Расчет материального баланса ХТС

 
 
 
 
 

5.4. Балансовая математическая модель 
 
 
 

  

1. Баланс по этилену по первому узлу:

 

  N₁₂ = П*g₀₁₁/М_{этилена} + N₅₁*(1-g₅₁^и) 

  

2. Количество воды, пошедшее на образование этанола:

 

  (N₀₁₂ + N₄₁)/N₁₂ = K 

  

3. Баланс по этилену по третьему и пятому узлам:

 

  N₁₂*(1-c) = N₅₁*(1-g₅₁^и) + N₅₀₁*(1-g₃₅^и) 

  

4. Баланс по этанолу по четвертому узлу:

 

  N₁₂*c*j₁*M_{этанола} = G₄₀₁*g₄₀₁ 

  

5. Баланс по диэтиловому эфиру:

 

  G₄₀₂ = 0,5* N₁₂*c*j₂*M_эфира 

  

6. Баланс по ацетальдегиду:

 

  G₄₀₃ = N₁₂*c*j₃*M_{ацетальдегида} 

  

7. Баланс по воде по всей схеме:

 

  N₀₁₂= G₄₀₁*g₄₀₁/*M_{этанола} + G₄₀₁*(1-g₄₀₁)/М_воды + G₄₀₂/ M_эфира + G₄₀₃/ M_{ацетальдегида} 

  

8. Отдувка

 

  П*(1-g₀₁₁)/М_этана + G₄₀₃/M_{ацетальдегид} = N₅₀*g₃₅^и 
 
 
 
 
 
 
 

5.5. Соответствие переменных потокам 

       

5.6. Упорядочение переменных 
 

     c₂ = (1 – 0,16)c₁ + 7900*0,957/28 = 0,84c₁ + 270

     c₂ – 0,84c₁= 270 

     (c_{3 +} c₄)/c₂ = 0,7

     c_{3 +} c₄ – 0,7c₂ = 0 

     c₂*(1 – 0,055) = c₁*(1 – 0,16) + c₅*(1 – 0,15)

     0,945c₂ – 0,84c₁ – 0,85c₅ = 0 

     c₂*0,055*0,955*46 = c₆*0,945

     2,42c₂ – 0,945c₆ = 0 

     c₇ = 0,5*0,055*0,035*74*c₂

     0,07c₂ – c₇ = 0 

     c₈ = 0,055*0,01*44*c₂

     0,0242c₂ – c₈ = 0 

     c₃ = c₆*0,945/46 + c₆*(1 – 0,945)/18 + c₇/74 + c₈/44

     c₃ – 0,024*c₆ – 0,014*c₇ – 0,023*c₈ = 0 

     7900*(1 – 0,96)/30 + c₈/44 = 0,15*c₅

      0,023*c₈ – 0,15*c₅ = – 10,5  
 
 

 
 
 

5.7. Материальный баланс ХТС производства этанола на 7900 кг   этиленэтановой фракции 
 

      

1. G⁰_{этилена} = П*0,958 = 7900*0,958 = 7568 кг

 
      

2. G⁰_воды = N₀₁₂*М_воды = 228,03*18 = 4104,54 кг (приход)

 
      

3. G⁰_этана= П*0,042 = 7900*0,042 = 332 кг

 
      

4. G_спирта = G₄₀₁*0,945 = 9269*0,945 =8759,2 кг

 
      

6. G_пара^р = N₅₁*М_воды =2306*18 = 41508 кг

 
      

7. G_воды = G₄₀₁ - G_спирта = 9269 – 8759,2 = 509,8 кг (расход)

 
      

8. G_{диэтилового эфира} = G₄₀₂ = 253,379 кг

 
      

9. G_{ацетальдегида} = G₄₀₃= 87,597 кг

 
 
 
 
 
 

5.8. Расчет основных технологических показателей процесса 
 

     Расходные коэффициенты по сырью: 

     g^практ_{этилена} = G⁰_{этилена}/ G_спирта = 7568/8759,2= 0,864 

     g^практ_воды = G⁰_воды/ G_спирта = 4204,54/8759,2 = 0,48 

     g^теор_{этилена} = М_{этилена}/ М_спирта = 28/46 = 0,609 

     g^теор_воды = М_воды/ М_спирта = 18/46 = 0,391 
 

     Выход этанола: 

            h = G ^спирта/G^спирта_стех= G^спирта/(G ^{этилена}*(M^спирта /М^{этилена})) =  

                                                                 = 8759,2/7568*(46/28)*100% = 70,4 % 
 

          Конверсия этилена: 

Х = (G ^спирта/M^спирта +G^{диэтилового эфира}/M^{диэтилового эфира} *2/1)/ (G ^{этилена}/ М^{этилена}) =  

                                                                = (8759,2/46+253,379/74*2)/(7568/28)=0,728=72,8% 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5.9. Поточная диаграмма

          

 

 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 
 
 
 
 

 
 

 

 
 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список использованной литературы: