктами реакции	1331,65	12,27
Тепло приходящее с хлором	688,49	6,35	Тепло уходящее с	542,51	5,00
Тепло экзотермической реакции 1	9100	83,87	Тепло, снимаемое в холодильнике	8975,94	82,73
Итого	10850,1	100,00	Итого	10850,1	100,00

Количество дихлорэтана, циркулирующее в холодильнике G, кг/ч, определяли согласно /5,с.71/по формуле

(3.13)

где G – количество дихлорэтана – сырца, кг/ч;

Q – тепло, снимаемое в выносном холодильнике, кВт;

С – теплоемкость ДХЭ – сырца, кДж/кг∙К;

tн, tк – начальная и конечная температура ДХЭ – сырца.

-Объём не регламентируется

3.4 Подбор вспомогательного оборудования

Задача технологического расчёта вспомогательного оборудования сводится к определению вместимости (объёма) аппарата, принятия стандартного, имеющего место в действующей технологии базового предприятия, и расчёта количества аппаратов на заданную производительность.

Необходимо представить расчёт 3 типов вспомогательного оборудования, имеющего место в данной технологии.

-Объём не регламентируется

Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 468; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!