Расчет ректификационной установки по формалину 13200 т/год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе выполнения курсового проекта был произведен рассчет ректификационной установки для разделения смеси метанол-формалин. Так как парциальное давление формалина ниже парциального давления метанола и воды, задача была сведена к определению параметров ректификации системы метанол-вода. Тип ректификационная колонны – тарельчатая. Тарелки колпачковые типа ТСК-Р.
В курсовом проекте рассчитаны материальный и тепловой баланс установки, графоаналитически определено оптимальное флегмовое число, а также рассчитаны следующие технические параметры установки:
Производительность колонны по исходной смеси F=4.167 кг/с, по дистилляту , по кубовому остатку .
В работе приведены технологические параметры режимов обращения сырья и продуктов, позволяющие увеличить производительность ректи ...

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 7
1.1 Общая характеристика производства 7
1.2 Характеристика продукции 10
1.3 Характеристика исходного сырья 12
1.4 Физико-химические основы процесса 13
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА И ЕЕ ОПИСАНИЕ 15
2.1 Принципиальная схема ректификационной установки 15
2.2 Технологическая схема ректификации формальдегида 17
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 19
3.1 Исходные данные к расчету 19
2.2 Перечень принятых допущений 20
2.3 Материальный баланс 20
2.4 Построение фазовых диаграмм 21
2.5 Определение рабочего флегмового числа 23
2.6 Определение действительного числа тарелок 31
2.7 Определение геометрических размеров колонны 33
2.7.1 Расчет диаметра ректификационной колонны 33
2.7.2 Определение высоты колонны 35
3 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА 37
3.1 Расчет испарителя 37
3.2 Определение расхода воды в дефлегматоре 39
3.3 Расчет тепловой изоляции 39
4 ПОДБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 41
4.1 Подбор опор для колонных аппаратов 41
4.2 Расчёт и подбор патрубков для подвода и отвода потоков 44
4.2.1 Штуцер для выхода паров с верха колонны 44
4.2.3 Штуцер для входа/выхода пара из кипятильника 45
4.2.4 Штуцер для входа исходной смеси 45
4.2.5 Штуцер для выхода кубового остатка 46
4.2.6 Штуцер для выхода жидкости из куба на циркуляцию 46
4.3 Подбор фланцевых соединений 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 49

ВВЕДЕНИЕ
Среди многих сотен тысяч органических соединений, известных в настоящее время, формальдегиду, принадлежит особая роль.
Формальдегид – весьма активное химическое соединение, легко вступающее в реакцию с другими веществами с образованием большого класса новых соединений, многие из которых обладают важными свойствами. Благодаря реакционной способности формальдегид за сравнительно короткий промежуток времени превратился в один из незаменимых полупродуктов многотоннажного органического синтеза.
Формальдегид используется в промышленности в качестве сырья для производства синтетических смол, пластических масс, новых органических красителей, поверхностно-активных веществ, лаков, лекарственных препаратов и взрывчатых веществ. В сельском хозяйстве для протравления семян, в кожевенной промыш ленности для дубления кожи, в медицине как антисептическое средство и в животноводстве. Круг применения формальдегида растет из года в год. В связи с этим растет и его производство.
В настоящее время основным потребителем формальдегида является промышленность синтетических смол: производство фенолформальдегидных, мочевиноформальдегидных смол; смол, модифицированных путем обработки формальдегидом; малорастворимых лаков, покрытий, клеев, слоистых пластиков.
Наибольшее распространение получил продукт, содержащий 35 – 37 % формальдегида и 6 – 11 % метанола, называемый формалином. Рецептура формалина сформировалась исторически, под влиянием следующих факторов. Во-первых, метанол и вода сопутствуют формальдегиду на стадии его получения наиболее употребительным методом (метанол – сырье, вода – побочный продукт и абсорбент). Во-вторых, раствор указанного состава при положительных температурах вполне стабилен к выпадению полимера и может храниться или транспортироваться в течении неопределенно долгого времени. В – третьих, в виде водно-метанольного раствора формальдегид может применяться в большинстве производственных синтезов, а также при непосредственном использовании. и, наконец, в-четвертых, именно формалин получается при окислительной конверсии метанола в присутствии металлических катализаторов на сади абсорбции контактного газа; никаких дополнительных операций по приданию продукту товарных свойств (концентрирование, очистка и т. д.), как правило, не требуется.
Цель данной работы – расчет основных характеристик колонного ректификационного аппарата с увеличенной производительностью до 13200 т/год при 12000 т/год в базовом варианте.
Основными задачами, решаемыми в представленном курсовом проекте, являются:

1.Массовая доля азотной кислоты,%98,24.Едкий натрГОСТ 2263-794.1.Массовая доля едкого натра (марка «РР»),%не менее 425.Оборотная вода. Технолог. регламент установки оборотного водоснабжения.5.1. Содержание взвешенных частиц, мг/дм3 5.2. Общая жесткость, ммоль/дм3 не более 20 не более 5 6.Пар Технолог. регламент производства тепла, пара и воды. 6.1. Давление, кгс/см26.2. Температура, оС 18 - 25+ 350 5.Природный газ.1.Состав, объёмная доля, %: - метан - этан - пропан - бутан - азот - двуокись углерода 2. Плотность кг/м3 86 - 97 1,5 - 4 1 - 6 0 - 4 1 - 2 0 - 1 0,741 1.4 Физико-химические основы процессаМетод производства формалина из метанола состоит в получении формальдегида на катализаторе "серебро на носителе" при температуре (550-700) °С с последующей абсорбцией его водой и ректификацией.Процесс получения формалина для одной технологической нитки состоит из следующих стадий: - получение метаноло – воздушной смеси,- синтез формальдегида-абсорбция формальдегида с получением "формалина-сырца",- ректификация "формалина-сырца".Общими для всех ниток узлами являются:-сбор и переработка некондиционных и дренируемых продуктов,-очистка газовых выбросов,-сжигание абгазов на факельной установке-теплоснабжение, сбор и перекачка конденсатаВспомогательными узлами являются:- приготовление катализатора,- складирование и отгрузка формалина,- термическое обезвреживание отходов.ХИМИЗМ ПРОЦЕССА.Образование формальдегида происходит при прохождении метаноло -воздушной смеси через слой катализатора "серебро на носителе" при температуре в зоне контактирования:(550-600) °С при работе в "мягком" режиме, (660-700) °С при работе в "жестком" режиме.Образование формальдегида осуществляется в результате протекания параллельных реакций простого и окислительного дегидрирования метанола:СН3ОН → СН2О + Н2 - 93,4 кДж/моль (1)СН3ОН + 1/2О2 → СН2О + Н2О + 147,4 кДж/моль (2)Наряду с этими реакциями в системе протекает целый комплекс побочных превращений.СН3ОН + 2/3О2 → СО2 + 575,1 кДж/моль(3)СН2О + 1/2О2 → НСООН + 270,4 кДж/моль(4)НСООН + 1/2 О2 → СО2 + Н2 О + 14,5 кДж/моль(5)НСООН → СО + Н2О - 53,7 кДж/моль(6)СН2О → СО + Н2 + 1,9 кДж/моль (7)2 СН2О + Н2О → СН3ОН + НСООН + 122,0 кДж/моль(8)Н2+ 1/2 О2 → Н2О + 241,8 кДж/моль(9)2 СН3ОН → СН2(ОСН3)2 + Н2О + 131,0 кДж/моль(10)СО + 1/2О2 → СО2 + 283,0 кДж/моль(11)2СО → СО2 + С + 172,5 кДж/моль (12)Превращение метанола в формальдегид происходит в результате контакта молекул спирта с кислородом, хемосорбированным на атомах серебра, т.е. активными центрами катализатора являются поверхностные окислы серебра. Процесс получения формальдегида в целом сопровождается выделением тепла, за счет которого поддерживается необходимая температура в зоне контактирования и равновесие реакции дегидрирования смещается вправо.Побочные реакции снижают выход формальдегида и определяют состав выхлопных газов (абгазов).2. Технологическая схема и ее описаниеРис. 1 - Принципиальная схема ректификационной установки1 – емкость для исходной смеси; 2 – подогреватель; 3 – колонна;4 – кипятильник; 5 – дефлегматор; 6 – делитель флегмы; 7 – холодильник; 8 – сборник дистиллята; 9 – сборник кубового остатка.Исходную смесь из емкости 1 центробежным насосом подают в теплообменник 2, где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колонну 3, где состав жидкости равен составу исходной смеси xF . Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике 4. В результате массообмена с жидкостью пар обогащается легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой) состава хР, получаемой в дефлегматоре 5 путем конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллята, который охлаждается в теплообменнике 7 и направляется в емкость 8. Из кубовой части колонны насосом непрерывно выводится кубовая жидкость – продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, который охлаждается в теплообменнике 7 и направляется в емкость 9.Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят (с высоким содержанием легколетучего компонента) и кубовый остаток (обогащенный труднолетучим компонентом).Выбор конструкционного материала аппаратаПри конструировании химической аппаратуры следует применять стойкие металлические и неметаллические конструкционные материалы в заданных агрессивных средах. Важно учитывать все виды возможного коррозийного разрушения материалов в агрессивной среде при ее заданных рабочих параметрах. При выполнении прочностных расчетов в первую очередь сталкиваются с необходимостью оценки общей поверхностной коррозии выбираемого конструкционного материала, характеризующегося проницаемостью ПМ мм/год.В расчетах аппаратуры на прочность потеря по толщине материала на коррозию учитывается соответствующей прибавкой С, определяемой амортизационным сроком службы аппарата и проницаемость по формуле:С=ПМ·tа, где ПМ ≤ 0,1 мм/ годtа – амортизационный срок, примем tа=20 лет.С=20·0,1=2 ммМатериал деталей колонны, соприкасающихся с метиловым спиртом и водой – сталь марки Х17Н13М2Т ГОСТ 3632-72 [1, с. 534] (корпус аппарата, днища, люки, отбойник сетчатый, камера уровнемера, приспособление для выверки). Материал прочих сборочных единиц – сталь 3 ГОСТ 380-71. Материал прокладок – паронит ПОН-1 ГОСТ 481-80.3. Технологический расчетЦелью материального расчета является составление материальных балансов стадии образования метаноло-воздушной смеси, контактирования, абсорбции и ректификации.Расчеты проводим для получения формалина с массовой долей формальдегида 37 % для одной технологической нитки.Рис. 3.1 Блок – схема материальных потоков 1 – приготовление метаноло - воздушной смеси; 2 – контактирование; 3 – абсорбция; 4 – ректификация.G1 – воздух;G2 – метанол со склада;G3 – спирто - воздушная смесь;G4 – контактные газы;G5 – вода на орошение;G6 – абсорбционные газы;G7 – формалин – ″сырец″;G8 – продукционный формалин;G9 – метанол – ректификат. Исходные данныеГодовая производительность одной технологической нитки производства - 44000 тонн, годовой фонд рабочего времени – 8000 ч. Массовая доля формальдегида, (%):- в продукционном формалине, 374;- в формалине – «сырце», 28,79.Потери формальдегида на стадиях производства – 0,4%.Степень конверсии метанола – 0,665.Доля превращенного метанола: по реакции 1 – 0,26; по реакции 2 – 0,6; по реакции 3 – 0,12; по реакции 4 – 0,02;Протекающие реакции:1) CH3OH → CH2O + H2;2) CH3OH + ЅO2 → CH2O +H2O;3)CH3OH + 1,5O2 → CO2 + 2H2O;4)CH3OH → CO + 2H2.Часовая производительность колонны ректификации (по формалину):по формальдегиду:или 67,8кмоль/ч.M(CH2O) = 30 г/моль.С учетом потерь необходимо получить в контактном аппарате формальдегида кг/ч или 68,1 кмоль/ч.Материальный баланс представлен в табл. 3.1приход  расход  составкг/ч%составкг/ч%      формалин  формалин  "сырец"17792,05100товарный15341,7100      формальд6148,93234,56формальд6136,68140метанол3368,03518,93метанол989,53976,45вода8275,08246,51вода8215,48153,55   итого15341,7100   метанол     ректифик2450,348100         метанол2376,83897   формальд12,251740,5   вода61,25872,5ИТОГО17792,05100ИТОГО17792,051004. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТРис.4.1 – Схема теплового баланса контактного аппаратаQпр = G1Cp1t + G2Cp2t + G3Cp3t + G4Cp4t + G5Cp5t; (17.1)Qрасх = G6Cp6t + G7Cp7t + G8Cp8t + G9Cp9t + G10Cp10t + G11Cp11t + G12Cp12t 17.2)Стадия синтеза Приход:а) теплота реакции дегидрирования;б) теплота реакции окисления;в) теплосодержание спирто-воздушной смеси.Расход:а) теплосодержание реакционных газов на входе из зоны контактирования;б) теплопотери в окружающую среду.Приход:а) на реакцию дегидрирования расходуется CH3OH = 5787,88 кг/ч;1) CH3OH → CH2O + H2.б) на реакцию окисления расходуется CH3OH = 7074,84 кг/ч;2) CH3OH + ЅO2 → CH2O + H2O.Тепловой эффект реакции при 20оС (293К):реакции (1) – (-9791,18 Вт);реакции (2) – 492840Вт [1 с. 448];Определим тепловой эффект реакции при 650оС (923К): Q923 = Q923 + ά (T – 293) + β (T2 – 2932) + j (T3 – 2933);(17.3)где, Т – температура реакции;β – алгебраическая сумма коэффициентов деленная пополам; ά – алгебраическая сумма коэффициентов из выражений молярных теплоносителей веществ;j – алгебраическая сумма коэффициентов деленная на три [1 с. 450].Тепловой эффект реакции дегидрирования – (-12782,14 Вт).Тепловой эффект реакции окисления – 24837901,83 Вт.в) теплосодержание спирто-воздушной смеси при 100°С определяем из уравнения: (17.4) где, Ср – теплоемкость, [Дж/кг К] [1 с. 471];G – массовый расход, кг/ч Qс.в.с. = 3299796 Вт.Теплопотери определяются по разности: Qпот = Qс.в.с. + Qр – Qк.г;. (17.7)Qпот = 3299796 + 24825119,69 – 26505323 = 1619592,69 Вт;что, составит: от прихода тепла. Количество воды на охлаждение контактных газов в подконтактном холодильнике: теплосодержание газов на входе в холодильник, Qк.г. = 26505323 Вт.Температуру газов на входе из холодильника принимаем 180оС, определяем теплосодержание газов при 180оС.Всего: i = 5416347,534 Вт.Количество теплоты, принятой водой в холодильнике составляет:Qохл = 26505323 – 5416347,534 = 21088975,47 Вт.Отсюда определяем расход воды на охлаждение:tвх = 90оС (конденсат);tвых = 123оС (пар Р = 0,2МПа). (17,8)GH2O = 37966,56 кг/ч = 10,5 кг/с.РектификацияТепловой баланс: (17.14)где, Qф.с. – тепло формалина-″сырца″; Q8 – тепло формалина стандартного; Q9 – тепло формалина-″сырца″; Qрект. – тепло процесса ректификации.5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОСНОВНОГО АППАРАТА5.1 Технологический расчет реактораГлавной целью технологического расчета секции контактирования является определение высоты слоя катализатора, при которой может быть обеспечена новая производительность. Расчеты будем проводить согласно методике, предложенной в [9], где рассматривается аналогичный случай.Процесс каталитического окислительного дегидрирования метанола в формальдегид происходит в реакторе поверхностного контакта при Р = 0,76 105 Па. Реактор (контактный аппарат) предназначен для окислительного дегидрирования метанола в формальдегид в газовой фазе на пемзосеребряном катализаторе. Для расчета выбран вертикальный стальной цилиндрический аппарат, смонтированный непосредственно над верхней трубной решеткой подконтактного холодильника. В нижней части аппарата на свободно лежащую решетку, покрытую двумя слоями сеток, засыпан катализатор. Над слоем катализатора предусмотрено распределительное устройство, имеющее 24 щели размером 200500 мм для равномерного распределения потока спиртовоздушной смеси. Разогрев катализатора производят двумя нихромовыми электроспиралями (d = 0,4 м, U = 220 В).Аппарат снабжен штуцером входа спиртовоздушной смеси Dy = 600 мм, Рy = 0,6 МПа, одним предохранительным устройством Dy = 350 мм, Рy = 0,6 МПа, люком-лазом Dy = 500 мм, Рy = 1,6 МПа.Определяющим эталоном является диффузия.Состав исходного газа [таблица 16.3]CH3OH –50,84%; O2 –13,84%;CH2O – 0,09%; N2 –34,07%.H2O – 1,16 %;Состав контактного газа: CH3OH –22%; СО – 0,33%; CH2O – 23,24%; Н2 – 0,58% ; H2O – 12,76 %; N2 – 37,9%.СО2 – 3,19%;Плотности и вязкости компонентов смеси в таблице 5.1.Таблица 5.1 – Плотности и вязкости компонентов смеси t, oCконстантаКомпоненты газовой смесиCH3OHCH2OO2H2ON2H2COCO2100ρ1,040,9251,040,5880,913μ0,8640,1040,00280,0748650ρ0,42160,39520,2370,3680,0260,3680,605μ0,0820,09260,1070,1310,06580,1310,13Вязкости взяты [4, с. 294, таб. 10] и [7, с. 596, рис. 5]Плотности веществ определяются по формуле: (5.1)Среднее значение молекулярных масс М и плотностей газов определяют по правилу аддитивности: (5.2) (5.3)где, n – доли компонентов смеси; М'см = 0,5084 32 + 0,0009 30 + 0,016 18 + 0,1384 32 + 0,3407 28 = 16,27 + 0,027 + 0,288 + 4,4288 + 9,5396 = 30,53;М"см = 0,22 32 + 0,2324 30 + 0,1276 18 + 0,0319 44 + 0,0033 28 + 0,0058 2 + 0,379 28 = 7,04 + 6,972 + 2,2968 + 1,4036 + 0,0924 + 0,0116 + 10,612 = 28,43;ρ'см = 0,5084 1,04 + 0,0009 0,925 + 0,016 0,588 + 0,1384 1,04 + 0,3407 0,913 = 0,5271 + 0,0008325 + 0,009408 + 0,143936 + 0,3110591 = 0,9923 [кг/м3];ρ"см = 0,22 0,4216 + 0,2324 0,3952 + 0,1276 0,237 + 0,0319 0,605 + 0,0033 0,368 + 0,0058 0,026 + 0,379 0,368 = 0,092752 + 0,09184448 + 0,0302412 + 0,0192995 + 0,0012144 + 0,0001508 + 0,139472 = 0,3749 [кг/м3].На входе (100оС): М = 30,53;ρ100 = 0,9923.На выходе (650оС): М = 28,43;ρ650 = 0,3749.Степень превращения метанола в формальдегид 0,9067. Температура исходной смеси 100оС, температура выхода смеси в подконтактный холодильник 650оС.Материальный баланс реактора Приход спирто-воздушной смеси [м3/ч] составляет: (5.4)V = 25302,74/0,9923 = 25499,08 м3/ч.Зададимся линейной скоростью исходной газовой смеси ω = 0,8 м/сОпределяем диаметр реакционной зоны: (.5)где, S – 0,785 D2 – площадь поперечного сечения реакционной зоны, м2;D – диаметр реактора, м.Принимаем D = 3,00 м.Площадь сечения реактора SP = 0,785 3,02 = 7,065 м2.Реакторы с катализатором в очень тонком слое в виде металлических сит используют для проведения реакций, протекающих с большой скоростью.Установлено, что скорость процесса определяется скоростью диффузии от контактной поверхности катализатора. Это явление было описано Андрусовым, который сравнивая количество реагирующего метанола и метанола, проникающего путем диффузии до поверхности серебряных сит, установил, что они равны между собой.Количество метанола, диффундирующего к поверхности катализатора, можно рассчитать, если известен коэффициент переноса массы, допустив при этом, что концентрация метанола на поверхности контакта рана нулю, т.е. скорость реакции настолько велика, что метанол непосредственно достигает контакта с серебром.Расчет проводится для слоя катализатора с сечением 1 см2 и толщиной l образованный рядами сеток из серебряной проволоки.Характеристика катализатора из серебра (сита): проволоки ТУ 48 – 1 – 112 – 85;толщина проволоки, мм – 0,22; число ячеек на 1 см2 – 225. Для определения коэффициентов диффузии устанавливаем с помощью материального баланса состав конечной газовой смеси. Рассчитаем производительность реактора на 1 м2 поверхности катализатора.