Практическая работа №1

Тема: Составление и расчет материального баланса производства

           полиэтилена высокого давления

Цель: Составить и рассчитать материальный баланс производства полиэтилена высокого давления

Теоретические основы

     Полимеризация этилена при высоком давлении протекает по радикальному механизму. Она проводится в реакторах специальной конструкции при давлении 150-170 МПа и температуре 180-240⁰С. Инициатором полимеризации служит кислород и пероксиды. Реакция сопровождается выделением большого количества тепла.

Задание

     Составить и рассчитать материальный баланс производства полиэтилена высокого давления.

Исходные данные:

Потери этилена на компрессорах первого каскада (L₁) 5%.

Потери этилена на компрессорах второго каскада (L₂) 4,5%.

Потери полиэтилена при обработке и затаривании (L₃) 0,5%.

Конверсия этилена (У) составляет 15%.

Варианты заданий

Порядок выполнения работы

1. При заданной производительности по полиэтилену G_ПГ т/год рассчитывают часовую производительность, кг/час:

        G_ПГ · 1000

                                                               G_П  = ¾¾¾¾¾,

Z 

где G_ПГ – годовая производительность; Z – количество часов работы в году

2. Общие потери этилена в расчете на свежий этилен

(исходя из практических данных) составляют:

L = L₁ + L₂ + L₃

3. Расход свежего 100%-ного этилена с учетом потерь составляет, кг/ч:

                                                                G_П · 100

                                                                G_СЭ = ¾¾¾¾¾

     100 – L

4. Задается концентрация этилена в техническом этилене Х.

Х=99,99%

5. Содержание инертных примесей в свежем этилене составляет, кг/ч:

G_ИС = G_СЭ ·

6. Масса возвратного этилена (кг/ч) низкого давления составляет приблизительно 25% от количества полиэтилена

G_НД = 0,25 · G_П

7. Задается расход кислорода в массовых долях Х_О.

Х_О = 0,01

8. Для определения абсолютного расхода кислорода G_Оопределяют расход этилена на входе в реактор в кг/час:

      G_П · 100

                                                                 G_Э = ¾¾¾¾ ,

 У

где У – конверсия масс.%.

9. Абсолютный расход кислорода составляет, кг/ч:

G_О = G_Э · Х_О

10. Потери этилена после компрессии первого каскада составляют, кг/ч:

        L₁

G_{потери 1} = ¾¾ · G_СЭ

      100

11. Количество циркулирующего этилена высокого давления составляет, кг/ч:

G_ЦЭ = G_Э – G_СЭ – G_НД  + G_{потери 1}

13. Задается содержание этилена в циркулирующем газе Х_Ц = 98,9%

14. Содержание инертных примесей в циркулирующем газе составляет, кг/ч:

G_ЦЭ

       G_ИН = ¾¾  · (1 – Х_Ц)

Х_Ц

16. После полимеризации и дросселирования полиэтилена выходит, кг/ч:

                         L₃

                                                         G_{полиэтилена}=  G_П + ¾¾ · G_СЭ

                         100

17. Потери этилена в системе высокого давления G_{потери 2} составляют, кг/ч:

       L₂

G_{потери 2} = ¾¾ · G_СЭ

       100

18. Потери инертных примесей с этиленом составляют, кг/ч:

                                            1 – Х_Ц

G_{потери ин. пр.} =  G_{потери 2}  · ¾¾

                                          Х_Ц

19. Количество формальдегида G_Ф, кг/ч:

G_Ф = 0.056 · G_О2

20. Количество неучтенного расхода кислорода О₂ составляет, кг/ч:

О₂ = 0,0429 · G_О2

Таблица 1.1 – Материальный баланс производства полиэтилена высокого давления

Контрольные вопросы:

1. Какими способами получают полиэтилен?

2. Условия получения полиэтилена высокого давления?

3. Технологическая схема получения полиэтилена высокого давления.

4. Где применяется полиэтилен?