Расчет материального баланса и основных технологических показателей процесса получения метанола.

Данные для расчета:

Основная реакция:

(1)

Побочные реакции:

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

Рабочий объем катализатора – 24 м3.

Расход оксида углерода и метанола на побочные продукты с учетом рецикла, %(масс.):

СО СН3ОН

Реакция 2 – 3,8 реакция 6 – 1,9

Реакция 3 – 4,1 реакция 7 – 0,5

Реакция 4 – 2,5

Реакция 5 – 0,7

Итого: 11,1 2,4

Температура – 655 К – 382 оС.

Давление – 38,8 МПа.

Объемная скорость газа – 22,2·103 .

Мольное соотношение Н2 : СО – 7,5.

База для расчета – 1 час работы установки.

1) Объем синтез-газа подаваемого в реактор за 1 час (учетом рецикла)

расход при нормальных условиях

V0=22,2·103·24=532,8·103 нм3/ч;

при условиях реактора (по формуле Менделеева-Клайперона)

.

2) Массы водорода и оксида углерода, подаваемые в реактор

количество кмоль синтез-газа:

532,8∙103·1000/(22,4∙1000)=23785,7 кмоль/ч;

количество моль водорода:

;

количество кмоль СО

23786-20988=2798 кмоль/ч.

, ;

, .

3) Расход оксида углерода

на целевую реакцию:

78344·(100 - 11,1)/100=69648 кг/час;

на побочные:

78344-69648=8696 кг/час.

4) Масса образующегося метанола

масса водорода на целевую реакцию

;

Масса метанола

69648+9950=79598 кг/ч.

5) Расход метанола на побочные реакции

на реакцию (6)

79598·1,9/100=1512 кг/ч;

на реакцию (7)

79598·0,5/100=398 кг/ч.

Часовая производительность установки на 100% метанол:

79598-1512-398=77688 кг/ч.

6)Балансовый расчет по реакциям

реакция (2)

СО: 78344·3,8/100=2977 кг/ч;

Н2: ;

СН4: ;

Н2О: ;

реакция(3)

СО: 78344·4,1/100=3212 кг/ч;

Н2: ;

СН4: ;

СО2: ;