Описание технологической схемы

Холодный углеводородсодержащий газ с установкой комплексной подготовки газа (УКПГ) 1 с расходом 906,8 кг/час при давлении Р=8,0 МПа проходит через теплообменники 2, 3, 4, где нагревается до 380-430°С, в поток которой перед теплообменником 2 в количестве 1150 кг/час впрыскивается химически очищенная вода, смесь поступает в реактор 5 предварительного парового риформинга в трубное пространство, далее образующийся газ предварительного риформинга направляется на окончательный риформинг в реактор 6, куда подается кислород в количестве 743,5 кг/час, затем реакционная смесь с температурой 750-900°С проходит через реактор 5, затем охлаждается в теплообменнике 4 и при температуре 220-280°С поступает в реактор 7 синтеза метанола, процесс синтеза метанола протекает при температуре 230-280°С и давлении до 8,0 МПа. Далее реакционная смесь через теплообменники 2, 8 поступает в сепаратор 9, непрореагировавший газ в количестве 1356,5 кг/час направляется на УКПГ для собственных нужд, метанол-сырец 78-84% концентрации в количестве 1439,3 кг/час направляется в парк.

Описание конструкции аппарата и обоснование его выбора

В данном проекте я выбрала кожухотрубчатый теплообменник жесткого типа. Эти теплообменники относятся к наиболее часто применяемым поверхностным теплообменникам. В них одна из обменивающихся теплом сред движется внутри труб ( в трубном пространстве ), а другая – в межтрубном пространстве. Среды обычно направляются противотоком. При этом нагреваемую среду направляют снизу вверх, а среду, отдающую тепло,- в противоположном направлении. Такое направление движения каждой среды совпадает с направлением, в котором стремиться двигаться данная среда под влиянием изменения ее плотности при нагревании или охлаждении.

Технологический расчет Выражение состава пара в мольных долях

Молярная массы компонентов: метанола М₁=32,04кг/кмоль, воды М₂=18,015кг/кмоль.

y₁=(90/32,04)/(90/32,04+10/18,015)=0,84

y₂=(10/18,015)/(10/18,015+90/32,04)=0,16

Проверка: =1

0.84+0.16=1

Определение температуры конденсации пара

Принимаем температуру начала конденсации пара t_n=76. По уравнению Антуана рассчитываем при этой температуре давления насыщенных паров компонентов.

lnP=А-В/(Т+С)

где А, В, С - константы, зависящие от природы веществ,

Т-температура, К.

lnP₁=18,5875-3626,55/(273+76-34,29)=7,064

P₁=e^7,064=1169.1123мм рт ст. *133,3=155842,666 Па

Давление насыщенного водяного пара при температуре 76Р₂=301,4мм рт ст

Р₂=301,4*133,3=40128,632 Па

Рассчитываем константы фазового равновесия компонентов при температуре t_n=76.

m₁=155842/100000=1.5584

m₂=40128,632/100000=0.40129

Рассчитываем сумму

0.84/1.5584+0.16/0.40129=0.942

Найденная сумма значительно отличается от единицы поэтому принимаем новое значение конденсации пара, равное t_n=72.

lnP₁=18,5875-3626,55/(273+72-34,29)=6,9157

P₁=e^6,9157=1007,98мм рт ст. *133,3=134363,25 Па

Давление насыщенного водяного пара при температуре 72Р₂=254,6мм рт ст

Р₂=254,6*133,3=33938,18 Па

Рассчитываем константы фазового равновесия компонентов при температуре t_n=76.

m₁=134363,25/100000=1,3436

m₂=33938,18/100000=0.3394

Рассчитываем сумму

0.84/1.34363+0.16/0.3394=1,096

Методом линейной интерполяции определяем температуру t_n, при которой

равна единице.

t_n=76-(1,0-0,942)*(76-72)/(1,096-0,942))=73