21
Moddiy balans
Ushbu kurs ishida qozon utilizatorining quvvati 80000 t/y.
Boshida ishlab chiqarishning yillik vaqtini – 7920 soat, ishlab chiqarish
quvvati – 95 %.
1 kun – 24 soat dan
340 kun – 8160 soat
Massalarning saqlanish qonuniga asosan ishlab chiqarish jarayoniga
uchraydigan qismi ishlab chiqarishdan hosil bo’layotgan tayyor mahsulot
miqdoriga teng. Ya’ni:
G = G
1
Bu yerda : G- kiruvchi maxsulotning miqdori.
G
1
-jarayon natijasida chiqayotgan maxsulot massasi.
w =
80000∗1000
330∗24
=9803,9 kg/soat
9803,9 – 95.0 % dan y – 100 %
𝑦 =
9803,9∗100
95
=10320.0 kg/soat
katalizator uslubi bilan olinayotgan suyuq va gaz xolatidagi yoqilg’i uchun:
Jarayon uchun zaruriy etilen miqdorini hisoblaymiz.
10320.0 ning 84 %, yani 8668.8 kg/soat etilen, 1651.2 kg/soat
vinilatsetatdan iborat.
Reaktsion aralashma tarkibining 53,2 t/soat miqdori vinilatsetat deb qabul
qilinsa (texnologik qismdan), agar mahsulot – 95.0 %, sopolimerlash natijasida
ajralib chiqayotgan suyuq va gaz holatidagi tarkibiy qisimlarni hisoblab chiqamiz:
53,2 – 95.0 % dan
x – 100 %
𝑥 =
53,2∗100
95
=56.0 kg/soat
bizning aralashmada C
2
H
4
– 99.29 %, shu miqdor uchun aralashmaning xajmi.
56 – 100 % dan
y – 99.29 %
𝑦 =
56∗99.29
100
= 55,4 kg/soat
natijada reaktsion aralashmaning 53,2 t/s vinilatsetat, 86,15 t/s miqdorida etilen
kerak bo’ladi. Balans ko’rsatkich jadvalini tuzish uchun jarayondagi etilenning
22
tozaligini boshqa elementlarini aniqlashimiz shart bo’ladi: CO – 0.15 %, H
2
– 0.10
%, CO
2
– 0.05 %, SO
2
– 0.01 %, H
2
O – 0.4 %.
So’ngra suyuq va gaz xolatdagi yoqilg’ini olish uchun tarkibga kiruvchi
komponentlar miqdorini xisoblayomiz:
0.4 (
H
2
O
) – 28 (
C
2
H
4
) dan
x – 10320.0
𝑦 =
0.4∗10320.0
28
147.4 kg/soat
0.15 (
CO
) – 28 (
C
2
H
4
) dan
x – 10320.0
𝑦 =
0.15∗10320.0
28
=55.3 kg/soat
0.05 (
CO
2
) – 28 (
C
2
H
4
) dan
x – 10320.0
𝑦 =
0.05∗10320.0
28
=18.4 kg/soat
0.01 (
SO
2
) – 28 (
C
2
H
4
) dan
x – 10320.0
𝑦 =
0.01∗10320.0
28
=3.7 kg/soat
0.1 (
H
2
) – 28 (
C
2
H
4
) dan
x – 10320.0
𝑦 =
0.0∗10320.0
28
=36.8 kg/soat
To’plagan ma’muotlarimiznijadvalga kiritamiz:
Jadval 5
Etilenvinilatsetat ishlab chiqarish jarayoning material balansi
Kirish
Chiqish
Modda
Miqdori, kg/soat
Tarkibi
Miqdori
Vinilatsetat
1651.2
Etilenvinilatsetat
10320.0
Etilen
8668.8
Tarkib komponentlari:
Tarkib komponentlari:
CO
55.3
CO
55.3
H
2
36.8
H
2
36.8
CO
2
18.4
CO
2
18.4
SO
2
3.7
SO
2
3.7
namlik
147.4
namlik
147.4
Jami
10563.2
Jami
10563.2
23
RE
AKTOR QURILMASI VA UNI
MEXANIK HISOBI
Sanoatda odatda qimmatroq bo’lgan xom ashyoni iqtisod qilish maqsadida
arzon xom ashyodan ortiqcha miqdorda foydalaniladi.
Murakkab jarayonlarni hisoblashda yana bir ko’rsatgich – selektivlik muhim
o’rin egallaydi.
