Системы технологий

Формообразование заготовок, изделий из пластмасс, резины. Характеристика полимеров по отношению к температуре, давлению и особенности их свойств.

Компрессионное прессование. Полимеры, используемые как исходные материалы и типы слоистых пластиков, получаемых этим методом. Содержание технологического процесса прессованием.

Литье под давлением. Исходные полимеры, применяемые в этом методе. Принцип действия машин для литья под давлением.

Экструзия. Типы полимеров, перерабатываемых экструзией. Экструдеры, принцип их действия, отличие от литьевых машин.

Вальцевание, каландирование. Назначение и сущность методов. Характеристика исходных полимеров и оборудования для проведения вальцевания и каландирования.

Вакуум-формирование и формирование сжатым воздухом. Полимеры, которые перерабатываются этими способами. Особенности и содержание технологии формования.

Обработка пластмасс в твердом состоянии. Разделительные операции, штамповка.

Формование изделий из резины методами пластической деформации. Назначение и принципы осуществления экструзии, горячего и холодного прессования, литья под давлением резиновых смесей. Изделия, полученные этими методами.

Методы порошковой металлургии, их преимущества. Свойства материалов, получаемых этими способами. Операции технологических процессов. Способы приготовления металлических порошков. Оборудование для формования изделий, спекания. Типы изделий, получаемых методами порошковой металлургии.

Тема 17. НЕРАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Понятия «разъемные соединения» и «неразъемные соединения». Группы неразъемных соединений, их назначение.

Сварка, ее сущность, достоинства. Сочетание сварки и штамповки. Методы сварки, лежащие в основе современного сварочного производства. Роботы-сварщики, их характеристика.

Методы получения сварных соединений. Сварка плавлением и давлением. Процессы, идущие при сварке плавлением, давлением. Классификация методов сварки по физическим признакам, способу образования сварного соединения, виду используемой энергии, степени автоматизации. Понятие «свариваемость материала». Изменение свойств металлов при сварке. Свариваемость сталей, чугунов, сплавов металлов.

Методы сварки плавлением. Электродуговая сварка. Технология и оборудование электродуговой сварки на постоянном и переменном токе. Сварка по способу Славянова и способу Бенардоса. Электроды для сварки: их состав и назначение. Виды электродуговой сварки.

Атомно-водородная, аргоно-дуговая, электрошлаковая сварка. Содержание технологических процессов, характеристика установок. Области применения этих методов сварки.

Аргоно-дуговая сварка, ее сущность. Стали и сплавы металлов, свариваемые аргоно-дуговой сваркой.

Назначение сварки в среде углекислого газа. Технология проведения сварки в среде диоксида углерода.

Электрошлаковая сварка. Содержание технологического процесса и характеристика установки. Расширение области применения этого метода сварки. Электрошлаковый переплав.

Газовая сварка. Технология, оборудование для газовой сварки. Сварочные горелки, их классификация по принципу действия. Область применения и недостатки газовой сварки.

Специальные методы сваривания плавлением: электронно-лучевая, лазерная, плазменная.

Способы огневой резки материалов. Требования к металлам, сплавам при огневой резке. Типы сталей, подвергаемые газовой резке. Области применения газовой резки металлов. Виды резки. Оборудование для газовой резки.

Кислородно-флюсовая резка. Характеристика технологического процесса. Материалы, которые поддаются кислородно-флюсовой резке.

Электродуговая (воздушно-дуговая, кислородно-дуговая) резка, ее сущность. Электроды для электродуговой резки. Производительность и качество поверхности при электродуговой резке по сравнению с газовой резкой.

Способы сварки давлением. Электрическая контактная сварка. Причины широкого распространения метода. Сущность и виды электрической контактной сварки. Стыковая сварка, характеристика установки для ее проведения. Разновидности стыковой сварки. Сварка плавлением и сопротивлением. Назначение этих способов и содержание технологии.

Точечная сварка, принцип действия установки для точечной сварки. Факторы, влияющие на качество точечной сварки. Область применения точечной сварки.

Шовная сварка, се назначение. Установка для шовной сварки. Сходство и отличие шовной сварки по сравнению с точечной сваркой.

Газопрессовая сварка. Область применения, технология, недостатки.

Специальные методы сварки. Диффузная сварка в вакууме. Сущность метода и характеристика технологического процесса. Отличительные свойства сварных швов, получаемых диффузной сваркой. Область применения диффузной сварки.

Ультразвуковая сварка. Материалы, для которых наиболее эффективна ультразвуковая сварка. Качество сварных швов, получаемых этим способом.

Сварка трением. Особенности технологического процесса. Типы материалов, подвергаемых сварке трением. Характеристика сварных швов. Область применения сварки трением.

Сварка сжатием. Содержание технологии. Материалы, подвергаемые сварке этим методом. Преимущества и недостатки сварки сжатием.

Сварка взрывом, термитная сварка, индукционная сварка. Область их применения.

Распространенные дефекты при сварке. Методы контроля сварных швов. Магнитная, рентгено-гамма-дефектоскопия.

Пайка, ее определение и сущность. Материалы, подвергаемые пайке. Технологические операции процесса пайки. Классификация припоев в зависимости от температуры плавления. Влияние флюсов на качество пайки. Характеристика соединений, получаемых с помощью пайки.

Склеивание. Стадии технологического процесса. Металлы и неметаллические материалы, которые поддаются склеиванию. Преимущества склеивания.

Тема 18. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СБОРКИ

ДЕТАЛЕЙ В ГОТОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Технологии сборки изделий. Организация сборки при единичном и серийном производствах. Узловая и общая сборка. Организация сборки в массовом производстве. Классификация видов сборки. Технологическая схема сборки. Стационарная сборка, сборка по принципу дифференцирования операций. Подвижная сборка. Поточная подвижная сборка и факторы, ее характеризующие. Поточная сборка с неподвижным изделием. Определение трудоемкости сборки. Сборка типичных соединений.

Исходные данные для разработки технологического процесса сборки. Нормирование сборочных операций. Механизация и автоматизация сборочных операций. Виды приспособлений, используемых при сборке. Критерии технико-экономической оценки процессов сборки. Основные направления развития сборочного производства.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Раскрыть сущность понятия «технология». Какие существуют трактовки этого понятия? В чем преимущество системного подхода к рассмотрению понятия «технология»?

Дать определение технологии как науки. Охарактеризовать наиболее распространенные виды технологий.

