Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
чк = ч.
1 Л (-!)"+> О* (1-е-"Ь'Т*)
(х* 4- W) Зах*-Х] 2х* -\-W — х*2
In
rt-n!
(1 4-Г/**) Зо.,_,
(1.60)
(1.61) (1.62)
где o>_.v — среднеквадратичная ошибка определения разности
X* — Хв\ Ъ% — Коэффициент пропорциональности Между Xj И tn.
Все входящие в (1.60) величины определяются опытным путем, т. е. величина к. п. д. колонны может быть вычислена по заданным условиям проведения процесса синтеза и времени пребывания. Экспериментальную проверку (1.60) выполнили по данным хв — — t1,, полученным на действующей колонне синтеза с объемом 12 м3, работающей при P = 19 МПа, T = 463 К, L = 4,4, W = O. Различные величины т„ получали изменением нагрузки колонны в широких пределах. В результате нашли экспериментальную зависимость = f (тп), представляющую собой функцию распределения для конечного стационарного объема смешения. Величины r\Tzu нашли в соответствии с уравнением (1.58). По уравнению (1.59) безразлично, к какому сечению относится г|г, т. е. определение г)кКСП по r\x = f (т„) корректно. Сравнивая т|к из (1.60) и
т1кКСП, нашли, что эти величины максимально различаются не более, чем на 8% (отн.) в интервале т„ = 10—50 мин, представляющем практический интерес (рис. 1.10).
К- п. д. t]1. позволяет раскрыть значительные резервы производительности промышленных реакторов синтеза. При такой оценке необходимо различать два крайних случая: 1) повышение производительности реактора П за счет перевода его в режим вытеснения (при неизменной степени конверсии с соответственным увеличением нагрузки аппарата вытеснения по сравнению с аппаратом смешения); 2) повышение производительности при неизменной нагрузке аппарата с возрастанием степени конверсии в аппарате вытеснения:
2) 1? = nf •
(gco,, P, T, L, W) idem
25 ЗО 35 40 45 50 55 Xn, мин
Рис. 1.10. Зависимость % — Tn "ри T = 463 К, P = 19 МПа, L = 4,4 W = О, Vk. с = 12 м3:
7 — расчет; 2 — опыт.
Рис. 1.11. Зависимость Ахв — тл; при Г =,463 К, P = 19 МПа, L= 4,4, W = = 0, Ук. с = 12 м3.
В способе (2) величина фигурируете неявном виде, а разность
JC
3OM
[34:
например, при W = O можно найти следующим обра-ехр (AAt11) — і
_. _ _ _
в 1 ехр (B3Vn) + 1 +X
1 + Vn •, / ('+Vn)2 , 1
(1.63)
где A3 = (1 — х*)/л;*'3; B3 = (2 —
Как видно, рассматриваемый способ повышения производительности аппаратуры принципиально отличается от описанного выше: интенсификация в данном случае может достигаться либо без снижения степени конверсии, либо при ее повышении, когда реактор смешения тем или иным способом превращают в реактор вытеснения (рис. 1.11). В свою очередь, крайние случаи (1) и (2) различаются технологическим назначением: случай (1) может быть наиболее пригоден к усовершенствованию установок средней мощности для максимального использования резервов производительности аппаратуры; случай (2) предпочтителен для высокомощных установок с целью максимально возможного снижения масштаба рецикла неконвертированных реагентов и прямо связанных с этим рециклом удельных энергозатрат.
Оценка показывает, что способом (1) можно увеличить производительность реактора в технологических схемах с полным жидкостным рециклом примерно в 2 раза с сохранением масштаба рецикла, а способом (2) — снизить масштаб рецикла неконверти-рованного карбамата аммония примерно в 1,8 раза с одновременным увеличением производительности агрегата на 15%. Поэтому
разработка эффективных способов перевода реакторов в режим вытеснения в настоящее время приобретает первостепенное значение в развитии технологии синтеза карбамида.
ЛИТЕРАТУРА
I. Basarow А. — J. Chem. Soc, 1868, v. 2, p. 194. 2. Basaroff A. J. — J. prakt. Chem., 1870, v. 1, p. 283. 3. Кучерявый В. И., Лебедев В. В. Синтез и применение карбамида. Л., Химия, 1970 . 4. Сторонник А. В. Термодинамика гетерогенных систем. Л., изд-во ЛГУ, 1967. 5. Кричевский И. Р. Понятия и основы термодинамики, M., Госхимиздат, 1962. 6. Кучерявый В. И., Горлов-ский Д. M.—ЖПХ, 1978, т. 51, № 2, с. 472 . 7. Кучерявый В. И., Горлов-ский Д. М. и др. — ЖПХ, 1975, т. 48, № 2, с. 318. 8. Kawasumi S. — Bull. Chem. Soc. Japan, 1954, v. 27, № 5, p. 254. 9. Otsuka E. — Когё кагаку дзасси, 1959, v. 62, № 1, p. 29. 10. Lernkowitz S. M., Goedegebuur J. a. e. — J. Appl. Chem. Biotechnol., 1971, v. 21, p. 229.
II. Lernkowitz S. M., Zuidam J. e. a. — J. Appl. Chem. Biotechnol., 1972, v. 22, p. 727. 12. Горловский Д. M., Кощеренков H. Н. и др.— ЖПХ, 1971, т. 44., с. 2406. 13. Зиновьев Г. Н. Автореф. канд. дисс. M., ГИАП, 1969. 14. Це-ханская Ю. В. Докт. дисс. M., ГИАП, 1970. 15. Гольдберг Н. А., Альтшу-лер Л. H. — Хим. пром., 1964, № 1, с. 54. 16. Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. M., ИЛ., 1960. 17. Шахпаронов М. И. Введение в молекулярную теорию растворов. M., Гостехиздат, 1956. 18. Кричевский И. Р. Фазовые равновесия в растворах при высоких давлениях. М.—Л., Госхимиздат, 1952. 19. Кучерявый В. И., Зиновьев Г. Н. — Хим. пром., 1969, № 5, с. 354. 20. Кучерявый В. Я., Гальперин В. А. и др. — ЖПХ, 1974, т. 47, № 3, с. 529.
