Увеличение степени защиты стали от коррозии в нейтральных и кислых средах
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
В»фосфита из заданного мольного соотношения.
Количество диметилфосфита расходуемого на основную реакцию.
- Количество не прореагировавшего диметилфосфита.
- Количество технического диметилфосфита требующегося для получения 1,98 кмоль/цикл целевого продукта.
- Количество монометилфосфита (примесь).
- Количество монометилфосфита идущего на побочную реакцию.
- Количество не прореагировавшего монометилфосфита
Таблица 3.2 Приход материальных потоков
Веществокг/цикл%, масс.кмоль/цикл%, моль.Н3ВО3254,4115,634,1024,73Na2SO45,190,320,040,22ДМФ1354,1183,2112,3174,19ММФ13,680,840,140,86Итого1627,39100,0016,59100,00
Таблица 3.3 Расход материальных потоков
Веществокг/цикл%, масс.кмоль/цикл%, моль.Олигомер (целевой)625,0038,401,9211,55Метанол (осн. р-ция)252,9915,557,9147,65ММФ (непр.)7,120,440,070,45Na2SO45,190,320,040,22Н3ВО3 (непр.)5,090,310,080,49ДМФ (непр.)701,8843,136,3838,46Олигомер (побоч.)8,610,530,070,41Метанол (поб. р-ция)2,190,130,070,41Потери19,331,190,060,36Итого1627,39100,0016,59100,00
4. Тепловой баланс стадии синтеза
Тепловой баланс составляется на основе закона сохранения энергии, в соответствии с которым:
,
где Qвх теплота приходящая с материальными потоками в реактор; Qвх теплота уходящая с материальными потоками из реактора; Qпотерь потери.
Как указывалось в разделе 3, ввиду того, что для синтеза выбран РИС-П, все раiеты ведутся на один цикл.
Т1 = 298 К; Т2 = 393 К.
Таблица 4.1 ТД величины веществ, приходящих с реакционным потоком
Состав реакционного потокаGi,
кмоль/цСР = f(T)?Нf2980
кДж/мольав103с10-5с1061234567Н3ВО34,1081,39-1094,89Na2SO40,0478,5371,96-770,9С2Н7РО312,3179,3921,62-19,21-784,14СН5РО30,1468,6518,23-17,32-712,35
Таблица 4.2 ТД величины веществ, уходящих с реакционным потоком.
Состав реакционного потокаGj,
кмоль/цСР = f(T)?Нf2980
кДж/мольав103с10-5с1061234567Борат метилфосфит (основной)1,92432,38114,35-36,74-4049,34СН3ОН7,9115,29105,27-31,07-79,634СН5РО3непр0,0768,6518,23-17,32-712,35Na2SO40,0478,5371,960,00-770,9Н3ВО3 непр0,0881,39-1094,89С2Н7РО3 непр6,3879,3921,62-19,21-784,14Борат метилфосфит (побочный)0,07132,5937,75-7,83-712,35СН3ОН поб0,0715,29105,27-31,07-31,07-79,634Потери0,06432,38114,35-36,74-4049,34
Теплоемкость компонентов определяем как:
Таблица 4.3. Теплоемкость веществ при температурах Т1 и Т2.
Состав входящего реакционного потока при Т1 = 298 КСостав выходящего реакционного потока при Т2 = 393 КВеществоСР, Дж/(мольК)ВеществоСР, Дж/(мольК)Н3ВО381,39Борат метилфосфит (основной)453,53Na2SO499,97СН3ОН51,86С2Н7РО364,20СН5РО3непр64,60СН5РО354,58Na2SO4106,81Н3ВО3 непр81,39С2Н7РО3 непр75,45Борат метилфосфит (побочный)125,15СН3ОН поб51,86Потери453,53
Количество теплоты приходящее с реакционным потоком.
где Gi мольный поток вещества,
cpi - теплоемкость вещества,
T1 начальная температура входящего потока.
Теплота химической реакции.
Исходные данные и результаты раiета представим в виде таблицы
Таблица 4.4 Результаты раiета тепловых эффектов
Состав входящего реакционного потока при Т1 = 298 КСостав выходящего реакционного потока при Т2 = 393 КВеществоGi,
кмоль/ц
Дж/мольВеществоGj,
кмоль/ц
Дж/мольН3ВО34,10-1087158БМФ
(основной)1,92-4007491Na2SO40,04-763115СН3ОН7,91-77246С2Н7РО312,31-778059СН5РО3непр0,07-706635СН5РО30,14-707151Na2SO40,04-761078Н3ВО3 непр0,08-1087158С2Н7РО3 непр6,38-777447БМФ
(побочный)0,07-699150
Результаты раiета тепловых эффектов
СН3ОН поб0,07-77246Потери0,06-4007491-14159990-13714555
реакция эндотермическая.
Расiитаем количество тепла, необходимое для нагревания исходных веществ до температуры 393 К по следующей формуле:
,
где Gi количество i-го компонента,
cp, i теплоемкость i-го компонента при Т2.
Таблица 4.5 Теплоемкость исходных веществ при температуре Т2 = 393 К.
Состав реакционного потокаGi,
кмоль/циклСР = f(T)СР393 Дж/мольав103с10-5с1061234567Н3ВО34,1081,3981,39Na2SO40,0478,5371,96106,81С2Н7РО312,3179,3921,62-19,2175,45СН5РО30,1468,6518,23-17,3264,60
Тепло, выходящее из реактора с продуктами реакции:
,
где Т2=393 К.
Ввиду того, что в результате химического превращения ни одно из веществ не претерпевает фазового перехода, то Qф = 0 Дж/цикл.
Примем, что тепловые потери составляют 3% от приходящего тепла.
Уравнение всего энергетического баланса для нашего случая примет вид:
Количество тепла подводимое:
Из приведенных раiетов следует, что тепло нужно подводить.
Ориентировочная поверхность теплообмена
,
где ?Т средняя разность температур, ?Т=50 оС; k коэффициент теплообмена, k = 270 Вт/(м2К).
,
где 1000 количество Дж в 1 кДж; 7200 секунд время синтеза цикла.
Таблица 4.6 Тепловой баланс.
Приход теплаРасходТепловой поток10-3%Тепловой поток10-3%Qвх338427,9026,36Qвых713399,0655,58QF951762,4973,64Qпот10152,840,79QР445435,1334,19Qнагр121203,349,44Итого1290190,37100Итого1290190,37100
5. Структурно-функциональная схема и раiет емкостного аппарата
5.1 Описание структурно-функциональной схемы
Предлагаемая структурно-функциональная схема получения борат метилфосфита включает три стадии.
1) Подготовка сырья.
На данной стадии происходит хранение и дозировка диметилфосфита и борной кислоты с последующей сушкой воздухом при t = 5060оС.
2) Получение целевого продукта (борат метилфосфита).
Подготовленные компоненты поступают при неп