В чем заключается взаимное влияние экономических отношений и технологии? Почему экономисты должны владеть знаниями систем технологий?

Охарактеризовать общие понятия, термины, используемые в разных областях систем технологий.

Раскрыть содержание понятий «производственный процесс», «технологический процесс». Какие принципы их классификации?

Что такое технологический баланс? Какова его структура? При составлении какой технико-экономической документации используют данные технологического баланса?

Сформулировать понятие «качество продукции». Какие факторы влияют на качество продукции?

Какие типы производств существуют? Привести их сравнительную технико-экономическую характеристику.

Раскрыть сущность технического и научного прогресса. В чем состоит двустороннее взаимодействие науки и технологии?

Охарактеризовать понятия «изобретение», «нововведение». В чем отличие между этими понятиями? Что понимают под инновационной деятельностью?

Дать определение сырью и материалам. Какова их роль в технологических процессах? Указать методы классификации сырья и материалов.

Коротко охарактеризовать предварительную подготовку и способы обогащения сырья. Какова их роль в повышении качества сырья?

Какую роль играет вода в системах технологий? В чем сущность промышленной водоподготовки?

Охарактеризовать источники энергии Земли. Какова роль энергии в технологических процессах?

Что понимают под энергоемкостью технологических процессов? Привести примеры энергоемких и малоэнергоемких технологий.

Указать особенности химико-технологических процессов. Перечислить принципы классификации и стадии этих процессов. Почему они играют важную роль в системах технологий?

Дать краткую характеристику высокотемпературных процессов. Отметить основные направления их совершенствования.

Раскрыть сущность доменного процесса. По каким признакам классифицируют чугуны?

Указать методы производства стали. Привести их сравнительную технико-экономическую оценку.

Охарактеризовать высокотемпературные процессы в производстве строительных материалов. В чем общность и различие этих процессов при производстве керамики, вяжущих веществ, стекла?

Какие особенности высокотемпературных процессов при переработке топлива и в химической промышленности?

В чем сущность электрохимических процессов? Почему они получили распространение при производстве цветных металлов, химических продуктов?

Что такое катализ? Какие существуют виды катализа? Назвать преимущества каталитических процессов.

Охарактеризовать влияние давления на структуру, свойства и форму веществ. Какая связь между использованием давления и энергетическими, эксплуатационными затратами?

В чем сущность биохимических, фотохимических, радиационно-химических, плазмохимических процессов? Указать области их применения.

Какие основные группы физических процессов используют в системах технологий?

Дать определение машиностроению как комплексной области. Какова структура машиностроительного предприятия?

Раскрыть сущность понятий «изделие», «деталь», «сборочная единица», «комплекс», «комплект», «механизм», «машина».

Дать определение литью. Какие методы литья металлов используют в системах технологий? Привести их сравнительную характеристику.

В чем сущность методов обработки металлов давлением? Охарактеризовать прокатку и ее основные способы.

Что такое волочение? Какие материалы и оборудование применяют в этом процессе?

Охарактеризовать способы прессования. Какие преимущества прессования металлов в сравнении с прокаткой?

Раскрыть содержание процесса ковки металлов. В чем особенности технологического режима ковки? Какие методы ковки используют в системах технологий?

Разновидностью какого способа обработки металлов давлением является штампование? Охарактеризовать объемное и листовое штампование.

В чем сущность методов получения заготовок из неметаллических материалов?

Дать определение сварке. Указать ее достоинства.

Охарактеризовать методы сварки плавлением. Указать области применения любого из этих методов.

Какие способы относят к специальным методам сварки плавлением?

Дать характеристику методам сварки давлением. Какие преимущества и недостатки этих методов?

В чем сущность пайки? Перечислить технологические операции пайки.

Указать преимущества метода склеивания. Какие материалы подвергаются склеиванию?

Коротко охарактеризовать электрофизические методы обработки материалов. Каково их значение для систем технологий?

Какие основные виды продукции получают в системах технологий? Указать области их применения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

1. РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ В

СИСТЕМАХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1 Основные направления рационального использования

электроэнергии

При рациональном использовании электроэнергии важное значение принадлежит модернизации оборудования, автоматизации процессов в энергоустановках предприятий.

Можно выделить следующие направления рационального использования электроэнергии при осуществлении технологических процессов. Одним из них является выбор энергоносителей. Имеется в виду выбор для отдельной технологии каждого предприятия энергоносителя: электроэнергии, газа, жидкого топлива и др.

Большим резервом экономии электроэнергии являются вторичные энергетические ресурсы. Сюда относят: тепло отходящих газов промышленных печей, котлов; горячие отходы технологических процессов, тепло паровых машин; электрическую и механическую энергию, полученную в качестве побочного продукта.

Рациональное использование электроэнергии может быть достигнуто и за счет интенсификации технологических процессов путем совершенствования действующей, внедрения новой технологии; автоматизации вспомогательных процессов; совершенствования организации производства.

Сокращение потерь энергии в оборудовании и сетях образует следующее направление рационального использования электроэнергии. Оно достигается за счет рациональных схем энергоснабжения, содержания энергетического и технологического оборудования на высоком техническом уровне, использования экономичных режимов работы трансформаторов, двигателей, нагревателей.

Важным мероприятием, направленным на рациональное использование энергии всех видов, является энергетическое нормирование.

Удельной нормой расхода электрознергии называется величина затрат энергии на производство единицы продукции. Различают технологические, цеховые, общезаводские удельные нормы расхода электроэнергии.

Энергия, потребляемая заводом, цехом, станком, состоит из двух частей: постоянной составляющей (я), не зависящей от количества выпускаемой продукции, и переменной составляющей (Ь), зависящей от количества выпускаемой продукции. Тогда общий расход электроэнергии (W) будетравен:

где Л - количество выпускаемой продукции.

Постоянная составляющая расхода энергии (потребление электроэнергии водонасосными, котельными, компрессорными установками, электротранспортом и т. д.) в среднем включает 50 - 60%, а переменная - 50 - 40% от общего расхода энергии.

При увеличении выпуска продукции снижается удельный расход электроэнергии. Это подтверждается выражением:

Вот почему интенсификация процессов систем технологий обусловливает экономию электроэнергии.

Известно, что для рационального использования энергии важное значение имеет выбор энергоносителей.

Широкие возможности для взаимозаменяемости различных энергоносителей и видов топлива (электроэнергия, пар, горячая вода, мазут, газ, уголь) вытекают из централизации электротеплоснабжения в сочетании с газификацией.

