20.10.2014 KYM415 PROSES TASARIMI I PROJE-1 O
Transkript
20.10.2014 KYM415 PROSES TASARIMI I PROJE-1 O
Veriliş Tarihi: Geliş Tarihi: 22.09.2014 20.10.2014 KYM415 PROSES TASARIMI I PROJE-1 O-Ksilenin (O-K) oksidasyona uğratılması yoluyla aşağıda verilen reaksiyona göre Fitalik Anhidrit (FA) üretimi prosesi için şekildeki akım şemasını göz önüne alınız. Reaktöre beslenen saf (O-K) her molü başına (*) mol hava beslenmektedir. Reaktöre giren akım içerisinde %3 (0-K) bulunmaktadır. Reaktörde (O-K)’nın tamamı reaksiyona girmektedir. (O-K)’nin büyük bir miktarı FA’ya dönüşmekte, fakat bazı tam olmayan yanma durumunda (O-K), yan reaksiyonla Maleik Anhidrit (MA) ve ağır safsızlıklar da oluşmaktadır. Tablo 1’de (O-K)’nın farklı sıcaklıklardaki dönüşüm oranı değerleri verilmiştir. Reaktörden çıkan ürünler bir yoğunlaştırıcıya gönderilmektedir. Yoğunlaştırıcının üst akımından tüm hafif gazlar ve su ayrılmaktadır. Bu gazlardan bileşiminde %79 N2 ve %21 O2 içeren akım taze besleme hava akımına geri gönderilmekte diğer gazlar ise purge olarak dışarı atılmaktadır. Yoğunlaştırıcının alt akımından ayrılan FA, MA, ve tüm ağır safsızlıklar damıtma kolonuna beslenmektedir. Kolonun alt ürününde 57.84 kmol/h akış hızında ve %99 saflıkta FA, üst akımından ise saf MA ayrılmaktadır. Diğer işletim koşulları (Tablo 2) ve Sonuç Tablosu Ek-2’de verilmiştir. Buna göre, a) Tüm akımların % molar bileşimlerini, molar akış hızlarını (kmol/st) hesaplayıp, sonuçları tablo halinde veriniz. b) Aynı sonuçları MATLAB ortamında hesaplayan bir program yazıp sonuçları karşılaştırınız. c) Proses Akım Diyagramını CHEMCAD ortamında çiziniz ve aynı sonuçları CHEMCAD de de elde edip bilgi akış diyagramını oluşturunuz. C8 H10 + 3O2 → C8 H 4 O3 + 3H 2 O o − xylene C8 H10 phthalic anhydride + 7.5O2 → C4 H 2 O3 + 4H 2 O + 4CO2 maleic anhydride 7 8 O2, N2 5 Hava 1 O-Ksilen 2 Purge 3 TI I 4 II 9 6 III 10 I: Reaktör, II: Yoğunlaştırıcı, III: Damıtma kolonu (*) Bu işletme parametreleri Ek-2’de Takım numaranızın karşısında verilmiştir. EK-1 Tablo 1. (O-K)’nın sıcaklığa bağlı olarak dönüşüm oranları T (oC) MA PA 300 1.00 0.00 320 0.575 0.425 340 0.317 0.683 360 0.300 0.700 380 0.200 0.800 400 0.18 0.820 Tablo 2. Takımların Đşletme Parametreleri Gruplar Mol Hava(*) TI, oC A1 28 320 A2 23 340 A3 22 360 B1 20 380 B2 23 400 B3 24 340 C1 21 360 C2 20 400 C3 27 320 D1 25 340 D2 21 360 D3 19 380 E1 19 400 E2 26 340 E3 22 360 EK-2 Akım No Bileşen O-K O2 N2 PA MA 1 % 2 kmol % 3 kmol % 4 kmol % 5 kmol % 6 kmol % 7 kmol % 8 kmol % 9 kmol % 10 kmol % kmol