Salinan Terjemahan Ammonia3.docx

ChE 456 Spring 2009 Mayor 2 ProduksiAmonia Latar Belakang Perusahaan Anda telah diminta untuk melengkapi desain baru fasilitas amonia-dari-syngas untuk menggantikan desain cacat yang telah Anda evaluasi sebelumnya. Kapasitas pabrik baru adalah 80.000 ton / tahun, dengan 8000 jam per tahun.

Penugasan Tugas Anda adalah memberikan desain proses yang komprehensif untuk pabrik baru ini. Secara khusus, Anda harus mempersiapkan yang berikut ini pada pukul 09:00, Senin, 23 Februari 2009: 1. Siapkan laporan tertulis yang merinci desain proses yang dioptimalkan untuk proses baru sesuai dengan batasan yang disediakan. Laporan harus: • memasukkan PFD yang menunjukkan semua peralatan utama dan aliran proses dan utilitas. PFD ini harus digambar menggunakan ikon standar dalam CorelDraw dan harus dapat dibaca, tidak berantakan, dengan semua peralatan utama diberi nomor, dan semua aliran proses diidentifikasi berdasarkan nomor. PFD harus digambar dalam format lanskap. Kontrol loop utama juga harus digambarkan pada diagram. • termasuk tabel aliran yang sesuai dengan PFD yang diminta di atas. • sertakan tabel dengan detail desain (tinggi, panjang, luas, jumlah baki, daya, dll.) Dari semua peralatan utama yang diperlukan untuk proses tersebut. • termasuk persyaratan utilitas untuk semua peralatan. Hasil untuk biaya utilitas harus disajikan baik sebagai tabel atau dalam bentuk angka, tetapi tidak keduanya. • termasuk biaya pembuatan untuk proses tersebut. Hasil untuk biaya pembuatan harus disajikan baik sebagai tabel atau dalam bentuk angka, tetapi tidak keduanya. • termasuk biaya modal (akar rumput) untuk semua peralatan. Hasil untuk biaya modal harus disajikan baik sebagai tabel atau dalam bentuk angka, tetapi tidak keduanya. • termasuk analisis ekonomi untuk proyek, dengan menggunakan basis periode konstruksi 2 tahun (60% tahun pertama, dan 40% tahun kedua - lahan sudah dimiliki), tingkat pengembalian 10% setelah pajak, 10 tahun masa operasi, dan tingkat pajak sebesar 45%. • termasuk daftar biaya bahan baku untuk pabrik.

2 2. Apendiks harus disertakan dengan daftar isi sendiri. Penomoran halaman dapat berlanjut dari akhir laporan atau mungkin dimulai ulang. Apendiks ini harus mencakup: a. Laporan Chemcad konvergen dicetak, menggunakan output / laporan pilihan, untuk desain yang diusulkan Anda harus dimasukkan dalam Lampiran. Jangan menyertakan daftar lengkap properti streaming, tetapi lakukan termasuk aliran aliran (massa dan mol), operasi unit, hasil konvergensi, dan data lain yang relevan dengan desain Anda. b. Spreadsheet Excel untuk semua perkiraan biaya modal (menggunakan CACPCOST) danarus kas diagram. c. seperangkat kalkulasi yang dapat dibaca dan dapat dibenarkan yang membenarkan rekomendasi Anda, termasuk asumsi apa pun yang dibuat. Apendiks harus memiliki daftar isi yang akurat agar pembaca dapat menemukan perhitungan tertentu dengan cepat.

Hasil Kerja Secara khusus, Anda harus mengirimkan yang berikut ini pada pukul 09.00, Senin, 23 Februari 2009: 1. Siapkan laporan tertulis, sesuai dengan pedoman, perincian informasi dalam butir 1 dan 2, di atas. 2. Lampirkan salinan pernyataan kerahasiaan terlampir yang telah ditandatangani.

Format Laporan Laporan tertulis adalah bagian yang sangat penting dari penugasan. Laporan yang tidak sesuai dengan pedoman akan menerima pemotongan yang berat dan harus ditulis ulang untuk menerima kredit. Laporan tertulis yang ditulis dengan baik dan / atau terorganisir mungkin juga membutuhkan penulisan ulang. Pastikan untuk mengikuti format yang diuraikan dalam pedoman untuk laporan tertulis.