Существенная экономия электроэнергии достигается при переводе процессов термообработки, нагрева, сушки на газ, жидкое топливо.

При сравнении различных энергоносителей применяют переводные коэффициенты (эквиваленты) энергии, которые представлены в табл. 1.

Таблица 1

Переводные коэффициенты (эквиваленты) энергии

Вид энергии	Обозначение	Размерность	Эквивалент для перевода в
			электроэнергию	Тепловую энергию	механическую энергию	условное топливо	нормальный пар
Электроэнергия	W	кВт-ч	1	860	1,36	0,123	1,344
Механическая энергия	L	л-с-ч	0,735	632,3	1	90,4-Ю"3	0,989
Расходу условного топлива	В	кг	8,141	7000	11,06	1	10,13
Расход нормального пара	DH	кг	0,744	640	1,011	91,5-Ю"3	1

Рассмотрим рациональное использование электроэнергии при обработке металлов резанием.

Технологические и энергетические процессы работы станков взаимосвязаны. Ускорение процессов увеличивает загрузку станков и создается лучший энергетический режим работы оборудования.

В процессе совершенствования технологии на машиностроительном предприятии одним из путей рационального использования электроэнергии является сокращение машинного (tM) и вспомогательного (t ) времени при обработке металла на станке.

Машинным временем считают, например, время снятия стружки режущим инструментом, вспомогательным - время работы станка на холостом ходу. Сокращение машинного и вспомогательного времени может достигаться за счет изменения оснастки, путем передачи изделия на другой станок, совмещением операций на станке, одновременной обработкой нескольких изделий, повышением качества инструмента. Кроме этого, к сокращению вспомогательного времени ведет автоматизация вспомогательных операций (перевод крепления деталей с ручного на пневматический привод), внедрение рациональных методов обработки.

Расчет экономии электроэнергии ведут при внедрении нового способа обработки детали на прежнем станке либо при передаче обработки на другой станок.

При изменении способа обработки детали на прежнем станке экономия электроэнергии (AW) достигается за счет уменьшения машинного времени обработки при постоянной мощности потерь (Рп) и определяется по выражению:

1.2 Примеры выполнения заданий

Пример 1. Электрическая печь термического цеха завода характеризуется потреблением электроэнергии 25 000 кВт-ч. На непосредственный нагрев деталей в печи идет 80% электроэнергии. Перевести термообработку деталей на природный газ, если эквивалент для перевода в природный газ равен 1,14. КПД газовой печи - 30%.

Решение: Сначала определяют количество электроэнергии на непосредственный нагрев деталей в электропечи: 25000 х 0,8 = = 20 000 (кВт-ч). Используя табл. 1, переводят полученный расход электроэнергии в эквивалентное количество условного топлива (у. т.):

20 000 х 0,123 = 2460 кг у. т.

Если учесть КПД газовой печи, то потребность в условном топливе составит:= 8200 кг у. т.

Электрические печи термического цеха завода потребляют 30 000 кВт-ч электроэнергии. Какому количеству условного топлива, механической энергии, нормального пара эквивалентен расход электроэнергии, если КПД печей 85%, а длительность работы 1000 ч?

Для термообработки деталей используют газовые печи, имею-щие КПД - 35% и потребляющие 6000 нм3 природного газа. Перевести термообработку деталей на электрические печи, если КПД одной электропечи 80%.

В цехе работает оборудование, характеризуемое потребностью нормального пара 5000 нм3. Какому количеству электроэнергии, механической энергии, условного топлива эквивалентен расход пара, если КПД оборудования 30%?

Оборудование цеха обеспечивает выработку механической энергии 250 л. с.ч. Какое количество электроэнергии, условного топлива непосредственно затрачивается на обработку изделий, если оборудование имеет КПД 70%?

Определить экономию электроэнергии при переходе на новый способ обработки изделий на прежнем станке, если при этом машинное время сократилось с 220 с до 150 с. Мощность потерь холостого хода равна 0,30 кВт.

Определить время обработки изделий на станке при прежнем способе, если время обработки изделий при новом способе равно 100 с. Экономия электроэнергии составляет 0,25 кВт-ч, а мощность потерь холостого хода 0,15 кВт.

Какую экономию электроэнергии можно получить при переводе обработки изделий с двух токарных станков на станок-полуавтомат? На токарных станках время обработки изделий соответственно равно 230 с, 240 с, потребляемые мощности 3 кВт и 4 кВт, время холостого хода - 100 с и 120 с, мощности потерь холостого хода - 0,25 кВт и 0,30 кВт. Время обработки изделий на станке-полуавтомате составило 160 с, а потребляемая мощность 5 кВт.

9. Какова мощность потерь холостого хода станка, на который переведена обработка изделий с другого станка, имеющего мощность потерь холостого хода 0,35 кВт? Время обработки изделий на прежнем и новом станках соответственно равно 180 с и 150 с, потребляемые мощности 3 кВт и 2,5 кВт, а время холостого хода 120 с и 100 с. Экономия электроэнергии составила 0,045 кВтч.

Провести укрупнение ламп единичной мощности с целью получения экономии электроэнергии 1200 кВт-ч. Вместо 20 ламп мощностью 200 Вт нужно установить лампы мощностью 800 Вт. Сколько нужно взять ламп большей мощности, если длительность горения ламп равна 1000 ч?

При укрупнении ламп единичной мощности использовано 6 ламп мощностью 1000 Вт. Получена экономия электроэнергии 1200 кВт-ч. Сколько ламп мощностью 300 Вт заменено, если длительность горения составляет 1000 ч?

Определить экономию электроэнергии в результате замены 25 ламп мощностью 300 Вт 8 лампами мощностью 1000 Вт. Световой поток остается прежним. Длительность горения ламп принять равной 1100 ч.

2. МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНСЫ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

2.1 Технологический баланс, его структура

Материальный и энергетический балансы технологических процессов

В основе любого промышленного производства лежит технологический процесс, представляющий собой совокупность операций, непосредственно связанных с добычей, переработкой сырья в полуфабрикаты или готовую продукцию.

Для осуществления процесса составляют технологический баланс. Он представляет собой результаты расчетов, содержащие количество введенных и полученных в производственном процессе материалов, энергии, то есть приход и расход. Технологический баланс выражают в виде уравнений, таблиц, диаграмм.

