takya.ru   страница 1страница 2страница 3
скачать файл

1.4.Гидролиз натрий монохлоруксусной кислоты

Гидролиз протекает по уравнению (Г1):


NaOH + ClCH2COONa  OHCH2COONa + NaCl (Г1)
1.5. Расчет количества исходных реагентов и их мольного соотношения для производства NаКМЦ с заданными характеристиками

Таблица 2.2

Состав сухой товарной формы NаКМЦ

Компоненты

кг/сут

% масс

100%-ная NаКМЦ

(4)




Соли

(3-4-7.1)




Примеси жиров и смол

(7.1)




Итого

(3)

100

На стадии карбоксиметилирования образовалось:


18.Количество солей, образовавшихся при гидролизе NаМХУК,


Исходя из уравнения реакции гидролиза NаМХУК и NаДХУК и долевого содержания этих веществ в товарной форме NаМХУК (0,93 и 0,05 во влажной и 0,949 и 0,0, 051 в сухой), определим долевое содержание гликолята натрия, дигликолята натрия и хлорида натрия, образовавшихся в результате гидролиза, а также часть щелочи, израсходованной на эти побочные реакции.

19.Долевые части образовавшихся продуктов:

- гликолята натрия,

116,5

98




0,949







- дигликолята натрия

151

114




0,051







- хлорида натрия,

116,5

58,5




0,949






- хлорида натрия,



151

2*58,5




0,051






Таблица 2.3.

Долевые части и количество образовавшихся продуктов:

Продукты

кг/сут

%масс

Гликолят натрия (19)

1




Дигликолят натрия (19.1)

2




Хлорид натрия (19.2)

3




Хлорид натрия (19.3)

4




итого






20. Израсходовано щелочи:

- на гидролиз NаМХУК,

116,5

40




0,949







- на гидролиз NаДХУК,

151

2*40




0,051







Всего на гидролиз:

Расход щелочи на реакцию гидролиза,




















21. Следовательно, раствора щелочи,


Следовательно, воды в растворе щелочи,
22.Общий расход 100% щелочи,
23. Расход NаМХУК на реакцию гидролиза,

116,5

98







1




Соответственно воды в NаМХУК,
24.Общий расход 100% NаМХУК,
25. Расход NаДХУК в реакции гидролиза,

151

114







2




26. Общий расход натрий дихлоруксусной кислоты,
27. Число молей реагентов:

28. Соотношение реагентов,

Целлюлоза:NаОН:NаМХУК= (28)
1.6. Расчет материального баланса исходных реагентов и продуктов, образующихся при карбоксиметилировании целлюлозы, с учетом побочной реакции гидролиза NаМХУК

Взято:


  1. Целлюлоза техническая

  • 100%-ная целлюлоза:

  • влага:

  • примеси смол и жиров: (32)

  1. Товарная форма NаМХУК кг/сут (33)




  • 100%-ная NаМХУК:

(34)


  • Влага:

(35)

  • NаДХУК




  1. Раствор NаОН =

  • 100%-ная NаОН:

  • Вода:

(39)

Получено:

  1. NaКМЦ: (40)

  2. NаСl: (41)

  3. Гликолята натрия: (42)

  4. Дигликолят натрия: (43)

  5. Вода: (44)

  6. Примеси смол и жиров: (45)

Таблица 2.4

1.7.Баланс исходных реагентов и продуктов, образующихся при карбоксиметилировании целлюлозы, с учета побочной реакции гидролиза NаМХУК






Компоненты

кг/сут

% масс.

Взято:

1

Целлюлоза техническая

в том числе:



  • 100%-ная целлюлоза

  • влага

  • примеси смол и жиров










2


Товарная форма NаМХУК

в том числе:



  • 100%-ная NаМХУК

  • влага

  • NаДХУК










3


Раствор щелочи

в том числе:



  • 100%-ная NaOH

  • Вода













Итого




100

Получено

1

Карбоксиметилированная целлюлоза







2

Хлорид натрия







3

Гликолят натрия







4

Дигликолят натрия







5

Вода







6

Примеси смол и жиров










Итого




100

Таблица 2.5

1.8.Баланс исходных реагентов и продуктов, образующихся при карбоксиметилировании целлюлозы, с учетом побочной реакции гидролиза NаМХУК, после сушки






