Page 58 - 6659
P. 58
Деякі з зазначених статей витрат в реальних процесах можуть бути відсутніми, тоді
рівняння відповідно спроститься.
Моделі хіміко-технологічної системи (ХТС)
Хімічна модель (схема) представлена основними реакціями (хімічними
рівняннями), що забезпечують переробку сировини в продукт. Наприклад, синтез аміаку з
водню й азоту представлений одним хімічним рівнянням
3Н 2 + N 2 = 2NН 3.
Виробництво аміаку з природного газу (метану) вимагає проведення декількох
хімічних реакцій:
СН 4 + Н 2О = СО + 3Н 2 – конверсія метану з водяною парою,
СО + Н 2О = СО 2 + Н 2 – конверсія оксиду вуглецю,
3Н 2 + N 2 = 2NН 3 – синтез аміаку.
Операційна модель процесу представляє основні стадії (операції) переробки
сировини в продукт. Виробництво аміаку буде описано наступною операційною моделлю:
1- очищення природного газу від сірковмісних сполук адсорбцією сірководню, що
заважає подальшим перетворенням
H 2S + Zn = Zn = H 2O
2- конверсія метану з водяною парою
СН 4 + Н 2О = СО + 3Н 2
3- конверсія оксиду вуглецю
СО + Н 2О = СО 2 + Н 2
4- одержання азоту з повітря «випалюванням» з нього кисню (цією ж реакцією
одержують тепло для проведення процесу, продукти горіння беруть участь в одержанні
аміаку)
3О 2 + 2СН 4 = 2СО + 4Н 2О
5- абсорбція діоксиду вуглецю, отриманого при одержанні водню, розчином
моноетаноламіну
СО 2 + 2RNН 2 +Н 2О = (RNН 3) 2СО 3
6- очищення газу від СО перетворенням у метан
СО + 3Н 2 = СН 4 + Н 2О
7- синтез аміаку
3Н 2 + N 2 = 2NН 3
Хімічна й операційна схеми дають перший опис і уявлення про виробництво і його
основні стадії Для подальшого розгляду ХТС зручніше використовувати графічні моделі.
Функціональна модель (схема) будується на основі хімічної й операційної і наочно
відбиває основні стадії хіміко-технологічного процесу і їхнього взаємозв'язку. Кожна
стадія представляється прямокутником, лінії між ними – зв'язки. Представлення основних
операцій у вигляді функціональної схеми зручно для розуміння процесу і служить
передумовою для апаратурного оформлення і більш детальної розробки ХТС.
58