Из определения технологического баланса следует, что он включает материальный и энергетический балансы. При их составлении используют законы сохранения материи и энергии. В каждом материальном балансе количество введенных в технологический процесс сырьевых продуктов должно быть равно количеству основных и промежуточных продуктов, а также отходов производства. Аналогично количество введенного с исходными веществами тепла, электроэнергии должно равняться количеству энергии, уходящей с продуктами и отходами.

При составлении технологических балансов используют стехиометрические, термохимические расчеты, физико-химические закономерности.

Материальный и энергетический балансы нужны не только для эффективного проведения процессов, но и для их анализа. По балансам определяют фактический выход продукции, коэффициенты полезного использования энергии, расход сырья, потери сырья, топлива, энергии.

Сначала составляют материальный, а затем энергетический (тепловой) балансы.

Материальный баланс - это количественное выражение закона сохранения материи. Масса веществ, поступивших на технологические операции (приход), равна массе веществ, образовавшихся в результате процесса (расход).

Материальный баланс составляют по уравнениям химических реакций, при этом учитывают параллельные и побочные реакции. Побочные реакции являются следствием присутствия примесей в исходном сырье. Поэтому в материальный баланс входят массы исходных веществ, примесей, а также массы основных, побочных продуктов, отходов.

Неточность технико-химического анализа, неточность учета всех протекающих реакций свидетельствует о наличии погрешности в расчете материального баланса.

Массы веществ отдельно находят для твердой (Мт), жидкой (Мж) и газообразной (Ме) фаз. Тогда можно записать:

Мт + Мж + Ме=М'м + М'ж + М'г,

где М'т , М'ж , М'г - массы продуктов, получившихся в результате технологического процесса (расход).

В реальных технологических процессах не всегда участвуют все фазы. Кроме того, часть продуктов остается не прореагировавшей. Тогда уравнение материального баланса будет иметь вид:

где ц г - фактическая теплота, поступившая в зону взаимодействия с исходными веществами;

Qa - теплота экзотермических реакций и физических переходов из одного агрегатного состояния в другое (плавление, испарение, кристаллизация, растворение).

-Если тепловой эффект взаимодействия отрицательный, то Q3 помещают в расходную часть баланса;

Qe - теплота, введенная в зону процесса и не принимающая участия в химических превращениях (обогрев, охлаждение за счет использования газа, топлива, горячей воды, хладоагента и т. д.);

Q'ti ~ физическая теплота, выходящая из процесса с продуктами реакции;

Q'n - потери тепла в окружающую среду.

Расход воздуха, необходимый для окисления аммиака, будет равен:

Пример 6. Составить материальный баланс печи окислительного обжига ванадийсодержащего сырья производства ванадата аммония (NaV03) в расчете на 1 т готового продукта. Исходное сырье: ванадиевый шлак, содержащий .15% (масс.) оксида ванадия /V/ (V2Os); хлорид натрия (NaCl), расходуемый в количестве 10% от массы шлака; воздух.

Решение. Ванадий, широко применяемый для изготовления твердых сплавов, чугуна, сталей специального назначения, а также как катализатор при производстве серной кислоты, нафталина, анилиновых красителей, получают из ванадийсодержащего сырья (шлаков, концентратов, руды). Такие шлаки образуются при выплавке стали из чугуна, предварительно полученного из железных и ванадиевых руд. Ванадийсодержащие шлаки включают до 18% оксида ванадия /V/.

Сырье смешивают с NaCl, измельчают и подвергают окислительному обжигу во вращающихся печах при температуре 800 - 900°С.

На первой стадии идет окисление хлорида натрия по уравнению:

На основе проведенного расчета составляют таблицу материального баланса (табл. 2).

Таблица 2

Материальный баланс ванадийсодержащего сырья

Приход		Расход
Исходное вещество	кг	Полученное вещество	кг
Ванадиевый шлак	4966,70	Шлам (4966,7 - 745)	4221,70
Хлорид натрия	496,67	Ванадат натрия	1000,00
Воздух		Хлорид натрия	16,67
в том числе:		Хлор	290,00
Кислород	65,50	Азот	214,00
Азот	214,00
Итого	5742,87	Итого	5742,37

Невязка баланса 0,50 кг (9ДЗх10~3 %)

Пример 7. Рассчитать материальный баланс процесса электрокрекинга природного газа имеющего состав 98% (объемн.) метана (СН4), 2% (объемн.) азота (N2). В газе, выходящем из аппарата, содержится 14% ацетилена. Побочные реакции не учитывать. Расчет вести на 1000 м3 исходного природного газа.

Решение. Ацетилен получают из метана в газовой фазе при температуре 1200 - 1600°С в электродуговых печах. Процесс описывается уравнением:



Полученные данные используют для составления таблицы материального баланса (табл. 3).

Таблица 3

Материальный баланс процесса электрокрекинга метана

Приход	Расход
Исходное вещество	и»	кг	Продукты	и»	кг
сн4 N2	980 20	702,46 25,00	С2Н2 сн4 н2 N2	214,3 551,4 642,9 20,0	247,19 395,24 57,78 25,00
Итого	1000	727,46	Итого	1428,6	725,21

* плотность метана - 0,7168 кг/м3; азота - 1,250 кг/м3; водорода - 0,08988 кг/м3; ацетилена - 1,1535 кг/м3. Невязка баланса составляет 2,25 кг (0,31 % масс).

Пример 8. Рассчитать количество теплоты, выделяющейся при образовании 200 л ацетилена из карбида кальция, если теплота образования (кДж/кмоль) равна: карбида кальция (СаС2) -62 700; оксида кальция (СаО) - 635 100; воды (НаО) - 241 840; ацетилена (С2Н2) - 226 750.

Решение. Разложение карбида кальция с образованием ацетилена описывается схемой:

СаС2 + Н20 = СаО + С2Н2 + Qp.

Согласно закону Гесса тепловой эффект реакции равен сумме теплоты образования конечных продуктов минус сумма теплоты образования начальных продуктов с учетом стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции. Тогда:

Qp = (635 100 + 226 750) - (62 700 + 241 840) = 557 310 кДж/кмоль.



Результаты расчета сводят в табл. 4.

Таблица 4 Тепловой баланс процесса пиролиза ацетона

Приход тепла	кДж	%	Расход тепла	кДж	%
С ацетоном При сжигании природного газа	98928,1 6308593,9	1,54 98,46	С ацетоном Теплота реакции С отходящими газами	1309968,4 818560,0 4278993,6	20,44 12,78 бё,78
Итого	6407522,0	100	Итого	6407522,0	100

2.3 Контрольные задания к практическим занятиям

1. Сухой коксовый газ включает следующие компоненты (% объемн.): Н2 - 59%; СН4 - 25%; CnHm- 3,5%; СО - 7,5%; С02 - 3,6%; 02 - 0,7%; N2 - 6,7%. Какое количество сухого воздуха необходимо для полного сгорания сухого коксового газа?

2. Определить выход моногидрата серной кислоты из элементной серы.

3. Вычислить теоретические расходные коэффициенты для железного колчедана (Fe304) в процессе выплавки чугуна. Чугун включает 93% железа, а колчедан не содержит примесей.

4. Рассчитать расходные коэффициенты в производстве карбида кальция. Исходное сырье - известь - содержит 95% оксида кальция. Кокс включает 3% золы; 4,5% летучих веществ; 2,5% влаги. Готовый продукт содержит 78% карбида кальция, 15% оксида кальция, 3% углерода, 4% примесей.

5. Технологический процесс производства азотной кислоты характеризуется производительностью 50 000 т/год кислоты. На стадию окисления аммиачно-воздушная смесь подается с концентрацией аммиака 10% (объемн.). Выход оксида азота составляет 95%, степень абсорбции 89%. Рассчитать расход воздуха, требуемый для окисления аммиака, а также количество аммиака для получения азотной кислоты.

Для производства ванадата аммония применяют: ванадиевый шлак, включающий 14,5% масс, оксида ванадия /V/, хлорид натрия расходуемый в количестве 10% от массы шлака, воздух. Составить материальный баланс процесса окислительного обжига ванадийсодержащего сырья на 1 т продукта.

Рассчитать материальный баланс процесса электрокрекинга природного газа, имеющего состав (% объемн.): метана - 96, азота - 4. Газы, выходящие из аппарата, содержат 18% (объемн.) ацетилена.

Определить количество теплоты, выделяющейся при образовании 400 л ацетилена из карбида кальция.

Какое количество теплоты образуется при сгорании 2 кг (м3) этана, если теплота сгорания газа при стандартных условиях составляет 1 559 880 кДж/кмоль?

Сколько потребуется мазута для получения 1,5 т оксида алюминия из гидроксида алюминия?

Рассчитать тепловой баланс процесса пиролиза ацетона в производстве уксусного ангидрида, если производительность по уксусному ангидриду равна 20 т/сут, температура пиролиза 800°С, степень превращения ацетона в кетен 22%, состав пригодного газа: 98% метана, 2% азота.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫХОДА, ВОЗМОЖНОГО

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

РЕСУРСОВ И ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА ЗА СЧЕТ ИХ

ПРИМЕНЕНИЯ

3.1 Определение вторичных энергетических ресурсов, их

классификация и направления использования

Одним из направлений экономии топливно-энергетических ресурсов является использование вторичных (побочных) энергетических ресурсов (ВЭР). Под ВЭР понимают энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологических процессах (установках, агрегатах), который не применяется в самом процессе (агрегате), но может быть частично или полностью реализован для энергоснабжения других агрегатов, процессов.

Термин «энергетический потенциал» подразумевает наличие в перечисленных продуктах запаса энергии: физического тепла, химически связанного тепла, потенциальной энергии избыточного давления. Химически связанное тепло продуктов топливно-перерабатывающих установок (нефтеперерабатывающих, коксовых печей, газогенераторных, углеобогатительных) к ВЭР не относится.

ВЭР делятся на следующие группы:

Горючие (топливные) ВЭР. Это горючие отходы процессов химической и термохимической переработки углеродистого и углеводородного сырья; твердые и жидкие топливные отходы, не пригодные для дальнейшей технологической переработки; отходы деревообработки; щелока целлюлозно-бумажного производства и т. д.

Тепловые ВЭР. Физическое тепло отходящих газов технологических процессов (агрегатов); физическое тепло основной, побочной и промежуточной продукции; отходов основного производства; тепло рабочих тел систем принудительного охлаждения установок, агрегатов; тепло горячей воды, пара, отработанных в технологических процессах, силовых установках.

ВЭР избыточного давления. Это потенциальная энергия газов, жидкостей, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением, которое нужно снижать перед следующей ступенью использования газов, жидкостей или при сбросе их в атмосферу либо очисткой.

Исходя из классификации ВЭР, выделяют направления их применения. Топливное - непосредственное использование горючих ВЭР в качестве топлива. Тепловое - использование тепла, получаемое непосредственно в качестве ВЭР или вырабатываемое за счет ВЭР в утилизационных установках. Сюда относят и выработку холода. Силовое направление включает применение механической (электрической) энергии, вырабатываемой за счет ВЭР в утилизационных установках. Комбинированное направление характеризует использование потребителями тепла, электрической (механической) энергии, одновременно вырабатываемых за счет ВЭР.

Для проведения расчетов используют следующие основные понятия. Выход ВЭР - количество ВЭР, образующихся в данном технологическом процессе (агрегате) в единицу времени. Выработка за счет ВЭР - это количество тепла, холода, электроэнергии, механической энергии (работы), получаемых за счет ВЭР в утилизационных установках. Различают возможную, планируемую, фактическую выработку за счет ВЭР. Возможная - максимальное количество холода, тепла, энергии, которое практически можно получить за счет данного вида ВЭР. Планируемая выработка - количество тепла, холода, энергии, которое предполагается получить за счет ВЭР. Фактическая - это фактически полученное количество тепла, холода, энергии за определенный период.

Использование ВЭР - количество используемой у потребителя энергии, вырабатываемой за счет ВЭР, а также топлива, тепла, получаемых непосредственно как ВЭР; Также как и выработка, использование ВЭР может быть возможным, планируемым, фактическим. Коэффициент выработки за счет ВЭР - это отношение фактической (планируемой) выработки к возможной.

Экономия топлива за счет ВЭР - это количество первичного топлива, которое экономится за счет ВЭР. По этому показателю сравнивают эффективность применения разных ВЭР.

Коэффициент утилизации характеризуется отношением фактической (планируемой) экономии топлива за счет ВЭР к возможной.

Исходными данными для расчета выхода, использования ВЭР и экономии топлива за счет ВЭР являются материальные и тепловые балансы технологических процессов.

Прежде всего устанавливают виды ВЭР, их энергетический потенциал, агрегаты, дающие ВЭР. Для оценки направления расчета выхода ВЭР, выработки за счет ВЭР, использования ВЭР, экономии топлива за счет ВЭР составляют схему (рис. 1).