Компоненты

кг/сут

т/год

%масс

Взято:

1

2

3



4

5

6



Карбоксиметилированная целлюлоза










Хлорид натрия










Гликолят натрия










Дигликолят натрия










Вода










Примеси смол и жиров













Итого










Получено

1

2

3



4

5

6



Карбоксиметилированная целлюлоза










Хлорид натрия










Гликолят натрия










Дигликолят натрия










Вода










Примеси смол и жиров













Количество товарной продукции

в том числе:



  • NaКМЦ

  • потери при сушке













Прочие компоненты:

Влага, удаленная при сушке















итого










Количество влаги:

2.2. Расчет количества лигносульфоната для получения модифицирующей составляющей карбоксиметилированной целлюлозы

1.Расчет количества лигносульфоната,

Лигносульфоната берут 20% от карбоксиметилированной целлюлозы,
2.Суточная потребность в добавке лигносульфоната,

Таблица 2.6

Материальный баланс модификации NаКМЦ лигносульфонатом



Компоненты

кг/сут

т/год

% масс

Взято

1

2


NаКМЦ после сушки










Модификатор – лигносульфонат













Итого










Получено




Модифицированная NаКМЦ











VI.Расчет основных аппаратов

Расчет реактора карбоксиметилирования


Технологические характеристики:

1.Объем межвиткового пространства, л

16

2.Диаметр шнеков, мм

160

3.Количество шнеков

2

4.Рабочая длина шнека, мм

2700

5.Расстояние между осями шнеков, мм

141

6.Скорость вращения шнеков, об/мин

50

7.Рабочее давление пара в камерах обогрева, кгс/см (МПа)

14 (1,4)

8.Расход пара, кг/час

15

9.Робочее давление воздуха, кгс/см (МПа)

2-5 (0,2-0,5)

10.Расход воздуха, нм3/час

2000

11.Расход воды на охлаждение сальника, кг/час

500

12.Суммарня мощность электрообогрева, кВт

21,6

13.Электродвигатель тип

мощность, кВт

число оборотов, об/мин


АОП2-91-4УЗ

75

1480


Пропускная способность данного аппарата примерно в два раза превышает расчетную суточную загрузку аппарата, то есть он может быть использован при необходимости увеличить производительность установки.



Тепловой расчет

Исходные данные:



1.Заданная температура смеси, оС

65

2.Температура входа компонентов, оС

35

3.Теплоноситель в рубашке

Вода

4.Температура входа воды, оС

20

5.Диаметр рубашки внутренний, мм

130

6.Диаметр рабочего цилиндра внутренний, мм

110

7.Длина цилиндра, мм

6500

8.Толщина стенки цилиндра, мм

5

9.Материал цилиндра

Ст.3

10.Диаметр штуцера входа воды, мм

20

Так как реакция карбоксиметилирования экзотермична, то необходимо отводить избыток тепла, выделяющегося в процессе реакций, и поддерживать температуру массы не более 65оС.
Тепловой баланс

Приход:

1.Тепло объединенного потока (целлюлоза, NаМХУК и щелочь)

,

Где - теплоемкость смеси, равная 1,89 кДж/(кг*град);



- температура входа смеси, равная 35оС;

- приход объединенного потока, кг/час:


(=(29)+(33)+(37))

2.Тепло реакции карбоксиметилирования целлюлозы,

,

Где - тепловой эффект процесса, кДж/моль;



- количество NаМХУК, которое прореагировало в процессе реакции, кг/ч

;

Расход:

1.Тепло реакционной массы на выходе,

,

Где - теплоемкость смеси, 2,808 кДж/(кг*град)



- температура выхода смеси, равная 65оС;

- количество веществ, образовавшихся в результате реакции, кг/час, равная =1560,24 кг/ч;

2.Тепло, отводимое с охлаждающей водой (),

Уравнение теплового баланса:

, откуда ,

Таблица 3.1.