Selektivlik – asosiy reaktsiya effektivligini qo’shimcha reaktsiyalar bilan
taqqoslash imkoniyatini beradi.
To’liq yoki integral selektivlik φ – maqsaddagi mahsulotni olish uchun
sarflanayotgan dastlabki reagentlar miqdorini, asosiy va qo’shimcha reaktsiyalar
uchun sarflanayotgan umumiy xom ashyolar miqdoriga nisbati:
sh
qo
A
maqs
A
maqs
A
A
m
m
m
'
+
=
ϕ
yoki
sh
qo
B
maqs
B
maqs
B
B
m
m
m
'
+
=
ϕ
Selektivlik chegarasi: 0 < φ < 1. selektivlik qancha yuqori bo’lsa,
qo’shimcha mahsulotlarinnig hosil bo’lishi shuncha kam bo’ladi va qo’shimcha
reaktsiyalar uchun sarflanayotgan xom ashyoning miqdori shunchalik kam bo’ladi.
Ishlab chiqarish quvvati G = 80000 t/s
Mexanik xisob uchun asosiy qismi qurilmaning xajmi, balandligi va boshqa
parametrlari.
Uning ishlab chiqarish quvvati 1yil – 80000,va yillik ishlash soati.
Yiliga 365 kun, shundan 25 kuni bayramlar.
365 – 25 = 340 kun
𝐺 =
𝐶
K∗t
bu krda : K-utilizatorning ishlash kuni
1 sutkada -24 soat; 1t=1000 kg
w =
80000∗1000
330∗24
= 9803,9 kg/soat
Suyuq va gaz xolatdagi yoqilg’ilarni boshlang’ich elementlarini hisoblaymiz:
T = 235 – 210
°S
Sistemadiga o’rtacha bosim – 3,2 MPa
Quyida ko’rsatilgan qurilmalarning parametrlarini aniqlaymiz:
CO
2
=0,375=ρ
1
24
CO=0,291= ρ
2
H
2
=1,625= ρ
3
SO
2
=0,315= ρ
4
H
2
O=1= ρ
5
N
2
=0,812= ρ
6
Utilizator qozoning umumiy xajmini quyidagi formula asosida xisoblaymiz:
𝑉 =
G0
ρ
ρ=
1
1
ρ1
+
1
ρ2
+
1
ρ3
+
1
ρ4
+
1
ρ5
+
1
ρ6
=
1
1
0,375
+
1
0,291
+
1
1,625
+
1
0,315
+
1
1
+
1
0,812
=
1
13,11
=0,076 kg/m
3
𝑉 =
G0
ρ
=93,4 m
3
/s
PV=nRT
V
1
=
nRT
ρ
=
1∗8,314∗400
3,2
=1039,25 m
3
V
2
=
nRT
ρ
=
1∗8,314∗800
3,2
=2078,5 m
3
V
3
=
nRT
ρ
=
1∗8,314∗100
3,2
=259,8 m
3
PV=nRT= V=
nRT
ρ
=
1∗8,314∗400
0,076
=43,76 m
3
Suyuqlik xajmini esa quyidagicha:
V=
V𝑔
1,37
=
93,4
1,37
=68,2 m
3
R=
d
2
F=V
k
+V
x
=43,76+68,2=112 m
3
F=2
πR
2
=2
π(
R
2
)
P
2
=2
π
𝑑
2
4
4F=2
πd
2
d=
�
4𝐹
2𝜋
P
=
�
4∗112
2∗3,14
P
d=8,4 m
Utilitar qozoning balandligi:
L=
V
1,25
P
=
8,4
1,25
=7 m L = 7 m
Xar kanday kimyoviy texnologik sistemalarning (KTS) asosiy
elementlaridan biri kimyoviy reaktor xisoblanadi. Kimyoviy reaktor, kimyoviy
reaktsiyalarni massa va issiklik kuchirish (uzatish) bilan kushib olib boruvchi
jarayonlar amalga oshiriladigan aparatga aytiladi.
25
Reaktorgacha urnatilgan barcha aparatlar xom ashyoni kayta ishlashga
tayyorlash uchun muljallangan reaktordan keyingi apparatlar yesa hosil bulgan
tayyor maxsulotni ajratib olish uchun xizmat kiladi. Tipik reaktorlarga :sanoat
pechlari‚ kontakt aparatlari‚ mexanik va pnevmatik okimli aralash
tiriladiganreaktorlar‚ pishirish kozonlari‚ gidratatorlar sintez kolonnalari‚ asboblar
va boshkalar misol bula oladi.
