.

Системні технології. Матеріальні та енергетичні баланси підприємств (реферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
1 9700
Скачать документ

Реферат на тему:

Системні технології. Матеріальні та енергетичні баланси підприємств

План

Вступ

1. Поняття та значення матеріальних та енергетичних балансів

2. Складання балансів

3. Вимоги побудови енергобалансів.Вертикальні та горизонтальні баланси

4. Складові матеріального балансу

5. Класифікація енергетичних балансів

6. Енергія в промисловості

Використані джерела

Вступ

Кожне виробництво є часткою штучно створеної природи. Тому всі процеси,
що відбуваються на виробництві, підкоряються тим же законам, які діють у
природі. Більш того – вони побудовані на фізичних і хімічних законах,
серед яких найважливіше місце посідають закони збереження матерії і
енергії. На основі цих законів спеціалісти розробляють матеріальні
і енергетичні баланси, з допомогою яких виконується велика кількість
розрахунків потреби в сировині та енергії, розробляються найбільш
сприятливі умови для економічного протікання виробничих процесів.

Матеріальні і теплові баланси є основою технологічних розрахунків.

До них відносяться визначення виходу основного і побічного продуктів,
видаткових коефіцієнтів по сировині, виробничих утрат.

Тільки визначивши матеріальні потоки, можна зробити необхідні
конструктивні розрахунки виробничого устаткування, оцінити економічну
ефективність і доцільність процесу.

Складання матеріального і теплового балансу необхідно як при
проектуванні нового, так і при аналізі роботи існуючого виробництва.

При проектуванні нових виробництв використовується досвід існуючих з
урахуванням результатів сучасних досліджень і розрахунків на їхній
основі.

Поняття та значення матеріальних та енергетичних балансів

Під технологічним балансом розуміють результати розрахунків, виражені у
виді рівнянь, таблиць, діаграм, які відображають кількість введених і
отриманих у виробничому процесі, матеріалів і енергії. Тобто прихід і
розхід.

В основі складання матеріальних і енергетичних ресурсів лежать закони
збереження матеріалів і енергії. В кожному матеріальному балансі
кількість введених у виробництво матеріалів повинно рівнятись кількості
отриманих основних і проміжних продуктів і відходів виробництва.

Матеріальні і енергетичні баланси мають велике значення для аналізу і
ефективного здійснення виробничого процесу. З їх допомогою встановлюють
фактичний вихід продукції, коефіцієнти корисного використання, енергії,
розходи і втрати сировини, палива інших матеріалів. Дані технологічних
балансів і висновки із них широко використовуються технологами і
економістами при проектуванні нових і покращенні роботи існуючих
підприємств.

Складання технологічних балансів проводиться у двох етапах. Спочатку
складають матеріальний, а потім на його основі –енергетичний (або
тепловий) баланс.

Матеріальний баланс являється кількісним вираженням закону збереження
маси.

У більшості випадків визначення маси речовини виконується окремо для
твердої, рідкої і газоподібної фаз по формулі:

Мт + Мр + Мг = Мт^ + Мр^ + Мг^

Мт , Мр , Мг – маси відповідно твердих, рідких і газоподібних фаз.

Мт^ , Мр^, Мг^ – маси продуктів отриманих в результаті переробки.

В практичних розрахунках не завжди приймають участь всі три фази, крім
того, частина речовин не переробляється. У цьому випадку матеріальний
баланс записується у вигляді:

Мa + Мb = Мc + Мd + Мa* + Мb* +…+ Мe* + Мf* + Мп

Мa*, Мb*– маса речовин, введених у виробничий процес.

Мc , Мd – маса продуктів отриманих результаті взаємодії.

Мa*, Мb*– маса непрореагованих речовин.

Мe*,Мf* – маса побічних продуктів реакції.

Мп – маса продуктів відходів.

Рівняння матеріального балансу складається у перерахунку на одиницю
готової продукції.

Тепловий баланс являється кількісним виразом закону збереження енергії.

Рівняння приходу і розходу теплоти виражається рівнянням виду:

Qf + Qe + Qb =Qf* + Qp*

Qf – фізична теплота, введена з вхідними речовинами.

Qe– теплота переходу речовини із одного агрегатного стану в інший.

Qb– теплота введена у технологічний процес.

Qf*– фізична теплота виведена речовинами із реакції.

Qp*– втрати теплоти у навколишнє середовище.

