3 Розрахунки

3.1 Матеріальні розрахунки стадій свиробництва формальдегіду

3.1.1 Матеріальний розрахунок окислювального дегідрування метанолу у формальдегід

Вихідні дані:

• річна продуктивність агрегату по формаліну 43000 т;

• річний фонд робочого часу 8400 год;

• масова частка формальдегіду в товарному формаліні 0,370;

• масова частка формальдегіду у формаліні-сирці 0,290;

• втрати формаліну на всіх стадіях виробництва 3 %;

• параметри подаваємого повітря: температура 25 °С, тиск 0,17 МПа;

• ступінь конверсії метанолу 0,604;

• частка перетвореного метанолу, що витрачається за реакцією(1.3) - 0,3, за реакцією(1.4) - 0,605, за реакцією(1.5) – 0,075, за реакцією(1.6) - 0,02;

• масова частка води в технічному метанолі 0,1;

Визначаєм загальну витрату метанолу на процес. Розраховуєм витрату повітря на отримання формальдегіда, склад у ньому водної пари.

Годинна продуктивність агрегату по формальдегіду:

. Або 1894,048/30=63,135

З урахуванням втрат необхідно одержати в контактному апараті формальдегіду:

.

Витрата метанолу за реакціями 3-4:

Витрата метанолу за реакцїями 3-6:

,

Де 0,605 та 0,3 – частка метанолу, перетвореного у формальдегід за реакціями 1.3 і 1.4.

,

Кількість метанола з урахуванням ступені конверсії: ,

Кількість води у технічном метанолі: .

Залишок метанола у контактному газі:

118,88-71,86=47,03

За реакцією 3 витрачається метанола:

71,86*0,3=21,56.

Утворюється:

Формальдегіда:21,56*30=646,697.

Водня: 21,56.

За реакцією 4 витрачається:

Метанола:71,86*0,605=43,472.

Кисня: 43,472*0,5=21,736.

Утворюється:

Формальдегіда:43,472.

Водяної пари: 43,472.

За реакцією 5 витрачається:

Метанола:71,86*0,075=5,389.

Кисня: 5,389*1,5=8,084.

Утворюється:

Діокису вуглецю:5,389.

Водяної пари: 5,389*2=1078.

За реакцією 6 витрачається:

Метанола:71,86*0,02=1,437.

Утворюється:

Окису вуглецю:1,437.

Водня: 1,437*2=2,874.

Вссього утворюється:

Водня: 21,56+2,874=24,431.

Водяної пари: 43,472+10,78=54,25.

Загальна витрата кисня: 21,736+8,084=29,820

Молярне співвідношення 02: CH 3OH дорівнює:

.

Кількість сухого повітря :

,

Де 0,21 - об'ємна частка кисня у сухому повітрі.

Кількість азота у повітрі:

,

Об’ємна частка водяної пари у повітрі:

,

Де 3230- парціальний тиск водяних парів у повітрі при Т 25°, Па.

0,17*10⁶ – загальний тиск повітря, Па.

Кількість водяної пари у повітрі:

.

Сумарна кількість водяних парів:

У спиртоповітряній суміші:

.

У контактному газі:

.

Складаємо таблицю матеріального балансу.

Таблиця 3.1 – Матеріальний баланс стадії синтезу формальдегіду

Прихід				Витрата
компоненти		кг/год	кмоль/г	компоненти	кг/г	кмоль/г
1. Метанол технічний				Формальдегідний газ
СН3ОН	3804,17		118,88	СН2О	2080,93	65,029
Н2О	49,89		2,77	СН3ОН	1504,8	47,03
О2	954,24		29,82	СО	40,24	1,44
N2	3141,03		112,18	СО2	237,12	5,39
				N2	3141,03	112,18
				Н2	48,86	24,43
				Н2О	896,34	49,80
Разом	7949,32		263,651	Разом	7949,32	305,287