Barcha texnologik jarayonlarning samaradorligi reaktorni tugri tanlay bilish
va uning takomillashganlik darajasiga boglik bo’ladi.
Sanoat reaktoriga bulgan asosiy talablar kimyoviy ishlab chikarishning
xarakterigaboglik bo’lib‚ kuyidagilardan iborat:
1.Yukori maxsuldorlik va intensiflikni taminlashi.
2. Ekzotermik reaktsiya issikligidan va yendotermik jarayonlarni borishi
uchun tashkaridan beriladigan issikliklardan tulikrok foydalanish imkoniyatini
berishi.
3. Reagentlarni aralashtirish va bir joydan boshka joyga kuchirish, tashish
kabilar uchun sarflanadigan yenrgiyadan ratsional foydalanib sarfiyotni
kamaytirishni taminlashi lozim.
4. Tuzilishi juda oddiy, oson boshkariladigan va xafsiz, shu bilan bir katorda
arzon materiallardan (qora metallar, silikatli materiallar, arzon plastmassalar va
xokazolar) yasalgan bo’lishi.
5. Imkoni boricha tulikrok avtomatlashtirilgan bo’lishi va jarayonlarni
boshkarishni aftomatlashtirishni taminlashni.
6. Rejimning asosiy parametrlari (S, T, R) katta kiymatlarda uzgarganda
xam reaktor barkaror ishlab turadigan bo’lishi kerak, sarflanadigan yenergiya
mikdori xam ortadi.
Demak, umumiy maxsuldorlikni istagancha yemas, ammo malum bir
chegaragacha oshirish mumkin. Ushbu karama-karshilikni boshka misolda xam
kurish mumkin. Masalan, issiklikdan foydalanishni yaxshilash, issik almashtirish
kurilmalarini murakkablashuviga olib, keladi bu xolat yesa reaktorni tan narxini
26
oshirib yuboradi. Shuning uchun xam yuqorida aytilgan talablarni xisobga olgan
xolda, chukur kompleks iktisodiy xisob
- kitoblar kilingandan keyingina reaktor tili tanlanadi.
Kimyoviy reaktorlarning klassifikattsiyasi . Kimyoviy reaktorlarning
klassifikatsiyasi asosan kimyoviy texnologik jarayonlarning yukorida ko’rsatilgan
klassifikatsiyasiga asoslangan.
Reaktorlar reagentlarning fazoviy xolatiga karab, gomogen va geterogen
jarayonlarni amalga oshiradigan apparatlarga‚ ishning davomiyligiga karab davriy
ishlovchi va uzluksiz ishlovchi apparatlarga bulinadi.
Etilen va vinilatsetat aralashmalaridan iborat bo’lgan xom ashyo 2-patrubka
orqali reaktorga beriladi, va reaktorning spiral kanaliga tushadi, bu kanal tashqi
qobiqli 3-patrubka, ichki quvirli 1-patrubka hamda 6- nasadkali vintsimon
yo’naltiruvchi moslamalardan iborat qilib jihozlanadi. Spiral kanallar bo’yicha
harakatlanuvchi hom ashyo oqimi aylanma harakatlanadi. Initsiator 3-patrubka
orqali uzatiladi va reaktsiotn zonaga 4-tirqish orqali yuboriladi. Bu bilan xom
ashyo oqimning initsiator bilan maksimal aralashuvga hamda reaktsiyaning
samarali bo’lishiga erishiladi. Sopolimer hamda reaktsiyaga kirishmagan etilen va
vinilatsetat aralashmalari 5-patrubkadan chiqariladi. Reaktorning quvirlararo
bo’shliqlarga 190
°S li suv bug’i berib turiladi va bu bilan reaktsiyaning optimal
sharoitlari ta’minlanadi.
3-rasm. Etilen va vinilatsetatni sopolimerlash uchun quvirli reaktor
1-ichki quvirli patrubka; 2- xom ashyo aralashmasi uchun patrubka; 3-tashqi
qobiqli patrubka; 4-initsiator uchun tirqish; 5-sopolimer hamda reaktsiyaga
kirishmagan etilen va vinilatsetat aralashmalari patrubka; 6-nasadkali vintsimon
yo’naltiruvchi moslama; 7-issiqlik tashuvchi agentni chiqarish uchun patrubka.
27
Do'stlaringiz bilan baham: |