Фізична теплота виражається формулою:

Qf = Мct, кДж

М– маса речовини.

c – середня теплоємність.

t – температура речовини.

Тепловий баланс складається на основі матеріального балансу в кДж і
оформляється у вигляді таблиці.

При складанні матеріального теплового балансу виробництва і
техніко-економічному аналізі раціональне використання теплоти часто
являється вирішальним фактором для оцінки конкурентноздатності і вибору
найкращих способів виробництва одного і того ж продукту.

2.Складання матеріального та енергетичного балансів

Основою матеріального балансу є закон збереження маси речовини і
стехеометричні співвідношення.

Матеріальний баланс може бути представлений рівнянням;

Gвх. = Gвых. + Gпотер

Матеріальний баланс звичайно складають на одиницю маси основного
продукту в одиницю часу (кг/год, т/пора, тис.т/рік і т.п.) чи в молях.
Для процесів без зміни обсягу, що протікають тільки в газовій фазі,
можливе залишення балансу в кубічних м.

Теоретичний матеріальний баланс розраховується на основі
стехеометричного рівняння реакції.

Практичний матеріальний баланс враховує з’єднання вихідної сировини,
готової продукції, надлишок одного з компонентів сировини, ступінь
перетворення, утрати сировини і готового продукту і т.д.

Тепловий (енергетичний) баланс складається на основі закону збереження
енергії і матеріальних розрахунків:

Qприх. = Qрасх. + Qпотер.

Тепловий баланс дозволяє визначити потреба в тепло- чи хладоносієм,
величину теплообмінних поверхонь. Тепловий баланс враховує кількості
теплоти внесене й винесино з апарата, теплоту фізичних процесів
(розчинення, абсорбція і т.д.), теплоту хімічних, перетворень (екзо- і
ендотермічні реакції), кількість теплоти яка підводиться чи відводиться
з апарата (з димовими газами, пером, холодильниками усередині апарата і
т.д.), утрати тепла в навколишне середовище.

Сумарна теплота фізичних процесів (конденсація, випар, розчинення й ін.)
визначається з урахуванням теплоти фазових переходів:

Тепловий ефект реакції дорівнює сумі теплот утворення вихідних речовин
за винятком суми теплот утворення продуктів реакції;

?Н = (? Нобр.) исх. – (? Нобр.) прод.

Видаткові коефіцієнти характеризують витрата різних видів сировини,
води, палива, пари, електроенергії, холоду на одиницю вироблюваної
продукції.

Процеси переробки нафти:

Установки ЭЛОУ-АТ (ЭЛОУ-АВТ) складаються з 2-3 блоків:

1) Обессоливанне;

2) Атмосферна перегонка (AT);

3) Вакуумна перегонка мазуту (ВТ).

Продукти переробки нафти:

Вуглеводневиый газ – виводиться у виді газу і голівки стабілізації;
використовується у виді палива.

Бензинова фракція (30-1800С): компонент товарного бензину, сировина для
каталітичного риформинга, вторинної перегонки, пиролизных установок.

Гасова фракція (120-3150С): паливо для реактивних і тракторних
карбюраторних двигунів, сировина установок гідроочищення; для
освітлювальних цілей.

Дизельна фракці-атмосферний газоойль (180—3500С): паливо для дизельних
двигунів і сировина установок гідроочищення.

Мазут-залишок атмосферної перегонки (>350 0С): казанове паливо, сировина
термічного крекінгу.

Вакуумний вакуумний-дистилят-вакуумний газйль (350-500 0С): сировина
каталітичного крекінгу, сировина гідрокрекінгу;

Гудрон-залишок АВТ (>5000С): сировина термічного крекінгу, коксування,
виробництва бітуму й олій.

Установки неглибокої переробки нафти працюють по паливному варіанті
(основні напрямки – збільшення добору світлих нафтопродуктів і
підвищення їхньої якості).

Установки глибокої переробки нафти забезпечують одержання сировини для
процесів органічного синтезу в результаті термо- і каталітичних
процесів.

Вторинна перегонка бензину (.до -1800С) на фракції:

нк-620С – компонент автбензина і сировина установки ізомеризації та
каталітичного риформингу:

62 – 850С -для одержання бензолу;

85-1050С – ” – толуолу;

105-1400С – ” – ксилолів;

140—1800С – компонент товарного бензину й авіагасу; сировина
каталітичного риформинга, що працює в режимі одержання високооктанового
бензину; сировина установок гідроочищення гасу.

Виробництво нижчих парафінів.

