Производство поливинилхлорида
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
гидрохлорирования ацетилена в "кипящем слое" катализатора. Технологическая схема состоит из следующих стадий [2]:
гидрохлорирование ацетилена;
очистка и осушка реакционного газа;
абсорбция винилхлорида из реакционного газа;
гидрохлорированиеабгазного ацетилена;
ректификация винилхлорида.
2. Технологическая часть
.1 Материальный баланс
Годовая производительность винилхлорида 500000 т/год.
Посчитаем количество рабочих дней [3]:
К=365-(21+9)=335 дней
Посчитаем производительность в день:
ПвП=500000/335=1492,53 т/сутки= 1492537,3134кг/сутки
ПсП=1492537,3134/(1-1,035/100)=1508146,6310кг/сутки
общий расход винилхлорида постадийно:
П= ПcП -ПвП =1508146,6310-1492537,3134=15609,3176 кг/сутки
Расход винихлоридапостадийно [1]:
На гидрохлорировании: Паа=15609,3176*0,345/1.035=5203,1058кг/сутки
В скруббере: Паа = 15609,3176*0,420/1,035=6334,2158кг/сутки
На ректификации :Паа=15609,3176*0,270/1,035=4071,9958 кг/сутки
Затраты на получения 1 т готовой продукции[1]:
Затраты в сутки
Ацетилен Хлороводород Сулема Едкий калий Активированный уголь Вода Водяной пар Холод Эл. Энергия0,450 т 0,670 т 0,2 кг 11,5 кг 3,30 к 175 м3 1,0 мгк 335,0 тыс ккал 26 кВт/час
При пересчете производительности в сутки:
П=500000/335=1492537,3 кг/сутки
Выход:
Гидрохлорирование - 5,2%
На скруббере - 0,1%
На ректификации - 0,3%
Суточные производственный выход [4]:
П= 1492537/1,041 = 1433753,4 кг/сутки
Пп= 1492537,3-1433753,4= 58783,9 кг/сутки
Выход по стадиям [4]:
Начальная подготовка компонентов
,9*5,2/5,6 = 54585,05 кг/сутки
Гидрохлорирование
,9*0,1/5,6 = 1049,71 кг/сутки
Смешение хлора с водородом
,9*0,3/5,6 = 3149,13 кг/сутки
Итого: 58783,89
Суточный выход сырья [5]:
Ацетилен Хлороводород Сулема Едкий каллий Активированный уголь40,5 масс. доля 43,5 масс. доля 1,2 масс. доля 11,3 масс. доля 13,5 масс. доляИтого 110 масс. доляСуточный выход каждого сырья, начиная с гидрохлорирования:
Ацетилен1433753,4*40,5/110=527881 кг/суткиХлороводород1433753,4*43,5/110=566984 кг/суткиСулема1433753,4*1,2/110 = 15640кг/суткиЕдкии калий1433753,4*11,3/110 = 147285кг/суткиАктив. Уголь1433753,4*13,5/110 = 175,960кг/сутки
Общий выход сырья до процесса гидрохлорирования:
Ацетилен - 1%
Хлороводород - 1%
Сулема - 0,1%
Едкий калий - 0,2%
Активированный уголь - 0,3%
Суточные затраты на сырье. С учетом на весь расход:
Ацетилен527881*40,5/0,999=21400Соляная кислота566984*9/0,999=5107Сулема15640*0,2/1000=3,128Едкий калия147285*4/0.990=595Активированный уголь175,960/0,999=177
Затратные коэффициенты:
РКацет = 21400/1508146,63 = 0,014кг/с
РКHCl= 5107/1508146,63 = 0,003 кг/с
РКсулема = 3,128/1508146,63= 0,000002кг/с
РКедк.кал. = 595/1508146,63= ,00003т/т
РКактив.уголь= 177/1508146,63= 0,0001 т/т
2.2 Технологический расчет
Расчет плотности реакционной массы:
rац=0,563
rхв=1,38
Реакционная масса [3]:
,5630,10+14051,38 = 16807 кг/м3
Рассчет объема аппарата:= ?t
? - объемная производительностьвремя процесса
V?=6,310-563600=1,36 м3
Объем аппарата с учетом коэффициента наполненности [3]:
? = 0,8
Обьем данного аппарата мы принимаем по обьему данных рядов аппаратов (ГОСТ 13372-78) Аппарат такого обьема считается удобным для проведения процесса.
Число аппаратов:
Внутренний реактор диаметра (ГОСТ 9617 - 76):
Двнутр = 3200 мм
Высота аппарата:
Высоту Н аппарата берем по стандарту 5 метров.
2.3 Тепловой баланс
Общий тепловой баланса [5]
- Тепло требуемое для подогрева смеси- Тепло требуемое для подогрева аппарата- Потери тепла в окружающую среду
Определение реакционной среды:
=G - С (te - tб)
С - масса растворителя
Определение тепла на подогрев аппарата:
=Gап - Сап(te - tб)
ап=4800 кг
Сап = 407,3 Дж/кгград=4800407,3(150-180oC)=58651200 Дж
Потери тепла в окружающую среду:
=?aF/(tор - tп)
a - коэффициент потери в ОС
a(крышка) = 7,063 Вт/м2 град
a(обечайка) = 5,276 Вт/м2 град
a(днище) = 7,642 Вт/м2 град- Площадь частей аппаратакрышка= Fднище = 10,3 м2обечайки = 52,36 м2ст - средняя температура, tст= 180оСв - температура воздуха tв= 20оС=(10,3 7,063 10,3 5,276+52,36 7,642) (180-20)= 84355,8 Дж
Теплоемкость компонентов:
Ацетилен Сац = 1,687 Дж/кг град
Хлороводород Схв= 1,717 Дж/кг град= 10341,687+14521,717=4237,3
Перевод в ватты:
t - 6 часов
Смесь в аппарате нагревается до 150-180 оС. Рубашка нагревается с помощью тока.
3. Механический расчет
Аппарат рассчитывается с внутренним давлением под вакуумом.
р=0,1мк/м2 ( кольцевое)
Допускаемое напряжение [2]
dо= hdg*
h - условия эксплуатации.
h = 1
dg* - номинальное допускаемое напряжение ГОСТ 18410,для стали при 180оС.
dg* = 135 мк/м2
dg= 135 мк/м2
Прибавка к расчетной толщине стейки:
С = Ск+Сэ+Сд+Со
С = 1+1+1+1+1,75 = 4,75 мм
Общая толщина стенки [2]:= S*+C=1,48+4,75 мм= 6,23 мм
Проверка: условие выполняется
Расчет днища[2]:
Эллиптическое днище, сварное (jм=0,8), материал - легированная сталь марки 18 п 10т коррозионностойкая.
Коэффициент ослабления на креплениях днища [2]:
Номинальное напряжение днища:
мм
Прибавка к расчетной толщине:
С = Ск+Сэ+Сд+Со=1+1+1+1,31=4,31 мм
Проверка:
условие выполняется.
3.1 Расчет на прочность корпуса
винилхлорид хлорирование этилен обечайка
Определить толщину стенки обечайки работающей под внутренним давлением вертикального аппарата по следующим данным:
материал - сталь0Х18Н12Т;= 350 С;
Дв = 5 м;
Н = 26,5 м;
Р = 2 МПа;
) шов сварной, двойной, ?/p>