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时间:2020-03-12
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1、年产5万吨生物柴油厂物料衡算和经济预算演讲人:ppt制作人:资料收集:数据处理:技术指导:酯交换反应方程式生物酶2%热解油脂甲醇生物柴油丙三醇已知:①预处理:经过预处理,可认为原料油中已没有水。②反应:反应在35℃、1atm下进行,催化剂即脂肪酶用量为原料油的20%,醇油比为3:1。④液液分离:常压静置分层,水相中甲醇回收率为95%;⑤精馏Ⅰ:常压蒸馏,生物柴油产品收率为99%;⑥精馏Ⅱ:减压蒸馏,副产甘油收率为98%。注:投料与反应中醇油比均为3:1,即甲醇转化比较彻底,可把最后两步精馏中甲醇收率设为100%。已知数据:分子量g/mol转化率%收率%分相回收率%麻疯树油884(av
2、g)96甲醇32甘油9295生物柴油296(avg)99主要流程框图固定化脂肪酶麻疯树油酯交换反应静置分层精馏Ⅰ精馏Ⅱ固定床反应器,催化剂不流出反应器,仍留在反应器中。计算基础:已知生物柴油年产50000吨,以一年300工作日,每日24小时计算,以小时h为时间基准,吨t为质量基准,kmol为物料摩尔基准,则有:精FAME:50000/(300*24)=6.9444(t/h)6.9444*1000/296=23.4608(kmol/h)产品收率为99%,则粗FAME:6.9444/0.99=7.0145(t/h)7.0145*1000/296=23.6976(kmol/h)则参与反应的原
3、料油为:23.6976/3=7.8992(kmol/h)7.8992*884/1000=6.9829(t/h)已知原料油的转化率为96%,则实际投入原料油量6.9829/0.96=7.2736(t/h)7.2736*1000/884=8.2281(kmol/h)参加反应的甲醇为23.6976(kmol/h),即23.6976*32/1000=0.7583(t/h)甲醇实际投入量8.2281*3=24.6843(kmol/h)24.6843*32/1000=0.7899(t/h)脂肪酶用量7.2736*0.2=1.4547(t/h)进入反应器的物料总量(不含催化剂):7.2736+0.7
4、899=8.0635(t/h)出反应器的物料量粗FAME:7.0145(t/h)原料油:投入量减去参与反应的量7.2736-6.9829=0.2907(t/h)甲醇,同样用投入量减去参与反应的量0.7899-0.7583=0.0316(t/h)粗甘油的量由反应式可得其物质的量为7.8992(kmol/h),即7.8992*92=0.7267(t/h)出反应器的总物料量为7.0145+0.2907+0.0316+0.7267=8.0635(t/h)从液液分离器出来的物料:包括两个部分:(1)粗FAME相粗FAME:7.0145(t/h)甲醇的量由分相回收率可知0.0316*(1-0.95
5、)=0.0016(t/h)(2)甘油相粗甘油:0.7267(t/h)甲醇的量:0.0316-0.0016=0.0300(t/h)(3)其他物质(未反应的物料)0.2907(t/h)从液液分离器出来的物料总量为7.0145+0.0016+0.7267+0.0300+0.2907=8.0635(t/h)从两个精馏塔出来的物料(1)精馏塔Ⅰ精FAME收率为99%:7.0145*0.99=7.0735(t/h)精甲醇1收率100%:0.0016(t/h)(2)精馏塔Ⅱ精甘油收率96%:0.7267*0.96=0.6976(t/h)精甲醇2收率100%:0.0300(t/h)(3)其他物质(未反
6、应部分和杂质)0.2608(t/h)7.0735+0.0016+0.6976+0.0300+0.2608=8.0635(t/h)赋值变量说明F1:去除水分的油脂质量,tF2:油脂的水分质量,tF3:甲醇质量,tF4:催化剂质量,tP1:生物柴油质量,tP2:粗甘油质量,tP3:回收的甲醇质量,tP4:冷凝水质量,tP5:循环的甲醇质量,tX1:生物柴油得率,X2:甘油对原料油的得率,X3:甲醇对原料油的消耗率,输入:输出:序号组分质量(t/h)质量分数(%)摩尔流率(kmonl/h)摩尔分数(%)序号组分质量(t/h)质量分数(%)摩尔流率(kmonl/h)摩尔分数(%)1原料(麻风树
7、油)7.273676.428.228125.001精生物柴油6.944472.9623.460873.372甲醇0.78998.3024.684375.002精甘油0.69267.287.528323.543催化剂酶1.454715.283回收甲醇0.03160.330.98753.0944催化剂酶1.454715.2855未反应原料和杂质0.39494.15合计9.518232.9124合计9.518231.97661温度40e2压力1atm
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