Ім'я файлу: лабораторна 3.docx
Розширення: docx
Розмір: 352кб.
Дата: 06.06.2022
скачати
Пов'язані файли:
курсовая мерчандайзинг.docx
ВАРІАНТ 3 ВІДПОВІДІ.docx
Реферат №1.docx
Система орфографічних вправ.doc
лаб 2 Карита.docx
лабораторна 4.docx
ЕП-2.2 Федосенко.docx
Биполярный транзистор КТ3107 - StudentLib.com.doc
Практична робота 4 (1).doc
Практична робота 4 (2).doc
Практична робота 4 (3).doc
Практична робота 4 (4).doc
full_166850588223930.docx
ЗБТв221 Залюбівська обмін речовин.pptx
ТЕМА 5.docx
курсовая важно!.docx
Новий Документ Microsoft Office Word (2).docx
Медовець О.І_стаття_Фарм.doc
СРСР.docx
Ендокрина_система_Скемська_Сніжана.docx
TPZSAP_lab_1.docx
Порівняння_Борисп_та_бровар_Правки_29_01.docx
Анілін (1).pptx

Міністерство освіти і науки України

Національний Університет “Одеська політехніка”

Хіміко-технологічний факультет

Кафедра органічних та фармацевтичних технологій

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ОКИСЛЕННЯ МЕТАНОЛА В ФОРМАЛЬДЕГІД В РЕАКТОРІ З АДІАБАТИЧНИМИ ШАРАМИ КАТАЛІЗАТОРА

Виконала:

Студентка гр.ХТ-191

Карита Н.В.

Перевірив:

Борщ О.А

Одеса 2022

1. МЕТА РОБОТИ:

 провести розрахунки полів концентрацій компонентів і температури в адіабатичних шарах каталізатора реактора для окислення метанолу в формальдегід, користуючись прикладними програмами;

 аналізуючи отримані результати, визначити технологічні параметри шарів каталізатора.

2. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

У адіабатичному реакторі каталізатор розташований на декількох полицях, між якими знаходяться міжшарові теплообмінники, призначені для відведення тепла для екзотермічних процесів за допомогою зовнішнього теплоносія. Початкова газова суміш поступає на полицю з адіабатичним шаром каталізатора, де хімічний процес проходить без теплообміну з навколишнім середовищем. На виході з шару температура не повинна перевищувати максимально допустиму за умовами термостійкості для даного каталізатора. Схема такого реактора приведена на рис. 4.1а. Розрахунок реактора з адіабатичними шарами каталізатора проводимо на прикладі процесу окислення метанолу в формальдегід на окисному залізомолібденовому каталізаторі. У даному процесі протікають дві послідовні, практично безповоротні реакції:



Енергія активації першої реакції (4.1) помітно більше, ніж другий (побічної). Для цього випадку теоретично оптимальним режимом є ізотермічний режим при максимально допустимій температурі. Для даного каталізатора температурний діапазон роботи 220 – 365 С.



На рис. 4.1б приведена характерна залежність зміни температури по шарам каталізатора. При розрахунку параметрів каталітичних шарів адіабатичного реактора повинна застосовуватися відповідна математична модель процесу. Для розрахунку стаціонарних режимів в адіабатичному шарі каталізатора використовується модель ідеального витіснення. Для процесу окислення метанолу і формальдегіду, в якому протікають дві послідовні безповоротні реакції, система рівнянь має вигляд:





Розрахунок процесів, що протікають в адіабатичному шарі каталізатора, проводиться з використанням програми «Адіабатичний реактор», що входить до складу програмного комплексу COMPLEX. Система рівнянь (4.3–4.11) вирішується методом Рунге-Кутта четвертого порядку точності з автоматичним вибором величини шагу по координаті.

3. МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Для заданого складу реакційної суміші ( за початковим даними табл. 4.1 і 4.2) оцінити необхідну кількість шарів адіабатичного реактора за формулою:



де Тдоп = Тмах – Твх – допустима зміна температури в шарі каталізатора; Тад=(–H)c0/(cp)Х – адіабатичний розігрів суміші; град; –H = 160 кДж/моль; Ср = 1,000 – теплоємність реакційної суміші, кДж/( кг  К);  = 1,29 –густина реакційної суміші, кг/м3 ; С0 – концентрація метанолу на вході в реактор, моль/ м3 . За технологічними умовами приймаються наступні температури на виході з шарів каталізатора (Тмах): для 1 шару – 340 0С; для 2 шару – 3500С; для 3 і подальших шарів – 3550С. Тоді при температурах входу 230–2500С допустима зміна температури в шарі каталізатора складе Тдоп = (90–110) 0С. Величину адіабатичного розігріву необхідно розрахувати за початковим даними свого варіанту, приймаючи Х = 0,995. 2. Розрахувати реактор при умові завантаження у всі шари зерен каталізатора одного розміру – 6 мм. Підбір часу контакту в кожному шарі здійснюється при варіюванні температури входу (Твх). Загальна ступінь перетворення в реакторі повинна бути не менше за 0,990. Ступінь перетворення в одному шарі дорівнює відношенню загального ступеня перетворення в реакторі до кількості шарів каталізатора. Визначити максимальний вихід формальдегіду і оптимальну ступень перетворення. 3. Розрахувати реактор при умові завантаження в шари зерен каталізатора різного розміру: 1 шар – 6 мм; 2 шар – 4 мм; 3-й і подальші шари – 2 мм при тих же умовах (див. п.2). Визначити вихід формальдегіду. 4. Порівняти максимальний вихід формальдегіду двох варіантів завантаження каталізатора в реакторі.

1. За початковим даними

М1=2,65

Ф2=0,2

В1=1,2

К1=3,4

розрахуємо адіабатичний розігрів за формулою



Тад=160 000  2,65  0,995 / (1000  1,29) = 327,038 С

2. Зробимо оцінку необхідної кількості шарів адіабатичного реактора за формулою:



де Тдоп = Тмах – Твх – допустима зміна температури в шарі каталізатора. Тут треба трохи виправити величину Тдоп, тому що як обмеження стоїть значення Твх = 215 С, а для Тмах = 355 С. Тоді Тдоп = 140 С, і значення N = 327,038 С/140 С = 2,335

Тобто нам потрібно 3 шари каталізатору (округлення виконуємо в більшу сторону).

Тмах для 1 шару- 340С. Для 2 шару -350С. Для 3 шару - 355С.

Шар
Твх, С
Твих, С
Х частки
Селективність
к, с

1
230
345,4
0,345
0,968
0,223

2
230,50
350,276
0,695
0,956
0,315

3
236,00
355,070
0,998
0,904
0,920

4
230
350
0,693
0,962
0,250

2




























скачати

© Усі права захищені
написати до нас