Общая химическая технология

Автор: Пользователь скрыл имя, 25 Декабря 2011 в 19:59, курсовая работа

Краткое описание

Нарисовать технологическую схему производства серной кислоты из серы («короткая схема»), дать ее функциональную, структурную, операторную и расчетную формы. Описать функционирование схемы и ее технологические параметры с учетом рассчитанного материального баланса.
Определить:
• количество серы, воздуха и воды для обеспечения заданной производительности с точностью 1%
• расходные коэффициенты по сере, воздуху, воде на 1 тонну продуктов (100%)
• количество оксидов серы, выбрасываемых в атмосферу на 1 тонну продуктов
• кратность циркуляции жидкости в абсорбере
• количество твердых отходов на 1 тонну продуктов.

Оглавление

1.Задание………………………………………………………………………………………….....2
2.Химическая, функциональная, структурная, расчетная система ХТС……………………......3
3.Описание технологической схемы ХТС с учетом рассчитанного материального баланса....5
4.Математическое описание расчетных элементов………………………………………………6
5.Математическое описание процесса в слое катализатора……………………………………..7
6.Метод решения математического описания ХТС……………………………………………....9
7.Оценка количеств исходных веществ, для обеспечения заданной производительности Н2SO4 ………………………………………………………………………………………………9
8.Таблица с материальным балансом ХТС……………………………………………………...12
9.Расчет контактного аппарата в схеме………………………………………………………….15
10.Рекомендации по экологии……………………………………………………………………18
11.Выводы…………………………………………………………………………………………19
12.Список использованной литературы…………………………………………………………20

Скачать в ZIP (447.46 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 1 файл

курсовая Вяткина.doc

— 984.00 Кб (Скачать)
 
поток S2 SO2 SO3 O2 N2 H2O H2SO4 примеси расход
1-0 0,7 0 0 0 0 0 0 0 0,7
1-2 0,7 0 0 0 0 0 0 0 0,7
1-0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2-3 0,7 0 0 1,5 4,9 0 0 0 7
2-0 0 0 0 1,5 4,9 0 0 0 6,4
3-4 0 1,3 0 0,8 4,9 0 0 0 7
4-5 0 0 1,6 0,5 4,9 0 0 0 7
5-6 0 0 1,6 0,5 4,9 0,4 64,8 0 72,3
5-9 0 0 0 0 0 0,4 64,9 0 65,2
6-7 0 0 0 0,5 4,9 0 66,9 0 72,3
7-8 0 0 0 0 0 0 66,9 0 66,9
7-10 0 0 0 0,5 4,9 0 0 0 5,4
8-0 0 0 0 0 0 0 2 0 2
8-9 0 0 0 0 0 0 64,9 0 64,8
9-0 0 0 0 0 0 0,4 0 0 0,4
10-0 0 0 0 0,5 4,9 0 0 0 5,4
10-0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

9.Расчет контактного аппарата в схеме. 

Расчет ведем, используя программу лабораторного  практикума кафедры ОХТ, ЭВМ.

Подготовка к  расчету:

Необходимо вычислить  содержание SO2 и O2 перед входом в контактный аппарат в объемных процентах.

Перед КА газовая  смесь состоит из  SO2, O2 и N2 (см. расчет материального баланса):

  • Nпракт(SO2)=20,740кмоль, тогда V(SO2)=20,740*22,4=464,576м3
  • V(N2)=3912,728м3
  • N(O2)=43,433-20,740=25,693кмоль, тогда V(O2)=25,693*22,4=575,5232м3

Тогда объемные проценты будут равны

φ(SO2)=464,576/(464,576+575,5232+3912,728)=9,38об.%

φ(SO2)=575,5232/(464,576+575,5232+3912,728)=11,62об.%

Суммарный объемный расход газовой смеси составляет V0=464,576+575,5232+3912,728=4952,83м3/ч=1,376м3/с 

1)Расчет  равновесной степени  превращения диоксида  серы. 

Исходные данные:

  • Исходные концентрации SO2 и O2 в поступающей газовой смеси (объемные доли) – 0,094 и 0,116
  • Давление в аппарате – 1,2ата
  • Интервал температур 693-973К
  • Шаг по температуре 20К

Результаты расчета:

T, к Xравн Кр
693 0,9877 270,66
713 0,9807 171,35
733 0,9707 111,22
753 0,9566 73,87
773 0,9377 50,11
793 0,9130 34,66
813 0,8818 24,42
833 0,8438 17,49
853 0,7992 12,73
873 0,7487 9,40
893 0,6935 7,03
913 0,6351 5,33
933 0,5753 4,09
953 0,5159 3,17
973 0,4584 2,49
 

2)Расчет значений для линии оптимальных температур.

Это оптимальная  температурная последовательность, позволяющая при данной степени  превращения достигнуть максимальной скорости переработки реагентов. 

Исходные данные:

  • Исходные концентрации SO2 и O2 в поступающей газовой смеси (объемные доли) – 0,094 и 0,116
  • Давление в аппарате – 1,2ата
  • Интервал степеней превращения 0,1-0,99
  • Шаг  0,1 для интервала (0,1-0,8) и 0,01 для интервала (0,8-0,99)

Результаты расчета:

x Tопт, К
0,1 793
0,2 793
0,3 793
0,4 793
0,5 793
0,6 793
0,7 793
0,8 793
0,83 793
0,84 791,7
0,85 787,3
0,86 782,7
0,87 777,9
0,88 772,9
0,89 767,6
0,90 761,9
0,91 755,9
0,92 749,3
0,93 742,0
0,94 733,9
0,95 724,7
0,96 713,8
0,97 700,5
0,98 693,0
0,99 665,7
 

3)Оптимизация многослойного реактора с вводом холодного газа после первого слоя. 

Исходные данные:

  • Исходные концентрации SO2 и O2 в поступающей газовой смеси (объемные доли) – 0,094 и 0,116
  • Давление в аппарате – 1,2ата
  • Величина адиабатического разогрева ∆Tад=262,8 (стр.154 [2])
  • Число слоев катализатора n=5
  • степень превращения на входе в реактор xн=0
  • Температура на входе в реактор Тн=693К
  • Степень превращения после реактора xк=0,985
  • Температура холодного газа Тх.г.=473К
 
 
 
 
 
 
 

Результаты расчета:

Слой xн xк Тн Тк Тау V
1 0 0,6082 693 852,8 0,320 0,713
2 0,4337 0,7833 743,8 835,7 0,435 1
3 0,7833 0,9185 738,2 773,7 0,684 1
4 0,9185 0,9678 708,0 720,9 1,154 1
5 0,9678 0,9850 687,1 691,6 1,719 1

                                                                                                                      4,312 

4)Оптимальный режим действующего реактора с вводом холодного газа после первого слоя. 

Исходные данные:

  • Исходные концентрации SO2 и O2 в поступающей газовой смеси (объемные доли) – 0,094 и 0,116
  • Давление в аппарате – 1,2ата
  • Величина адиабатического разогрева ∆Tад=262,8 (стр.154 [2])
  • степень превращения на входе в реактор xн=0
  • Температура холодного газа Тх.г.=473К
  • Число слоев катализатора n=5
  • Времена контакта в слоях в расчете на первоначальный объем газа (по данным предыдущего расчета):
1 2 3 4 5
0,320 0,435 0,684 1,154 1,719
 

Результаты расчета:

Слой xн xк Тн Тк Тау V
1 0 0,5693 750,4 900,0 0,320 0,647
2 0,3686 0,7590 749,4 852,1 0,435 1
3 0,7590 0,9130 738,4 778,9 0,684 1
4 0,9130 0,9665 709,4 723,5 1,154 1
5 0,9665 0,9848 688,5 693,3 1,719 1

Информация о работе Общая химическая технология