1.Материально-потоковый граф движения продуктов переработки нефти
2. Расчетная часть
1. Найдем массу угля, поступающего на ТЭЦ, млн. т.
По условию мощность ТЭЦ составляет , а КПД ТЭЦ .
Найдем количество теплоты, получаемое при сжигании угля на ТЭЦ для получения необходимой мощности:
.
Массу угля, сжигаемого на ТЭЦ за год, определяем по уравнению, кг:
,
где - удельная теплота горения каменного угля, Дж/кг.
Перед этим переведем МВт в Дж:
1 кВт×ч = 3,6×106 Дж, или 1 Вт×год = 3600×365×24 = 31,536×106 Дж
Теперь находим массу угля:
Но это масса угля, прошедшего подготовку, т.е. осушенного, поэтому найднм исходную массу угля, учитывая, что в угле содержится 8 % золы:
(кг).
2. Определим количество коксовых печей и батарей.
Масса угля, поступаемого на переработку, определяется из уравнения, кг:
После подготовки угля к переработке, его масса составляет, кг:
Находим массу сухой шихты в одной печи, кг:
.
По условию, один цикл коксования составляет 15 часов. Найдем количество таких циклов за один год:
.
Найдем какое количество шихты может переработать одна печь за год, кг:
Определяем необходимое количество печей, шт.:
Определяем количество батарей, шт.:
3. Рассчитаем количество чугуна, выплавляемого с использованием полученного кокса.
Рассчитаем массу кокса, полученного из сухой шихты, кг:
где - выход кокса из сухой шихты, масс. %.
Тогда масса полученного чугуна равна, т:
,
где расход кокса на тонну чугуна, кг/т
4. Определяем массы продуктов, получаемых из сухой шихты, кг:
- КУС
;
- СБ
;
- NH3
.
В КУС содержится, кг:
- нафталиновой фракции
;
- фенольной фракции
;
- поглотительной фракции
.
Масса фенолов в этих фракциях, кг:
- нафталиновой
;
- фенольной
Общая масса фенолов, кг:
.
Запишем реакцию между фенолом и гидроксидом натрия:
Молярные массы фенола и NaOH составляют 94 и 40 соответственно. Составим пропорцию:
94 г фенола реагируют с 40 г NaOH
фенола реагируют с Х кг NaOH,
откуда
Х = = 4,879×106
По условию задачи:
4,879×106 кг составляют 21 %
Y кг составляют 100 %,
откуда
Y = 23,234×106 кг
Т.е. т
5. Запишем реакцию получения фенола из фенолята натрия:
Составляем пропорцию:
44 г СО2 реагируют с 94 г фенола
Х кг СО2 реагируют с фенола
Находим объем СО2 ( ):
.
6. Находим массу бензола, полученного из СБ, кг:
.
7. Находим массу толуола, полученного из СБ, кг:
8. Запишем реакцию между аммиаком и серной кислотой:
.
Составляем пропорцию:
17 г NН3 необходимо для получения 132 г (NH4)2SO4
0,343×108 кг NН3 необходимо для получения Х кг (NH4)2SO4
Масса полученного сульфата аммония, кг:
9. Объем ОКГ, получаемый при коксовании, равен, м3:
Объем водорода из ОКГ составляет, м3:
,
Объем толуола из ОКГ составляет, м3:
Реакция получения аммиака из водорода и азота:
Составляем пропорцию:
3 л Н2 необходимо для получения 2 л NH3
22×108 м3 Н2 необходимо для получения Х м3 NH3
Тогда
10) Находим долю метана в ОКГ, %:
Объем метана составляет, м3:
Масса метана, отправленная на (с учетом конверсии):
- паровую конверсию, кг:
,
- парциальное окисление, кг:
где плотность метана, кг/м3.
Находим массу синтез-газа после:
- паровой конверсии, т:
Составляем пропорцию:
16 г СН4 необходимо для получения 28 г СО
373,92 т СН2 необходимо для получения Х т СО
- парциального окисления, т:
Составляем пропорцию:
16 г СН4 необходимо для получения 28 г СО
349,77 т СН2 необходимо для получения Х т СО
Общая масса окиси углерода равна, т:
Синтез метанола осуществляется по реакции:
Составляем пропорцию:
28 г СО необходимо для получения 32 г СН3ОН
1275,21 т СО необходимо для получения Х т СН3ОН
ВЫВОД
В итоге хочется добавить, что коксохимия — важное звено всего народного хозяйства. Основным потребителем кокса является доменное производство, где обычно используют крупный кусковой кокс («металлургический», или «доменный») размерами более 25 мм или более 40 мм. В литейном производстве используют только крупнокусковой кокс.
В цветной металлургии крупный кокс служит восстановителем и топливом при восстановлении свинцовых, оловянных и медных руд в шахтных печах. Разрыхление столба плавильных материалов кусками кокса играет здесь меньшую роль, чем в доменном процессе из-за меньших размеров печи. В производстве цинка применяют коксовую мелочь. Особый вид кокса, содержащий мало золы и серы, применяют при изготовлении электродов для ферросплавов и в алюминиевой промышленности.
Один из важнейших летучих продуктов коксования — коксовый газ — используют в качестве энергетического топлива (сжигание под котлами ТЭЦ, ПВС, ЦЭС), как технологическое топливо для мартеновских печей (наряду с природным газом), нагревательных колодцев и печей в прокатных цехах, а также в других целях.