化工工藝計算方法培訓(編輯修改稿)
2025-01-16 10:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 +x2= HCl循環(huán)量 x3= ( + )= 解（ 2） 直接迭代法 設(shè)以 HCl的循環(huán)量 x3作為迭代變量 迭代步驟為： 1）假設(shè) x3 2）用式 (+)=200 求出 x1, x2 3）將 x1, x2代入 x3=(+)方程 求出 x3’，與初值比較，若誤差已經(jīng)達到收斂指標，則結(jié)束計算。 現(xiàn)設(shè) x3=150kmol/h，迭代過程各變量值如下 迭代次數(shù) x3 x2 x1 x3’ 1 150 2 3 4 由此可知，迭代 4次即可收斂 。 （ 4）物料的排放 物料的排放是為了防止循環(huán)過程中某些組分的積累。例如，合成氨工藝和氫氣循環(huán)使用的加氫工藝。 例 3 有甲苯脫烷基制苯過程，其反應(yīng)式如下 主反應(yīng) C6H5CH3 + H2 → C 6H6 + CH4 副反應(yīng) 2C6H6 → (C 6H5)2 + H2 (聯(lián)苯） 反應(yīng)器的進口壓力為 3450KPa，為提高選擇性和減輕反應(yīng)器結(jié)焦，氫與甲苯進反應(yīng)器的分子比為 5︰ 1，當轉(zhuǎn)化率為 70%時，選擇性為 %，進料氫氣的組成為 95%H2， 5%CH4。設(shè)循環(huán)氣體壓縮機的設(shè)備折舊費和操作費用為 /（ )，氫氣的價格為 4000元 /噸，不計循環(huán)中物料加熱冷卻所需的費用，試確定排放氣體的甲烷濃度。 解：根據(jù)題意該過程的流程結(jié)構(gòu)如下： 換熱 反應(yīng) 壓縮 分離 氫氣 甲苯 循環(huán)氣 苯 聯(lián)苯 排放氣 1）列出各組分物料平衡方程 （ 1）甲苯 FT=PB/S FT,PB 甲苯進料量，苯的產(chǎn)量 （ 2）聯(lián)苯 PD=PB(1S)/2S PD,S 聯(lián)苯產(chǎn)量，反應(yīng)的選擇性 （ 3）氫 =PB/SPB(1S)/2S+YPH PG YPH 排放氣中的氫含量 mol% PG 排放氣量 FG 氫氣進料量 （ 4）甲烷 +PB/S=(1YPH)PG 將（ 3） + （ 4）得 （ 5）排放氣量 PG=FG+PB(1S)/2S=FG+PD 以（ 5）代入（ 3）得 （ 6）氫氣進料量 ?????? ????? )1)(1(211)( SYYS PF PHPHBG （ 7）循環(huán)氣量： CG=(FT 5/XFG )/YPH X 轉(zhuǎn)化率 CG 循環(huán)量 2)設(shè) FT=100kmol/h, YPH=40%，求循環(huán)氣量、補充氣量和循環(huán)壓縮機功率 FG=100( )/() = PG=FG+PD=+100()/2 = CG=(5 100/ )/ =1356kmol/h 設(shè)反應(yīng)器入口至循環(huán)壓縮機進口壓降為 450kpa，進口溫度 313k，壓縮機出口壓力 3500kpa，壓縮過程的多變指數(shù) n=，效率 ?=，壓縮因子 Z=1，則每kmol循環(huán)壓縮機的理論功耗： ?????? ???? ? 1)12(1 /)1( nnPPZRTn nW W=故循環(huán)壓縮機理論功耗 W CG=1356 = 106kJ
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