Удельный выход ВЭР определяют по выражению:

1вэр = твэр х"вэр'

где твэр - удельное количество энергоносителя в виде твердых, жидких, газообразных продуктов (берут из материального баланса процессов), кг(м3)/единица продукции (сырья);

69

Пвэр - энергетический потенциал энергоносителя, единица энер-

где rj - КПД замещаемой установки, с показателями которой сопоставляется эффективность использования ВЭР;

д - коэффициент использования выработки тепла потребителями.

Повышения этого коэффициента до единицы добиваются подбором потребителей и их кооперированием.

При силовом направлении использования ВЭР экономия первичного тепла находится по выражению:

3.2 Примеры выполнения заданий

Пример 1. Рассчитать производительность котла-утилизатора, установленного за мартеновской печью, емкостью 600 т. Объем дымовых газов перед котлом-утилизатором V1 - 23,6 м3/с. Температура дыма на входе в котел-утилизатор t1 = 650°С. Состав дымовых газов перед котлом-утилизатором (% объемн.): С02 - 12; Н20 - 10,5; 02 - 5,5; N2 - 72. Давление в пароперегревателе Р = 1800 кПа, tn = 376°С. Коэффициент сохранения тепла = 0,99. Температура дыма на выходе из котла-утилизатора t2 = 245°С.

Решение. Котлы-утилизаторы предназначены для получения водяного пара за счет физического тепла дымовых газов, побочных продуктов или промежуточных продуктов.

В зависимости от количества дымовых газов (тыс. м3/ч) котлы-утилизаторы классифицируются на следующие типы: КУ-50; КУ-60-2; КУ-80-3; КУ-100-1; КУ-125 (120 тыс. м3/ч). Расчетная температура дымовых газов перед котлом КУ-50 составляет 600°С, а перед остальными - 650°С.

Для расчета используют энтальпии дымовых газов, которые представлены в табл. 5.

Таблица 5 Энтальпии дымовых газов при различных температурах

Энтальпия газов, кДж/м3	Температура, С
	650	245	600	200
ЛНсо2	1306,0	462,0	1236,76	361,67
ЛНн2о	1058,0	381,4	964,68	303,47
АНо2	925,0	337,3	851,64	267,38
AHn2	865,0	322,4	805,06	260,60

Используя данные табл. 5, определяют энтальпии дымовых газов на входе и выходе котла-утилизатора.

Температура 650°С: ДНсо2 = 0,12X1306,0 = 156,9 кДж/м3; ЛНн,о = 0,105X1058 = 111 кДж/м3; ДНо2 = 0,055x925 = 51 кДж/м3; AHn2 = 0,72X865 = 623 кДж/м3.

Суммарная энтальпия на входе ДНнд1/ = 942,0 кДж/м3. Температура 245°С: ДНсо, = 0,12 Х462 = 55,5 кДж/м3; ДНн2о = 0,105X381,4 = 40,0 кДж/м3; ДНо2 = 0,055X337,3 = 18,5 кДж/м3; ДНм2 - 0,72X322,4 = 232 кДж/м3.

Суммарная энтальпия на выходе ДНкон = 346,0 кДж/м3. Тогда количество теплоты, отданное дымовыми газами в котле-утилизаторе, будет равно:

Q = (ДН - ДН )xV = (942,0 - 346,0)х23,6 = 14065,6 кВт.

МП-"K(sM

Если учесть, что энтальпия поступающей в котел-утилизатор воды равна 421,0 кДж/кг (при 100°С), а энтальпия перегретого пара - 3198,0 кДж/кг (при 376°С), тогда количество тепла, воспринятое 1 кг воды, составляет:

Q' = 3198,0 - 421 = 2777 кДж/кг.

Взяв теплоемкости газов из справочной литературы, рассчитывают энтальпии газов при температурах 400"С и 190°С по ранее приведенным выражениям:

АН2 = (0,463X0,552 + 0,374X1,0147 + 0,314X4,80 + + 0,324X0,3X5,3) X 400 =

= (0,256 + 0,380 + 1,35 + 0,515) Х400 = 1000,4 ккал/м3;

Д#2 = (0,429X0,552 + 0,364x1,0147 + 0,311X4,3 + 0,318х

X 0,35X5,3) Х190 е (0,239 + 0,369 + 1,337 + 0,590) Х190 =

= 481,65 ккал/м3. Выработка тепла в экономайзере равна:

Qm= G х(ДЯ, - АЯ2) хД х (1 - Ј) хЮ-6. = 57Х106 х(1000,4- 481,65) Х1х0,85х10"6 = 25133,4 Гкал/год. Экономия топлива за счет ВЭР составляет:

Вэк = 0,180 X 25133,4X0,80 = 3619,2 т у. т./год.

3.3 Контрольные задания к практическим занятиям

1. Определить производительность котла-утилизатора -КУ-50, утилизирующего тепло дымовых газов; имеющих объем 22 м3/с. Состав дымовых газов перед котлом-утилизатором (96 объемн.): С02 - 11,0; Н20 - 9,5; 02 - 6,5; N2 - 73. Температура в пароперегревателе tn = 370°С. Коэффициент сохранения тепла / = 0,95. Температура дымовых газов на выходе из котла-утилизатора t2 = 200°С.

2. В печи для нагрева бутана производства синтетического каучука сжигают газ, состоящий из (% объемн.): СО - 5,6, Н2 - 53,3; С02 - 3,2; СН4 - 10,8; С2Н6 - 10,8; С3Н8 - 3,2; С4Н10 - 1,1; C4Hg - 12,0. Определить вид ВЭР. Составить схему расчета выхода ВЭР, выработки за счет ВЭР, экономии топлива.

3. Рассчитать возможную экономию топлива за счет ВЭР, которые образуются в печах пиролиза углеводородов при сгорании 18 млн м3/год газа, энтальпия дымовых газов равна 1500 Гкал/м3, а после пароперегревателя - 500 Гкал/м3.

4. В производстве синтетического каучука применяют печи для нагрева бутана, где сжигают газ в количестве 50 млн м3/год. Установить вид ВЭР, рассчитать экономию топлива за счет ВЭР, если ва„. = 0,19 т у. т./Гкал, АН. = 1053 Гкал/м3; АН, =3UM1*1Ј

= 493 Гкал/м3.