Характеристика нижчих парафінів [1]

Фізичний стан Найменування Формула Температура

Конден-сації критична

Гази Метан СН4 -161,6 82,1

Этан С2Н6 -88,6 32,3

Пропан С3Н8 -42,1 152,1

Бутан С4Н10 -0,5 96,8

Изобутан i-С4Н10 -11,7 134,5

Низкокиплячі рідини Изопентан С5Н12 27,8

Нижчі парафіни погано розчинні у воді і полярних рідинах.
Вибухонебезпечні. Границі взрываемости 1,3-15% (виробництва відносяться
до категорії «А»). Слабкі наркотики. Зі збільшенням атомів вуглецю
зростає здатність абсорбуватися й адсорбироваться.

Основні кількості нижчіх парафінів міститися в газах:

Випадний нафтовий газ – газоподібні вуглеводні, що супроводжують сиру
нафту. В умовах пластового тиску газ розкритий у нафті ( >1200м = Р >10
МПа). Його відокремлюють від нафти в сепараторах (траппах). Для більш
повного витягу газоподібних углевородов нафту піддають фізичної
стабілізації. Гази стабілізації містять в основному вуглеводні З1-З5 і
представляють коштовна сировина для переробки в різні продукти ООС.

З’єднання газів стабілізації: бутан = 30-40%; пентан = 15-25%; пропан =
20-30%; этан = 5-15%;

Залишковий зміст метану в стабілізованому газі 1-5% (у той час як у
вихідних газах): природному = 70-97,5; попутне = 75-95%; газоконденсате
= 35-90%. Поділ випадного газу проводять на газофракционных установках
(ГФУ) при тиску Р=2,4 МПа і зниженій температурі.

Ізомеризація – додаткове джерело одержання ізобутану і ізопентана, що є
сировиною для виробництва мономерів СК – ізобутілену й ізопрену.

Каталізатори: хлорид алюмінію в присутності хлориду водню; метали
платинової групи на носіях кислотного типу (оксид алюмінію,
алюмосилікат, цеоліт). Mеханизм ізомеризації – іонний, через проміжне
утворення карбокатионов:

1. Утворення олефнна внаслідок чи крекінгу дегидрирования;

2. Утворення з олефина на активних центрам каталізатора, що відіграють
роль донорів протона, карбокатионов:

Карбокатионы здатні відволікатися атоми й у виді гідридів-іонів від
інших молекул вуглеводню і изомеризоваться з переміщенням чи атомів
водню алкильных груп усередині молекули

Побічні реакції: розщеплення (крекінг); полімеризація; алкилирование;

При використанні каталізатора – алюминийхлорида процес проводять при
90-1200С в реакторі з мішалкою, попередньо насичуючи вуглеводень
хлористим воднем (активатор). Вуглеводневый шар відокремлюють від
катализатора, відганяють пари соляної кислоти і нейтралізують.

При використанні каталізатора – металів платинової групи, (палладій на
носіях) процес проводять при 350-4500С и 2-3 МПа в адіабатичному
реакторі з надлишком водню для запобігання дегидрирування і
полімеризації олефинов. Продукти реакції після конденсації і відділення
від циркулюючого водню піддають ректифікації. Неперетворені вуглеводні
(бутан, пентан) повертають у цикл. Технологічні схемі наведені у [2, с.
10-11].

Виробництво вищих парафінів

Тверді і м’які парафииы (до 30%) містяться в нефтепродутках у виді
розчинів. Парафины виділяють иэ мастил, що незастигає газойля, керсина,
диэельного палива, і ін. фракцій. Тверді парафины (С20-С35) с Тпл.>5000С
і Тк=350-5000С. М’які парафины (С11-С20) с Tпл.Література Використання природних ресурсів і охорона природи/ за ред. О.П. Міланової. –М.: -1987. Коробко В.Г. Енергетика і паливні ресурси. –К.: -1974. Людина – техніка – природа /за ред. І.К.Корєнькова. –М.: - 1988. Основы технологии важнейших отраслей промышленности: учебник /Под.ред. Сидорова. – М.: - 1971. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза.- М.:Химия, 1988.-592 с. Методические указания к изучению схем по курсу “Химическая технологія органических веществ”/ А.Т. Гриневич.- Одеса: ОГПУ, 1995.-49 с. Графики функциональніх зависимостей технологических процессов органического синтеза / А.Т. Гриневич.- Одеса:ОПИ.-28 с. PAGE PAGE 15

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019