Poliamid tolalari ishlab chiqarish bo'yicha endi poliamid tolalaridan keyin ikkinchi o'rinni egallaydi

Issiqlik balansini hisoblash
Issiqlik balansi tenglamasi
F ₀ + F ₁ + F ₂ + F ₃ = F ₄ + F ₅ + F ₆ + F ₇ + F ₈ + F _pot + F _otv ,
bu erda F _{0 -} reaktsiyalarning issiqligi,
F ₁ - propan-propilen fraktsiyasi,
F ₂ - ammiak,
F ₃ - kislorod,
F ₄ - kasrning qolgan qismi,
F ₅ - ta'sirlanmagan ammiak,
F ₆ - akrilonitril,
F ₇ - asetonitril,
F ₈ - gidrosiyan kislotasi,
F _ter - issiqlik yo'qotilishi,
F _ot - olib tashlangan issiqlik.
Bu erda F ₀ , F ₁ , F ₂ , F ₃ - kiruvchi issiqlik oqimlari (F _at ); F ₄ , F _5, F _6, F _7, F ₈ , F _pot , F _otv - olib tashlangan issiqlik oqimlari.
Jarayonning harorati 723 K.
Issiqlik oqimi tenglamasi
F =  ,
bu erda C _i - o'ziga xos issiqlik, J / (mol▪K);
X _i - tarkibiy qismning tarkibi, massa ulushi,%;
G _Mi - molar oqim tezligi, kmol / s:
G =  ,
bu erda R - iste'mol, kg / soat;
M - molekulyar og'irlik.
Maxsus issiqlik:
S _propilen = 63,89 J / (mol-K);
S _propan = 73,51 J / (mol-K);
Bilan _ammiak = 35,65 J / (mol ∙ K);
S _kislorod = 29,37 J / (mol-K);
C _akrilonitril = 72,398 J / (mol ∙ K);
C _asetonitril = 52,208 J / (mol ∙ K);
Bilan _HCN = 35,864 J / (mol ∙ K);
Issiqlikning kelishi:
propilen-propan fraktsiyasi bilan issiqlik kiritish:
M _fr = Σ  42.07
G _fr =  0,124 kmol / s
F ₁ =  ∙ 723 ∙ 0,124 = 5757,71 kVt
ammiak bilan issiqlik kelishi
G =  0,0688 kmol / s
F ₂ =  ∙ 723 ∙ 0,0688 = 1764,46 kVt
kislorod bilan issiqlik kelishi
G =  = 0,1143 kmol / s
F ₃ =  ∙ 723 ∙ 0,1143 = 509,7 kVt
kimyoviy reaktsiyalar bilan birga issiqlik kelishi
Δ H ⁰ ₂₉₈ = ΣΔ H ⁰ _{298 (prod)} -ΣΔ H ⁰ _{298 (tashqariga)}
 
Reaksiya bo'yicha (1)
Δ H ⁰ ₂₉₈ = (184.9-725.475) - (20.414-46.19) = -514.799 kJ / mol
Reaksiya bo'yicha (2)
Δ H ⁰ ₂₉₈ = (87.9-393.511-725.475) - (20.414-46.19) = -1005.31 kJ / mol
Reaksiya bo'yicha (3)
Δ H ⁰ ₂₉₈ = (1134.7-393.511-743847-483.65) - (20.414-46.19) =
= -791,532 kJ / mol
F ₀ =  = (5143799-173.77 + 1005.31-31.375 + 791.535-36.2) =
= 20785,23 kVt
umumiy issiqlik kiritish
F _prix = F ₀ + F ₁ + F ₂ + F ₃ = 20785.23 + 5620.93 + 1764.46 + 509.7 = 28680.32 kVt
Yoyilgan issiqlik
issiqlikni atrofga surting
F _pot = 0.05F da _x = 0.05 ∙ 28680.32 = 1434.02 kVt

