Розрахунок та проектування парофазного конвертора метану в установці отримання азотно-водневої суміші - Курсовая работа

Азот входить до складу різноманітних хімічних зєднань: нітратів, нітридів, амінів, амінокислота ін. Бурхливий розвиток азотної промисловості обумовлюється в першу чергу необхідністю задоволення потреб зростаючого населення земної кулі продуктами землеробства. Виробництво аміаку, як відомо, відрізняється великою енергоемкістю. Історію розвитку виробництва аміаку можна розглядати як боротьбу за збільшення корисного використання електричної, теплової, та механічної енергії. Використання природного газу у виробництві аміаку збільшило загальний енергетичний вихід до 40%.Газ, який відав у теплообміннику надлишок тепла, потрапляє в конвертор окису вуглецю 6; на вході в конвертор до газу додається невистачаюча кількість пару. Із колектора природний газ з тиском 2,03-2,13 МПА поступає в між трубний простір теплообмінника природного газу (2), де змішується з водяним паром (Т=523 К) до співвідношення пар: газ = (2…2,3): 1 і нагрівається до 673 К конвертованим газом, який поступає із конвектора СО другого ступеня (8). Із змішувача паро-киснева суміш (співвідношення кисень: природний газ = 0,657: 1; пар: газ = (2,7…3): 1) з температурою 623 - 673 проходить змішувальний канал і входить зверху в конвертор метану (5), направляючись на каталізатор. Після конвертора СО другої ступені (8) конвертований газ з температурою до 713К направляється в теплообмінник природного газу (2), де охолоджується до 593 К, і поступає в нижню частину скрубера-охолоджувача першої ступені (9), в якому газ охолоджується циркулюючим конденсатом до температури 413К з одночасною конденсацією більшої частини водяного пару. Кінцева десорбція СО2 із розчину відбувається при кипінні його у виносних кипятильниках (16) за рахунок теплоти циркуляційного конденсату, поступаю чого із скрубера-охолоджувача першої ступені (9) з температурою 448К. додатково розчин підігрівається гарячою парогазовою суміщу, яка поступає із регенератора другого ступеня (21) в регенератори першого ступеня (15).Температура парогазової суміші (у кільцевому просторі) - 1100 К;За формулою m=V*Mr/ 22.4 знайдемо масу речовини: m (CH4) =8571.429 кг/год. m (СО2) =613.839 кг/год. m (С2Н6) =187.5 кг/год. m (N2) =37.5 кг/год. Обєм парів води, які приходять з трубчатої печі, знайдемо по заданому обємному співвідношенню водяної пари і газу на вході в конвертор 1,05: 1, тобто пару приходить на 5% більше від обєму газу, що в перерахунку буде мати вигляд: Знайдемо 5% від заданого обєму газу за пропорцією: V5%=Vг*5/100= 12500*5/100=625м3/год. · СО<2 (0,03%)>Звідси знаходимо обєм кожного компонента: V (О2) =Vпов*?О2=131250*20,99=2754937.5м3/год. Враховуючи стехіометрію реакції: V (СО) =V (CH4) *9=108000м3/год., 135000 або кг/год. Звідси знайдемо: m (О2) (3) = [m (С2Н6) *Mr (О2) / Mr (С2Н6)] *3.5=700кг/год. m (О2) (4) знайдемо за реакцією: СН4 0,5О2>СО 2Н2; враховуючи те що метан прореагував не повністю: мр (СН4) =4628,57-69,428 m (О2) (4) = [мр (СН4) *Mr (О2) /Mr (СН4)] /2 = 4559.142кг/год. m (О2) (2) =700 4559.142=5259.142кг/год. m (О2) =3935625-5259.142=3930365.858 кг/год. m (СО2) =m (СО2) пр.Для розрахунку приймемо наступні данні, які зазначені у таблиці 5: Таблиця 5 - Константи речовин. Прихід тепла: Для знаходження фізичного тепла приходу і витрат розрахуємо молі речовин за формулою: n= ; Данні занесемо до нижче вказаної таблиці 6. Фізичне тепло парогазової суміші, що поступило знайдемо за формулою: Q=?nicit, де ni - мольна доля речовини; Для знаходження теплоти реакцій, знайдемо ?Ср, використовуючи коефіцієнти реакцій, які зазначені у таблиці 6. Для реакції СН4 0,5О2>СО 2Н2, знайдемо коефіцієнти: ?а=28,41 2*27,28-0,5*31,46-17,45=49,79;IMG_e1619cc7-c1fd-498b-9b8a-8f303f9a2f04

IMG_cdeeecea-7020-4350-92ca-7cf19df22c42

IMG_2399316b-5e76-43f4-80c5-f0598b36e9b8

IMG_46244a88-da35-448d-887a-68f2d8ae1411

IMG_2a623e91-7e1e-4aae-b450-49e5c6de2371

IMG_318e2d20-dfb3-4564-84f8-b08fcd332f16

IMG_8e61a62f-83f1-43b5-bb9b-4d12a2d5618f

IMG_d36156d6-719d-4e59-90eb-43deb77b6333

IMG_60d8c2b8-213a-44cf-889f-1a9f65cae8d5

IMG_7a971c2b-ccb3-443f-b57e-43c1d29616a7

IMG_7ac2b388-b413-4344-98cc-de80f1744644

IMG_1203341d-2d0b-434a-b379-52a577ac109c

IMG_87942ef7-a075-45a4-8d8c-e4657a0e6641

IMG_15a637a6-d4a8-4c5c-baa5-7b3960467de6

IMG_51437a85-88e2-45a2-bcf1-9ee164611a81

IMG_42aac09f-6b00-4058-be1d-812dbe511f82

IMG_f8c356cc-cf57-4c86-8892-990a4c28d79b

IMG_78e4a663-b693-4ef3-9e0d-53ccfd0fe255

IMG_54b9af09-36e4-4f04-b8ab-074dbb130812

IMG_4aea6d4f-1f7c-4300-82c8-a240f33e8132

IMG_42d2c084-3ed1-4686-a342-2497b7897b53

IMG_cbb6c1ab-1fb4-458b-89a5-c58756fdbd8f

IMG_b48253e2-ff39-4b2e-88e2-3d02a534dbf0

IMG_b0d490b7-b181-441c-98d2-cbdc9cf7c1b9Умови розрахунку: розрахувати основні розміри опори для вертикального з циліндричним днищем апарату, який підвішаний на чотирьох лапах за наступними вихідними даними: навантаження однією лапою G=0,1Мн; матеріал корпусу апарату і лап - сталь (?ид. =120 Мн/м2); число ребер у лапі z=2; вишипна реак

Зміст

Вступ

1. Загальна частина

1.1 Характеристика вихідних матеріалів та готової продукції

1.2 Аналітичний огляд літератури

1.2.1 Фізико-хімічні основи виробництва. [3]

Каталізатори синтезу аміаку.

1.2.2 Порівняльний аналіз існуючих варіантів технологічних схем. [1]

1.2.3 Порівняльний аналіз існуючих конструкцій апарата, що проектуються. [5]

1.3 Обґрунтування вибору конструкції апарата, що проектується

1.4 Норми технологічного режиму

2. Спеціальна частина

2.1 Матеріальні розрахунки

2.2 Теплові розрахунки

2.3 Технологічні розрахунки

2.3.1 Розрахунки елементів конструкції апарату

3. Охорона праці

4. Охорона навколишнього середовища

Висновки

Список використаноїлітератури