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