ВУЗ:
Составители:
Циклическая схема предусматривает многократное возвращение в один и тот же аппарат всех реагирую-
щих масс или одной из фаз. Эту схему называют также циркуляционной. Типичными примерами циклической
схемы могут служить современный синтез аммиака, синтезы спиртов, моторного топлива и др.
1 2 3
NH
3
N
2
+ 3H
2
N
2
+ 3H
2
Рис. 5.3. Циклическая (циркуляционная) схема синтеза аммиака:
1
– сжатие газовой смеси; 2 – химическая реакция; 3 – выделение аммиака
Схема производства аммиака состоит из трех основных операций (рис. 5.3). Смесь газообразных азота и
водорода сжимается компрессором и направляется в реактор – колонну синтеза 2, где в присутствии катализа-
тора протекает основная реакция
N
2
+ 3H
2
2NH
3
.
Затем образующуюся газовую смесь направляют в холодильник, где аммиак конденсируется и выводится
из цикла в качестве целевого продукта, а непрореагировавшая часть реакционной смеси (газообразных N
2
и Н
2
)
возвращается в цикл.
На рис. 5.4 на примере одного и того же процесса (очистки воздуха от газообразных примесей СО
2
, SО
2
,
H
2
S и др.) показаны схемы, которые нашли широкое применение в промышленности.
В схеме с открытой цепью (рис. 5.4, а) воздух, содержащий сероводород проходит аппараты 1 и 2
противотоком поглотительному раствору, который абсорбирует сероводород и выводит его из
системы.
Во второй схеме (рис. 5.4, б) воздух (так же как и в первой схеме) последовательно проходит аппараты 1 и
2. Поглотительный раствор участвует в процессе по циклической схеме: вытекая из аппарата 1, он
1 2
воздух +
H
2
S
поглоти-
тельный
раствор
+ H
2
S
воздух
поглоти-
тельный
раствор
1 2
воздух +
H
2
S
воздух
поглоти-
тельный
раствор
3
H
2
S
поглоти-
тельный
раствор
а) б)
Рис. 5.4. Принципиальные схемы установок для очистки воздуха от H
2
S:
а
– схема с открытой цепью; б – циклическая схема:
1, 2 – абсорбция H
2
S поглотительным раствором;
3 – десорбция H
2
S из поглотительного раствора
возвращается в аппарат 2. По мере насыщения поглотительного раствора сероводородом часть eго выводится
из цикла и направляется в регенератор 3, где происходит разделение продуктов: сероводород далее использует-
ся как побочный продукт, а поглотительный раствор либо возвращается в цикл, либо выводится из него.
5.2. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА
.
Показатели технологического процесса, на основе которых ведется разработка проекта, выбираются таким
образом, чтобы была обеспечена наиболее высокая экономическая эффективность не отдельной физической
или химической операции, а всего производства в целом. Это объясняется тем, что иногда условия, обеспечи-
вающие минимальные затраты по одной операции, приводят к более высоким затратам при оформлении после-
дующих операций, в результате чего возрастают суммарные затраты на единицу целевого продукта.
Для примера рассмотрим влияние степени измельчения фосфата на себестоимость фосфорной кислоты
при получении ее по наиболее простой принципиальной схеме.
Физической операцией 1 (рис. 5.1), предусматривается дробление фосфата до частиц размером не более
0,2 мм, что соответствует оптимальным условиям, при которых достигается минимальная стоимость фосфор-
ной кислоты. При увеличении крупности помола (увеличение диаметра частиц фосфата) производительность
размольных установок повышается, и стоимость физической операции 1 снижается. Однако при этом возраста-
ет стоимость последующей химической операции 2, так как одновременно снижается скорость разложения
фосфата: чем крупнее частица фосфата, тем дольше идет ее разложение. На рис. 5.5 видно, что по мере измель-
чения (уменьшения d) стоимость разложения уменьшается быстрее, чем растет стоимость измельчения. Сум-
марные затраты снижаются до тех пор, пока диаметр не достигнет определенного размера. Затем затраты нач-
нут возрастать, так как стоимость измельчения все в большей степени будет превышать стоимость разложения.
Таким образом, зависимость суммарных затрат от размера частиц фосфата выразится кривой, имеющей
минимум (рис. 5.6); отсюда следует, что минимальные затраты по переработке фосфата достигаются при неко-
тором оптимальном диаметре частиц фосфата.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- …
- следующая ›
- последняя »