5. Определить возможную выработку тепла за счет ВЭР печей нагрева бутана в производстве синтетического каучука. На обогрев печей подают газ в количестве 45 млн м3/год. Объемы воздуха, углекислого газа, воды, азота соответственно равны (м3/м3): 5,3; 0,55; 1,4; 4,4. Температура на выходе из печи 400°С, а1 = 1,35, а на выходе из экономайзера 200°С, а2 = 1,4.

6. В печи для нагрева предельных углеводородов сжигают газ. Определить вид ВЭР, составить схему расчета выхода ВЭР, выработки за счет ВЭР, экономии топлива, если выработка тепла составила 25 000 Гкал/год, взим = = 0,16 т у. т./Гкал.

7. Определить возможную экономию топлива за счет ВЭР, образующихся при сгорании метан-водородной фракции в трубчатых печах пиролиза, если выработка теплоты за счет ВЭР составляет 30 000 Гкал/год, а 8 = 0,19 т у. т./Гкал. гп зам*

8.Определить объем дымовых газов, поступающих в экономайзер, если количество теплоты, идущее с газами, составляет 16 000 кВт, коэффициент сохранения тепла равен 0,96. Энтальпия дымовых газов до аппарата 950,6 кДж/м3, после -400 кДж/м3.

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТОПЛИВ

4.1 Характеристика и классификация процессов переработки

топлив

Переработку твердого, жидкого и газообразного топлива осуществляют с помощью термических и каталитических процессов.

Термическая или пирогенная переработка топлива - это процесс переработки, идущий при высокой температуре.

Процессы термической переработки топлив делятся на три группы.

Первая группа охватывает процессы пиролиза (сухой перегонки). Сырье нагревают без доступа воздуха. В результате сложные вещества разлагаются на твердые (кокс, полукокс, древесный уголь) и летучие вещества (смесь паров и газов).

При пиролизе могут идти процессы двух типов:

Физические высокотемпературные процессы, например, разделение сырой нефти по фракциям по температуре кипения.

Химические (деструктивные) высокотемпературные превращения исходных веществ с образованием горючих газов, топлив, отдельных химических продуктов.

В зависимости от природы сырья условия процессов пиролиза различны. Например, сухая перегонка древесины идет при температуре 400 - 500°С, полукоксование бурых углей - 500 - 600°С, коксование каменного угля - 1000 - 1100°С.

Нефть и нефтепродукты перерабатывают следующими методами: первичной фракционной перегонкой; пиролизом при температуре 650 - 750°С, при этом из нефтепродуктов получают ароматические углеводороды, пиролиз-газ, содержащий этилен, пропилен; термическим крекингом мазута соляровых фракций, в результате чего получают бензин, дизельные топлива, крекинг-газ; термическим реформингом для получения высокооктановых бензинов.

Вторую группу термической обработки топлив образуют процессы газификации. Суть их состоит в превращении органической части малоценного, малозольного топлива в горючий газ путем неполного окисления воздухом, кислородом или водяным паром. Газификации в основном подвергают твердое топливо, реже жидкое. Продуктами газификации являются генераторные газы, резко отличающиеся по составу, теплотворной способности. Главный компонент этих газов - оксид углерода (II).

Третья группа включает процессы гидрирования топлив (гидрогенизация). В этих процессах под давлением в среде водорода при высокой температуре в присутствии катализаторов протекают химические превращения с обогащением исходных веществ водородом. Процессам гидрирования подвергают как твердые топлива, так и жидкие (гидрокрекинг).

Каталитические процессы широко используют для переработки нефти, нефтепродуктов. Эти процессы основаны на применении контактных катализаторов (платины, хрома, оксида молибдена) и комплексообразующих катализаторов (синтетических алюмосиликатов).

На контактных катализаторах идут реакции с отщеплением водорода, образованием ароматических соединений. Это позволяет получить бензины с высоким октановым числом.

На комплексообразующих катализаторах идут реакции изомеризации и перераспределения водорода в молекулах, что повышает выход бензина по сравнению с термическим крекингом на 15 - 35%. Октановое число растет на 7 - 10 единиц.

Первую группу катализаторов применяют для облагораживания моторных топлив при их гидроочистке, каталитическом реформинге, а вторую - при каталитическом крекинге.

Каталитический крекинг нефтепродуктов - соляровых, керосиновых фракций - ведут в паровой фазе при температуре 450°С, давлении 0,1 - 0,2 МПа на катализаторе комплексе образующего типа. В результате концентрация ароматических углеводородов в бензине растет по сравнению с бензином термического крекинга с 3% до 16%. Это увеличивает октановое число до 77 - 78 единиц.

Преимущество каталитического крекинга также состоит в уменьшении количества непредельных углеводородов. В результате повышается стабильность бензина, его химическая стойкость, предотвращается образование смолистых веществ при хранении, применении.

Недостатком процесса крекинга является образование кокса (до 5%). Протекает отложение углерода на поверхности катализатора, что приводит к уменьшению его активности. Для восстановления катализатора осуществляют, например, выжигание отложений при температуре 550 - 600°С.

Однако образование кокса, особенно увеличение его выхода до R - 10%, интенсифицирует перераспределение водорода в молекулах. В результате выход бензина растет, а выход непредельных падает. Вместе с тем не идут по пути увеличения выхода кокса, так как при этом затрудняется регенерация катализатора.

При каталитическом крекинге керосино-соляровых фракций получают около 12 - 15% газов, содержащих пропан-пропиленовую и бутан-бутадиеновую фракции; до 10% каталитического газойля -лучшего дизельного топлива; 4-5% кокса; до 70% бензина с октановым числом 77 - 78 единиц.

Высокий выход бензинов с хорошими антидетонационными свойствами, а также возможность получения низко сернистых бензинов из высокосернистых фракций нефти, также являются преимуществами каталитического крекинга по сравнению с термическими методами.

Для увеличения октанового числа бензинов применяют каталитический реформинг. Его ведут в среде водорода под давлением в присутствии катализаторов контактного типа. При этом снижается выход кокса на катализаторе и количество серы в бензинах. Это достигается каталитическим отщеплением атомов серы, их гидрированием с образованием сероводорода.

Варианты реформинга отличаются температурой, давлением, катализаторами и методами их регенерации.

Распространение получил платформинг - процесс каталитической переработки легких нефтяных фракций на платиновом катализаторе в среде водорода при температуре 500°С. Платину используют на носителе - оксиде алюминия. В процессе платформинга одновременно идут реакции расщепления молекул, гидрирования, изомеризации, образования ароматических углеводородов. В зависимости от давления получают высокооктановый бензин либо ароматические углеводороды. При давлении около 5 МПа образуется бензин с октановым числом 98, а при 1,5 - 3 МПа - ароматические углеводороды.

