Производство поливинилбутираля

Рефераты по химии / Производство поливинилбутираля
Страница 14

3.3 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ И ТАБЛИЦЫ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ОСНОВНОГО АППАРАТА – АЦЕТОЛЯТОРА

Режим ацеталятора:

1. Охлаждение поливинилового спирта от 600 до 100С – 4 часа:

– охлаждение водой от 600 до 20°С – 3 часа;

– охлаждение рассолом от 200 до 10°С – 1 час.

2.Нагрев смеси от 100 до 550С – 11 часов.

3.Выдержка смеси при 55°С – 1 час.

4. Охлаждение смеси до 25°С – 3 часа.

В качестве хладагентов используют холодную воду и раствор СаСl2. Вода является наиболее распространенным охлаждающим агентом. Её достоинства: высокая теплоёмкость; большой коэффициент теплопередачи и доступность. Для более быстрого охлаждения применяется раствор СаСl2 – смесь, которая со льдом дает низкую температуру (– 550С). При пуске холодной воды тепло отводится:

От аппарата, кДж/сут:

Qапп. = Gапп. • с • (tн – tк) = 25930 • 0,5028 • (60 – 20) = 521504,16

где: tн – начальная температура = 600С;

tк – конечная температура = 200С;

с – теплоёмкость материала = 0,12 • 4,19 = 0,5028 кДж/кг•К [из регламента КХЗ]

Gапп.– масса аппарата = 25930 кг

От рубашки, кДж/сут:

Qруб. = Gруб. • с • (tн – tк) = 3700 • 0,5028 • (60 – 20) = 74414,40

Qсм. =(Gсм. / n) • ссм.• (tн – tк)=(184846,21 / 6) • 2,41 • (60 – 20)= 2969862,44 кДж/сут

Определяем тепловую нагрузку, кДж/сут:

Qнагр. = 521504,16 + 74414,40 + 2969862,44 = 3565781,00

Охлаждение водой ведётся 3 часа, кДж/сут:

Qнагр. = 3565781,00 / 3 = 1188593,67

Определяем расход охлаждающей воды:

W = Qнагр. / своды • (t2ср. – t) = 1188593,67 / 4,19 • (17,24 – 12) = 53893,30 кг/ч = 54 м3/ч

где: своды – теплоёмкость воды = 1 • 4,19 = 4,19 кДж/кг•К [из регламента КХЗ]

Вода на охлаждение поступает с температурой 120С, средняя конечная температура охлаждения воды t2 = 220С.

t2ср = t1 + ∆tср • 2,3 lgA

200 600

120 220

80 380

A = (T1 – t2) / (T2 – t1)

∆tср = T1 – T2 / [2,3 lg (T1 – t1) / (T2 – t1)] • (A – 1) / (2,3 A lgA)

∆tср = 60 – 20 / [2,3 lg (60 – 12) / (20 – 12)] • (1,26 – 1) / (2,3 • 1,26 lg1,26) =

= (40 / 1,79) • (0,26 / 0,29) = 19,80C

t2ср = 12 + 19,8 • 2,3 lg1,26 = 17,240С

При пуске рассола тепло отводится от аппарата, кДж:

Qапп. = 25930 • 0,5028 • (20 – 10) = 130376,04

Qруб. = 3700 • 0,5028 • (20 – 10) = 18603,60

Qсм. = 184846,21 • 2,41 • (20 – 10) = 4454793,66

Qнагр. = 130376,04 + 18603,60 + 4454793,66 = 4603773,30

Рассол на охлаждение поступает с температурой (–140С) и уходит с температурой (–120С).

Определяем расход рассола,

W = Qнагр. / своды • (tк. – tн.) = 4603773,30 / 2,73 • (14 – 12) = 843181,92 кДж/ч

Нагрев смеси от 10 до 550С:

Qнагр. = Qапп. + Qсм. + Qпот.

Qапп. = 25930 • 0,5028 • 45 = 596692,18 кДж

Qпот. = Qпот. изв. + Qпот. неизв.

Qпот. = αобщ. • τ • (tст. – tвозд.)

αобщ. = 8,4 + 0,06 • (tст. – tвозд.)

где: tвозд. = 200С

Температура нагруженной неизолированной стенки (–38). Температура нагруженной изолированной стенки (– 260С).

α1 = 8,4 + 0,06 • (38 – 20) = 9,48 • 4,19 = 39,72 кДж/м2•ч•гр.

α2 = 8,4 + 0,06 • (26 – 20) = 8,76 • 4,19 = 36,70 кДж/м2•ч•гр.

Определяем потери тепла, кДж:

Qпот. неиз. = 39,72 • 8,8 • (38 – 20) = 6305

Qпот. изв. = 36,70 • 25,2 • (26 – 20) = 5549

Qпот. = 6305 + 5549 = 11854

Qсм. = (184846,21 / 6) • 2,41 • 45 = 3341095,25

Потери тепла в окружающую среду компенсируется поступающим теплом для выдержки смеси в течение часа при t = 550С, кДж:

Qнагр. = 596692,18 + 3341095,25 + 11854 = 3949641,43

Нагрев ведётся горячей водой в течение 11 часов, кДж:

3949641,43 / 11 = 359058,31

Расход горячей воды

W = Qнагр. / своды • (Т1 – t2ср.) = 359058,31 / 4,19 • (80 – 62,7) = 4953,42 кг/ч = 5 м3/ч

где: своды – теплоёмкость воды = 1 • 4,19 = 4,19 кДж/кг•К [из регламента КХЗ]

t2ср. – средняя конечная температура сходящей воды;

Т1 = 800С

t2ср = Т1 + ∆tср • 2,3 lgA

A = (T1 – t2) / (T2 – t1) = (80 – 55) / (70 – 55) = 1,66

∆tср = t2 – t1 / [2,3 lg (T1 – t1) / (T1 – t2)] • (A – 1) / (2,3 A lgA)

∆tср = 55 – 10 / [2,3 lg (80 – 10) / (80 – 55)] • (1,66 – 1) / (2,3 • 1,66 lg1,66) = 340C

T2ср = 80 – 34 • 2,3 lg1,66 = 62,70С

Определяем необходимую площадь теплообмена аппарата, для этого необходимо рассчитать коэффициент теплоотдачи:

Определяем теплоту реакции по энтальпии сгорания:

Страницы: 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Информация о химии

Mg — Магний

МАГНИЙ (лат. Magnesium), Mg (читается «магний»), химический элемент IIА группы третьего периода периодической системы Менделеева, атомный номер 12, атомная масса 24,305. Природный магний состоит из трех стабильных нукл ...

Химия полимеров

Химия полимеров — раздел химии, в котором изучаются химические свойства полимеров. Делится на разделы: физическая химия полимеров, структурная и т. д. Синоним — химия высокомолекулярных соединений — раздел орган ...

Ni — Никель

НИКЕЛЬ (лат. Niссolum), Ni, химический элемент с атомным номером 28, атомная масса 58,69. Химический символ элемента Ni произносится так же, как и название самого элемента. Природный никель состоит из пяти стабильных нуклидов: 58N ...