fraksiyaning qolgan qismi bilan chiqarilgan issiqlik

G ' _fr =  0,057 kmol / s
F ₄ =  ∙ 723 ∙ 0,057 = 2646,57 kVt
ammiakning qolgan qismi bilan chiqarilgan issiqlik
G =  = 0,0017 kmol / s
F ₅ =  ∙ 723 ∙ 0,0017 = 43,60 kVt
maqsadli mahsulot bilan olib tashlangan issiqlik - akrilonitril
G =  = 0,048 kmol / s
F ₅ =  ∙ 723 ∙ 0,048 = 2016,78 kVt
yon mahsulot bilan olib tashlangan issiqlik - asetonitril
G =  = 0,0087 kmol / s
F ₅ =  ∙ 723 ∙ 0,0087 = 36,81 kVt
mahsulot - gidrosiyan kislotasi bilan chiqarilgan issiqlik
G =  = 0,01 kmol / s
F ₅ =  ∙ 723 ∙ 0,01 = 22,09 kVt.
Issiqlik balansi 3-jadvalda keltirilgan.
3-jadval - Akril kislota nitril ishlab chiqarishning issiqlik muvozanati

Kelmoqda	kw	%	Diversiya	kw	%
F 0 - reaktsiyalarning issiqligi;	20785.23	72.13	F 4 - kasrning qolgan qismi	2646.57	9.18
F 1 -propan-propilen fraktsiyasi	5757.71	19.98	F 5 - reaksiyaga kirishmagan ammiak	43.60	0.15
F 2 - ammiak	1764.46	6.12	F 6 - akrilonitril	2016.78	7.00
F 3 - kislorod	509.7	1.77	F 7 - asetonitril	36.81	0.13
			F 8 - gidrosiyan kislotasi	22.09	0,08
			F ter - issiqlik yo'qotilishi	1434.02	4.98
			F ot - olib tashlangan issiqlik	22587.12	78.48
Jami	28817.10	yuz	Jami	28817.10	yuz

Reaktorni hisoblash
Katalizatorning massa zichligi r _sat = 2500 kg / m ³ , zarracha zichligi r = 4700 kg / m ³ , teng zarracha diametri d _e = 1 mm. Havoning harorati 450 ⁰ S. Suyultirish raqami K _ω = 1.6. Katalizatorlar unumdorligi reaktor unga o'rtacha yashash vaqti bilan, 10500 t / h bo'lgan τ ₀ = 480 min. Mehnat sharoitida havo sarfi 73893,29 m ³ / soat. Panjaraning bo'sh maydoni 0,015, teshiklari diametri 0,8 mm, panjaraning qalinligi esa 2 mm.
450 ⁰ S da havo yopishqoqligining dinamik koeffitsienti : m = 0,034 ∙ 10 ^-3 Pa ∙ s.
Havoning zichligi
r = 1.293  = 0.488 kg / m ³ ;
Binobarin,
Ar =  =  = 1.946 ∙  ;
Ar = 1.946 value qiymati Ly _cr = 4 ∙ ga  to'g'ri keladi . Bu erdan
ω _cr =  =  = 0,505 m / s;
Ishlaydigan havo tezligini aniqlang:
ω = K _ω ∙ ω _cr = 1,6 ∙ 0.505 = 0.808 m / s;
To'xtatilgan qatlamning g'ovakliligini topamiz. K _ω = 1.6 da
Ly =  = 1,6 ³ ∙ 0,04 = 0,16;

Ilovaga muvofiq Ly = 1,6 ∙ 10 ^-1 va Ar = 1,946 ∙ 10 ^{4 bilan} bizda ε = 0,47 bo'ladi.

To'shakning bepul qismida haqiqiy havo tezligi:
ω _d =  =  = 1,719 m / s;
Ikkilamchi havo sarfi:
V =  = 20,526 m ³ / s;
Apparat bo'limlari:
S =  =  = 25,403 m ² ;
Reaktor diametri:
D =  =  = 5.689 m;

Reaktorda qatlam balandligini aniqlang. Reaktordagi katalizator massasi:

M = L ∙ t ₀ = 10500 ∙ 480/60 = 84000 kg;
Katalizatorning qattiq yotoq hajmi:
V _k = M / r _us = 84000/2500 = 32,6 m ² ;
To'shakning belgilangan balandligi:
h ₀ = V _k / S = 32.6 / 25.403 = 1.323 m;

Ruxsat etilgan yotoq g'ovakliligi:

ε ₀ = 1-  = 1-  = 0.47;
K _ω = 1,6 da to'xtatilgan qatlam balandligi :
h =  =  1.323 = 1.323 m;
Reaktorning umumiy balandligi:
H = 5 h = 5 ∙ 1.323 = 6.615 m;
Reaktorning gidravlik qarshiligini hisoblaymiz. Qatlamning qarshiligi:
Δ p _w = ρ (1-ε ₀ ) gh ₀ = 4700 (1-0.47) 9.81 ∙ 1.323 = 32400 Pa;
Erning kesimidagi panjara teshiklarida havo tezligi d = 0,015:
ω ₀ = ω / φ = 0.808 / 0.015 = 53.87 m / s;
Panjara teshiklarining diametri d ₀ = 0.0008 m, katak qalinligi δ = 0.002 m. Bilan d ₀ / δ = 0,4, dasturga ko'ra, biz = 0,63 C topish.
Panjara qarshiligi:
Δ p _mahallasi = 0.503ω ₀ ² ρ _c = 0,503 ∙ 53.87 ² ∙ 0.488 ∙ = 1800 Pa; 

Reaktor qarshilik:

Δ p = Δ p _CL + Δ p _{Resh quyidagilarni} = 32400 + 1800 = 34200 Pa.


Xulosa
Propilenning oksidlovchi ammonolizasi bilan akrilonitril olish jarayoni ko'rib chiqildi. Akrilonitrilni olishning boshqa usullari asosan avvalgi ahamiyatini yo'qotdi, chunki ulardan foydalanganda akrilonitrilning zarur hosildorligiga erishilmaydi, shuning uchun ular iqtisodiy jihatdan unchalik maqsadga muvofiq emas.
Akrilonitril ishlab chiqarish uchun sohada propilenning oksidlovchi ammonoliz usuli qo'llaniladi, shuning uchun asosiy xom ashyo turlari propilen va ammiakdir.
Moddiy balans hisoblab chiqildi, bu boshlang'ich mahsulotlarning konversiyasining yuqori darajasini ko'rsatdi; issiqlik muvozanati, bu jarayon issiqlikning katta tarqalishi bilan davom etayotganligini ko'rsatdi, bu esa o'rnatishning barcha ehtiyojlarini ta'minlaydi (havo uchun kompressor haydovchi, aralashmalarning ajralishi va boshqalar). Akrilonitril ishlab chiqarish reaktorining asosiy parametrlari hisoblab chiqilgan.

Amaldagi manbalar ro'yxati
1. Filimonova, ON. Ishlab chiqarish jarayonlarini texnologik hisob-kitoblari [Matn]: darslik. nafaqa / O. N. Filimonova, M.V. Enyutin. - Voronej. davlat texnol. akad., - Voronej, 2005. - 120 p.
2. Rodionov, A.I. Atrof muhitni muhofaza qilish texnologiyasi [Matn]: universitetlar uchun o'quv qo'llanma / A.I. Rodionov, V.N. Klushin, N.S. Torocheshnikov. - 2-nashr, Rev. va qo'shing. - M.: Kimyo, 1989. - 512 p.
Pavlov, K.F., Romankov, P.G., Noskov A.A. Kimyoviy texnologiya jarayonlari va qurilmalari kursi uchun misollar va vazifalar [Matn]: universitetlar uchun o'quv qo'llanma; tahrir. Muxbir a'zosi SSSR Fanlar akademiyasi P.G. Romankov. - 10-nashr, Rev. va qo'shing. - L.: Kimyo, 1987. - 576 p., Ill.
Suyuq yotoq apparati hisob-kitoblari: Ma'lumotnoma [Matn]; tahrir. I.P. Muxlenova, B.S. Sajin, V.F. Frolov. - L.: Kimyo, 1986. - 352 p.
Neft kimyogarining qo'llanmasi. 2 jildda, 2-jild; tahrir. S.K. Ogorodnikov. - L.: Kimyo, 1978. - 592 p., Ill.
Kimyogarlar uchun qo'llanma 1-jild; tahrir. B.N. Nikolskiy. - L.: Kimyo, 1966. - 1072 p.
Kimyogarlar uchun qo'llanma 2-tom; tahrir. B.N. Nikolskiy. - L.: Kimyo, 1971. - 1168 b.
Sanoatdagi zararli moddalar. Kimyogarlar, muhandislar va shifokorlar uchun qo'llanma. [Matn]: tahrir. sharaflangan faol fan prof. N.V. Lazarev va dots. asal Fanlar E.N. Levina, tahrir. - 7-qator. va qo'shing. Uch jildda. T.2; - L.: Kimyo, 1979. - 624 p.