Производительность по метанолу составит:Массовая скорость всей газовой смеси:Результаты расчета в таблице 5.2.Таблица.2 – Конечный состав газовой смесиПриход кг/м2ч%Расход кг/м2ч%Контактирование Смесь воздух – метанол, в т.ч.:формальдегидметанолводаазоткислород3581,423,221820,6341,541220,19495,671000,0950,841,1634,0713,84Контактные газы, в т.ч.:формальдегидметанолводауглекислый газокись углеродаводородазот3581,42832,32787,91456,99114,2511,8220,771357,3610023,242212,763,190,330,5837,9Для определения высоты слоя катализатора воспользуемся методом расчета скорости каталитического процесса, лимитируемого массообменом.По этому методу определяем высоту единицы переноса СН3ОН (ВЕП) и число единиц переноса (Z) по формулам: (.6)где, Sуд – удельная поверхность катализатора, [м2/м3];kМ – коэффициент массопередачи, [м/ч];Pr – критерий Прандля .С этой целью находим физико – химические константы исходной и конечной газовой смеси – плотности ρг [кг/м3], динамические коэффициенты вязкости μг [кг/мч], коэффициенты диффузии D [см2/с].Значение плотностей и вязкостей компонентов смесей при начальной температуре и температуре в зоне реакции в таблице 18.1.Коэффициенты диффузии находим последующим соотношениям, определяемым общими закономерностями диффузии газов. Для диффузии газа А в газ В. (5.7)где, υА, υВ – мольные объемы газов А и В, [см3/моль];МА, МВ – молекулярные массы газов А и В;Р – общее давление.Для расчета принимаем следующие значения мольных объемов [см3/моль], [ 1, с. 288, таб. 6.3]:СН3OH – 37; N2 – 31,2;CH2O – 29,37; H2 – 14,3;H2O – 18,9; CO – 29,6;O2 – 25,6; CO2 – 34.Коэффициенты диффузии DАсм для газа А, диффундирующего через смесь газов (В + С), вычисляем по формуле: (5.8)где, NA, NB, NC – мольные доли компонентов в газовой смеси;DAB, DAC – коэффициенты диффузии для бинарных газовых смесей.Рассчитанные таким путем коэффициенты диффузии метанола и других компонентов исходного и конечного газов процесса окисление метанола в бинарных газовых смесях, а так же значение коэффициентов диффузии метанола DСН3ОН [см2/с] в начальной и конечной газовой смеси в таблице5.3.Таблица 5.3 – Коэффициенты диффузииDCH3OH, O20,0714DCH3OH0,0688DCH3OH, H2O0,0912100oCDO2, N20,0785DN2, H2O0,103DO2, H2O0,105DCH3OH → (O2, N2, H2O) = 0,0747DCH3OH, CH2O0,250DCO2, CO0,387DCH2O, CO20,252DCO, N20,294DH2O, N20,389650oCDCH3OH, CO0,271DCO, H21,03DCH2O, N0,293DCH3OH, CO20,230DH2O, CO20,344DCH2O, H21,048DCH3OH, H2O0,355DH2O, H21,26DCH3OH, N20,271DH2O, H21,02DH2O, CO0,356DCH3OH, H20,710DCO2, N20,255DCH2O, CO0,292DH2, N21,04DCH3OH → (CH2O, H2O, CO2, CO, H2, N2) = 0,166Среднюю вязкость газовой смеси рассчитываем по уравнению: (5.9)где, N1, N2, N3, … - мольные доли компонентов в газе.Получаем μr [Па г]при 100оС – 7 10-2;при 650оС – 8,75 10-2.Для расчета величин ВЕП и Z принимаем, что слой сеток серебряного катализатора подобен слою насадки колей Рашига с d = h = 0,22 мм (аналогично диаметру проволоки) для таких колец эквивалентный диаметр (5.10)Удельная поверхность колец Sуд = 7,8419*103 м2/м3.Для расчета ВЕП определяем значения критерия Рейнольдца Re и диффузного критерия Прандтля Pr: (5.11) (5.12)Подставляя наши данные, имеем: Коэффициент массопередачи находим по формуле: (18.13) По нашим данным находим ВЕП: (18.14)Число единиц переноса массы Z: (5.15)где, β – изменение числа молей в результате реакции рассчитанное на 1 моль метанола; ССН3ОНвх, ССН3ОНвых – концентрация метанола в газе, на входе и выходе из реактора, мол. доли.