При каталитическом реформинге, кроме жидких веществ, получаются газообразные с выходом 5 - 15%. Они содержат водород, метан, этан, пропан, бутан, изобутан. Эти соединения служат сырьем для синтеза метанола, формальдегида, пропилена, бутадиена, высокооктановых добавок к бензинам. Водород также используют для очистки нефтепродуктов от серы (гидроочистка). Гидроочистку ведут при давлении водорода 5-7 МПа, температуре 340 - 430°С на алюмокобальтмолибденовом катализаторе. При взаихмодействии водорода с сернистыми и кислородсодержащими соединениями образуются легко удаляемые сероводород, аммиак, вода.

Сочетание процессов каталитического реформинга и гидроочистки исключает необходимость строительства установок по производству водорода.

4.2 Примеры выполнения заданий

Пример 1. Определить молярную и массовую долю нефти в во-донефтяной эмульсии, если объемная доля воды в эмульсии 50%, молярная масса нефти 200 кг/моль, плотность ее 850 кг/м3, плотность воды 1000 кг/м3.

Решение. Состав смеси характеризуется числом компонентов смеси, их соотношением. Соотношение компонентов определяется долями: массовой, объемной, молярной. Сумма долей всех компонентов смеси равна единице.

Массовая, молярная, объемная доли компонентов рассчитывается по выражениям:

где М. - молярная масса г-й компоненты.

Если выразить массу компонента через плотность, объем, то выражение для молярной доли будет иметь вид:

Пример 3. Проведена разгонка нефтепродукта. Получены следующие температуры кипения: 10% - 140°С; 30% - 175°С; 50% - 230°С; 70% - 240°С; 90% - 250°С. Определить точку кипения.

Решение. Нефть и нефтепродукты не являются индивидуальными веществами, представляют сложную смесь углеводородов и их соединений. Поэтому нефтяные фракции выкипают в интервале температур. Для их характеристики пользуются средней температурой кипения (среднеобъемной, среднемассовой, среднемолекуляр-ной и др.). Среднеобъемная, среднемассовая, среднемолекулярная температуры находятся по формулам:

где Vr..Vn - объемы (или % объемн.) отдельных фракций;

Gr..Gn - массы (или % масс.) отдельных фракций;

tr..tn - температуры кипения фракций;

Nj...Nn - моли (или объемные доли) отдельных фракций.

При разгонке нефтепродуктов по ГОСТ устанавливают температуры отгона 10% (объемн.), 30%, 50%, 70%, 90% этих продуктов. Тогда среднеобъемная температура рассчитывается по выражению:

Пример 4. Определить выход бензина при каталитическом крекинге в кипящем слое катализатора. Сырьем служит керосино-газойлевая фракция плотностью /э204 = 0,870; глубина превращения сырья X = 0,60; температура в реакторе 468°С. Константа скорости реакции К = 0,28 (по данным температуры, свойствам сырья).

Решение. Уравнение зависимости выхода бензина {Xff % масс.) от глубины превращения сырья предложено группой специалистов под руководством Г. М. Панченкпвя. Оно имеет вид:

Пример 5. На установке каталитического крекинга с реактором ступенчато-противоточного типа при 475°С перерабатывается вакуумный газойль. Определить выход легкого газойля (X ), бензина (Х6), кокса (Хк), газа (Хг), если глубина превращения равна 65% масс. Макрокинетические коэффициенты К' и К" для шести секций аппарата равны 1,25 и 0,6.

Решение. Учеными Д.И. Орочко, Г.Н. Черниковой выведены зависимости выхода продуктов (X, массовые доли) от глубины превращения тяжелого газойля на установке каталитического крекинга с реактором ступенчато-противоточного типа. Тогда выходы продуктов равны:

Пример 6. на установке каталитического крекинга с подвижным слоем катализатора перерабатывается 1000 т/сут газойля. Определить массу катализатора, восстанавливаемого в регенераторе, время пребывания частиц катализатора в регенераторе. В качестве исходных данных принять, что насыпная плотность катализатора Рнас ~ 0»7 т/м3, интенсивность выжигания кокса К = 15 кг/м3 слоя в час, допустимое отложение кокса на отработанном катализаторе X' = 2% масс, выход кокса Хк = 5,9% масс.

Решение. Сначала рассчитывают массу циркулирующего катализатора:

Пример 8. Определить состав автомобильного бензина А-72, который получается при смешении бензина прямой перегонки с октановым числом 62 с бензином каталитического крекинга, октановое число которого равно 82. По исследовательскому методу октановое число бензина А-72 равно 70 единицам.

Решение. Пусть Х- массовая доля бензина каталитического кре-кингав А-72. Тогда можно записать: 100x76 = (100 - JQX62 + Хх82; X = 70% масс. Следовательно, А-72 состоит из 70% масс, бензина каталитического крекинга и 30% масс, бензина прямой перегонки.

Пример 9. Рассчитать количество сухой шихты (Gcui) из 1000 кг рабочей шихты, загружаемой в камеру коксования, а также выход валового кокса, если влага в шихте W = 8,5%, выход летучих веществ валового кокса на сухую зольную массу Vек = 1%; разница на выход кокса, получаемого в производственных условиях и при определении летучих веществ в лабораторных условиях, а = 3%; выход летучих веществ шихты на сухую массу, Vе' - 26%.

Решение. Рабочей шихтой называют коксуемую шихту, содержащую влагу. Масса сухой шихты находится из выражения:

4.3 Контрольные задания к практическим занятиям

1. Нефтепродукты подвергли перегонке и получили следующие температуры отгонки отдельных фракций, а также количества этих фракций (% масс): 100°С - 12%; 150°С - 30%; 185°С - 20%; 220°С - 20%; 245°С - 18%. Определить точку кипения.

2. Определить молекулярную массу смеси бензола с изооктаном, если мольная доля бензола равна 0,52; изооктана - 0,49.

3. Смесь состоит из 1400 кг бензола, 2600 кг Н-октана, 1000 кг гептана. Определить среднюю молекулярную массу смеси.

4. Определить выход бензина при каталитическом крекинге в кипящем слое катализатора. В качестве сырья используют керосино-газойлевую фракцию, глубина превращения которой равна 0,59. Константа скорости реакции составляет 0,28.