Разработка технологической схемы парофазного окисления этиленгликоля в глиоксаль, страница 18

Материальный баланс сведен в таблицу А.3 (приложение А), для каждого потока указывается его состав, расход в кг/час и м³/час.

При моделировании данной ХТС  (рисунок 2.1) был отлажен расчет тепловых и массовых балансов в программной системе Hysys, а также исследован сам процесс в ХТС.

2.1.2 Моделирование ХТС производства формальдегида на оксидном катализаторе на пакете Hysys

Элементы технологических схем производства формальдегида на оксидном катализаторе (рисунок 1.3 и 2.2) не совпадают, поскольку программная система Hysys содержит объекты, которые работают в разных направлениях в зависимости от процесса.

Ниже описаны объекты, применяемые на пакете Hysys в модельной технологической схеме на рисунке 2.2

Смеситель СМ – 100 является трубопроводом, где происходит объединение потока 1 (очищенный воздух) и потока 2 (отработанный газ) в один выходящий поток 3 (смесь). Смеситель Е – 101 объединяет поток 5 (нагретый воздух) и поток 6 (этиленгликоль) в общий выходящий поток 7 (спиртовоздушная смесь). Свойства выходящих потоков вычисляются автоматически, поскольку свойства всех входящих были заданы.

На пакете Hysys компрессор К – 100 используется для сжатия газовых потоков. В данном случае компрессор использовался для циркуляции потока воздуха 3. Весь процесс проводится при атмосферном давлении, гидравлическое сопротивление аппаратов не учитывается. В технологической схеме на рисунке 1.3^** компрессор 1 работает по принципу воздуходувки.

Нагреватель Е – 100 и холодильник Е – 101 являются теплообменниками, в которых рассматривается один технологический поток. Входной поток нагревается или охлаждается до требуемых условий на выходе, а разница энтальпий входного и выходного потоков покрывается за счет энергетического потока Q3. На рисунке 1.3^** эту операцию совершает теплообменник 2.

Реактор – GBR – реактор Гиббса. Реактор является изотермическим, избыток тепла отводится энергетическим потоком Q2. В технологической схеме на рисунке 1.3^** используется реактор 3 также с теплоотводом. Тепло отводится с помощью теплообменника 4.

Покомпонентный делитель Х – 100 делит поступающий в него поток 10 (охлажденный контактный газ) на два потока – газ 11 и формалин 12, основываясь на введенных параметрах. Эта операция использовалась для описания процесса разделения, который никак по-другому нельзя смоделировать в Hysys. На рисунке 1.3^** этот процесс разделения выполняет абсорбер 5.

Ветвитель В – 100 делит один входной поток 11 (газ) на два продуктовых потока (газ в рецикл 14 и на факел 13) с параметрами и составом, аналогичными входному потоку.

Процесс получения формалина по модельной ХТС (рисунок 2.2) осуществляется при поступлении очищенного воздуха 1 и отработанного газа 2 в смеситель СМ – 100. Затем смесь воздуха и газа 3 с помощью компрессора К – 100  подается в нагреватель Е – 100, где достигает температуры 315 ^оС. Далее метанол 6 и горячий воздух 5 поступают в смеситель СМ – 101, из которого спиртовоздушная смесь 7, содержащая 6 – 7 % (по массе) метанола (таблица Б.3 приложения Б), с температурой 180 ^оС  поступает в верхнюю часть реактора GBR – 100. При температуре выше 400 ^оС оксидный катализатор теряет свою активность, поэтому процесс протекает при 380 ^оС (таблица Б.1 приложения Б). Избыточное тепло реакции отводится энергетическим потоком Q2. Из реактора выходит контактный газ 8, который поступает в холодильник Е – 101. С температурой 134 ^оС охлажденный контактный газ 10 направляется в покомпонентный делитель Х – 100, где идет разделение на два потока (газ 11 и формалин 12). Из нижней части покомпонентного делителя выводится 62,5 % формальдегида 12 (таблица Б.3 приложения Б). Газ 11 направляется в ветвитель В – 100, из которого часть газов поступает на факел 13, а оставшееся количество подается в рецикл 14.