Тепловой баланс реактора карбоксиметилирования



наименования

кДж/ч

1

2



Приход:

Тепло объединенного потока

Тепло реакции карбоксиметилирования








Итого



1

2



Расход:

Тепло реакционной массы на выходе

Тепло, отводимое с охлаждающей водой








Итого



Максимальный расход воды в рубашке

,

Где - скорость воды в штуцере, равная 4 м/с;



- площадь сечения штуцера, м2;

- диаметр штуцера, равный 0,01м;

Так как в головке два штуцера ввода воды, суммарный расход составит:

Температура выхода воды
Где - удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг*град);

– температура выхода и входа воды соответственно, оС.

Откуда:

Скорость течения воды в рубашке
Где - площадь живого сечения канала рубашки, м2;

- наружный и внутренний диаметр полости рубашки, м;

Расчет времени пребывания смеси

Так как реактор содержит в основном транспортирующие витки, расчет времени пребывания производится по формуле:


Где n – число оборотов шнеков, 50 об/мин;

, - количество транспортирующих витков с шагом 36 и 24, равны , ;

С учетом двух зон с обратными витками время пребывания в реакторе составит 1,9мин.

Коэффициент теплопередачи (линейный)
Где , - частные коэффициенты теплопередачи, ккал/(м2*ч*град);

, - наружный и внутренний диаметр рабочего цилиндра, м;

- коэффициент теплопроводности стенки цилиндра, равный 40 ккал/(кг*град) для Ст.3.

Смесительная головка со шнекоштырьевой мешалкой по структуре потоков относится к аппаратам идеального перемешивания. Поэтому с учетом очищающегося действия мешалки температура стенки в рабочей полости принимается равной заданной температуре смеси 65оС.

Коэффициент теплопередачи преобразуется к виду:
Определим коэффициент теплоотдачи от стенки цилиндра к охлаждающей воде.

Режим течения определяется по критерию Re:


Где - скорость течения воды в рубашке, м/с;

- эквивалентный диаметр рубашки, равный 0,02м;

- плотность воды, кг/м3;

-динамический коэффициент вязкости воды при t=20оС равен 10-4 кгс/м2;

- ускорение свободного падения, равное 9,8м/с2;

Режим течения переходный.

Для определения коэффициента теплоотдачи используется критериальное уравнение для вынужденного движения в кольцевом канале:
Где - внутренний диаметр рубашки, м;

- наружный диаметр цилиндра, м;

- теплопроводность воды при 20оС, ккал/(м*ч*град);

- коэффициент, учитывающий режим течения, равный 0,6.

Критерий Прандтля находится по формуле:
Коэффициент теплопередачи находится из выражения:
Коэффициент теплопередачи равен
Потребная длина рабочего цилиндра
Средняя разность температур определяется из температурной схемы:

Так как длина выбранного рабочего цилиндра равна 2,7 м, то указанный аппарат успешно справится с задачей отвода тепла.



Расчет сушилки


Исходные данные

1.Количество сырой реакционной массы, поступающей на сушилку, , кг/ч

1560,24

2.Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2*град); ккал/ (м2*град);

150;129,3

3.Начальная влажность , %

24,1

4.Конечная влажность , %

8

5.Теплоемкость воды , ккал/(кг*град); кДж/(кг*град)

1; 4,19

6.Начальная температура , оС

65

7.Конечная температура , оС

80

8.Телоемкость готового продукта , ккал/(кг*град); кДж/(кг*град)

0,9; 3,59

9.Теплоемкость воздуха , кДж/(кг*град)

1,05

10.Скорость воздуха в сушилке, м/с, не более

2

11.Коэффициент теплопотерь,

1,1


Тепловой баланс

Приход:

1.Тепло с сырой массой,


Где - количество сырой массы, поступающей в сушилку, кг/ч;

- теплоемкость смеси, равная 2,808 кДж/(кг*град);

- температура выхода смеси, равная 65оС.

2.Тепло с горячим воздухом,


Где - количество воздуха, поступающей в сушилку, кг/ч;

- теплоемкость воздуха, равная 1,05 кДж/(кг*град);

- температура поступающего воздуха, равная 120оС.

Расход

1.Тепло с сухой NaКМЦ,


Где – теплоемкость NaКМЦ, равная 3,59кДж/(кг*град);

- температура на выхода продукта, равная 80оС

- количество NаКМЦ, выходящей из сушилки, кг/ч:
2. Тепло с парами воды (в отработанном воздухе):
Где – теплоемкость воды, равная 4,19кДж/(кг*град);

- температура отработанного воздуха, равная 80оС

- количество воды, удаляемой в процессе сушки, кг/ч:

3.Тепло отработанного воздуха:


Где - количество воздуха, кг/ч;

- теплоемкость воздуха, равная 1,05 кДж/(кг*град);

- температура поступающего воздуха, равная 80оС.

Уравнение теплового баланса:

Откуда,
С учетом теплопотерь при =1,1 горячего воздуха на одну секцию потребуется:
Таблица 3.2.

Тепловой баланс сушки реакционной массы





Наименование

кДж/ч

1

2



Приход:

Тепло с сырой массой

Тепло с горячи воздухом








Итого



1

2



3

Расход:

Тепло с сухой NаКМЦ

Тепло с парами воды

Тепло отработанного воздуха









Итого




Скорость потока воздуха
Где,

Молярная масса воздуха:


Молярный расход воздуха на одну секцию:






Приложение 1.

Титульный лист курсового проекта (работы)
Российский государственный Университет нефти и газа

им. И.М. Губкина


Факультет химической технологии и экологии

Кафедра технологии химических веществ для нефтяной и газовой промышленности

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)

на тему:


«----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------»

Выполнил:

Студент гр. ХТ-….-…..

Фамилия И.О.

Подпись__________________



Проверил:

Должность, Фамилия И.О.


Оценка_________________

Рейтинг________________

Подпись________________

Дата___________________-









Москва – 20… г.


Литература

    1. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию / под ред. Ю.И. Дытнерского – М.: Химия, 1991. – 271 с.

    2. Казанская А.С., Скобло В.А. Справочные таблицы по курсу «Химическая термодинамика»-М.: МИНХ и ГП им. И.М.Губкина,1971.– 67 с.

    3. Белов П. С., Крылов И. Ф., Тонконогов Б. П. Методические указания по оформлению графической части курсовых и дипломных проектов – М.: МИНГ, 1987. – 64 с.

    4. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей - М.: ООО «Страс», 2006. – 720 c.

    5. Вихман Г. Л., Круглов С. А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов - М.: Машиностроение, 1978. – 327 с.

    6. Вукалович М.П., Ривкин С.Л., Александров А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. – М.: Изд-во стандартов, 1969. – 408 с.

    7. Справочник химика /под ред. Б.П. Никольского. т.2. – М.: Химия, 1964, 1168 с.

    8. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. – М.: Химия, 1987. – 496 с.

    9. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1981. – 560 с.

    10. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. – 677 с.

    11. Проектирование и расчет аппаратов основного органического и нефтехимического синтеза / Под ред. Н.Н.Лебедева: Учебное пособие. – М.: Химия,1995. – 256 с.
скачать файл


<< предыдущая страница  
Смотрите также:
«Производство карбоксиметилцеллюлозы (кмц) и полианионной целлюлозы (пац)». Приведены исходные данные и методика расчета материальных и тепловых балансов производства ингибиторов коррозии
288.06kb.
1. 1 Обечайка корпуса Таблица. 1 Исходные данные для расчета
94.21kb.
1. Рассчитать эпр, прибыль, пфу, зфу, коэффициент валовой маржи. Результаты занести в таблицу для двух вариантов: до и после изменения объёма производства. Исходные данные: выручка от реализации составляет 50 500 тыс
26.76kb.
Ускорение социально-экономического развития страны предусматривает увеличение эффективности общественного производства на основе всемерной экономии материальных, трудовых и денежных ресурсов
1269.35kb.
Рабочая программа дисциплины материаловедение. Технология конструкционных материалов. Форма обучения
166.84kb.
Исследование переотражений акустической волны при прохождении через многослойные структуры
39.87kb.
Составляющие бизнес-модели Исходные данные идеи
315.4kb.
Абота в программе начинается с заполнения лицевого счета сотрудника. Данные из лицевого счета будут использоваться в дальнейшем не только для расчета заработной платы, но и для формирования отчетов
31.06kb.
Составляющие бизнес-модели Исходные данные идеи
74.2kb.
Решение этой задачи рассматривается на конкретном примере в достаточно общем виде
121.27kb.
Ведение закупочной деятельности Методика sp 10-s-01. М-07
71.52kb.
Действительно ли история развития тепловых двигателей -это история прогресса?
107.37kb.