Presentasi Lisan Anda akan diharapkan untuk menyajikan dan mempertahankan hasil Anda beberapa waktu antara 23 Februari 2009, dan 2 Maret 2009. Presentasi Anda harus 15-20 menit, diikuti oleh sekitar 30 menit pertanyaan dan periode jawaban. Pastikan Anda mempersiapkan presentasi ini karena ini adalah bagian penting dari tugas Anda. Anda harus membawa setidaknya dua salinan slide ke presentasi dan menyerahkannya sebelum memulai presentasi.

Peraturan Lain Anda tidak boleh membahas masalah ini dengan orang lain selain instruktur. Diskusi, kolaborasi, atau interaksi lain dengan siapa pun selain instruktur dilarang.

3 Pelanggar akan dikenakan hukuman dan prosedur yang diuraikan dalam Prosedur Universitas untuk Menangani Kasus-kasus Ketidakjujuran Akademik (lihat hal. 48 dari 2007-09 Katalog Sarjana atau ikuti tautan http://www.arc.wvu.edu/rightsa.html ). Konsultasi tersedia dari instruktur. Konsultasi Chemcad, yaitu, pertanyaan tentang cara menggunakan Chemcad, bukan cara menginterpretasikan hasil, tidak terbatas dan gratis, tetapi hanya dari instruktur. Setiap individu dapat menerima lima menit konsultasi gratis dari instruktur. Setelah lima menit konsultasi, tarifnya dikurangi 2,5 poin selama 15 menit atau pecahan 15 menit, secara kumulatif. Periode 15 menit awal termasuk 5 menit konsultasi gratis.

Laporan Terlambat Laporan akhir tidak dapat diterima. Hukuman berat berikut akan berlaku: • laporan terlambat pada tanggal jatuh tempo sebelum tengah hari: satu nilai huruf (10 poin) • laporan terlambat setelah tengah hari pada tanggal jatuh tempo: dua nilai surat (20 poin) • laporan terlambat satu hari terlambat: tiga nilai surat ( 30 poin) • setiap hari tambahan terlambat: 10 poin tambahan per hari

4

Lampiran 1 Kriteria Desain untuk Unit 600 • Syngas pakan o tersedia dari pipa pada tekanan 1.000 kPa dan suhu lingkungan o komposisi ▪ 72% mol hidrogen ▪ 24 mol% nitrogen ▪ 4 mol% metana ▪ 10 ppm karbon dioksida • COmaksimum yang 2

diizinkan dalam umpan reaktor adalah 10 ppm. Jika CO 2

harus dihilangkan dari umpan proses, monoetanolamina atau dietanolamina (murni atau terlarut dalam air) disarankan untuk pelarut. Pelarut dapat dipulihkan dengan pengupasan. Amina ini mungkin memerlukan bahan konstruksi yang tidak khas. • Desain dasar = 80.000 ton / tahun amonia murni - ini harus terkandung dalam aliran produk dengan kandungan amonia> 99,9% berat sebagai cairan yang dapat dipompa ke fasilitas pemuatan rel terdekat. • Harga jual untuk amonia adalah $ 500 / ton • Biaya syngas adalah $ 0,10 / kg • Biaya monoetanolamina adalah $ 2,42 / kg • Biaya diethanolamine adalah $ 2,75 / kg • Biaya untuk muatan awal katalis dapat diabaikan.

5

Lampiran 2 Informasi Reaktor dan Reaksi Kinetika Satu-satunya reaksi yang penting adalah HN 2 + 3 2 = 2 NH 3 (1) Reaksi ini reversibel dan dibatasi oleh kesetimbangan. Persamaan ekuilibrium adalah K = p NH 2

pp N 2 3H3

2 = 1029.3 ×12

exp ⎡ ⎢ ⎣ 11806⎤ ⎥ ⎦ T (2) di mana satuan tekanan adalah atm. Kinetika adalah: - kr N 2 = f pp N 2 5.1 H 2 p NH

-k r

p NH p

5,1 H 2

(3) di mana ⎥ ⎦ 3 3

k f

= 5823 exp ⎡ ⎢ ⎣ - 307,17 RT ⎤ ( 4) dan k r

= 1077,1 × 15

exp ⎡ ⎢ ⎣ - 765,40 RT ⎤ ⎥ ⎦ (5) di mana unit tingkat yang kmol / m3catalyst jam, tekanan parsial di atm, dan gas konstan dalam kkal / kmol . Dalam Chemcad, pilih energi aktivasi dalam kkal, volume dalam m3, aliran molar dalam kmol, aliran massa dalam kg, dan satuan waktu h. Katalis dipromosikan oksida besi, dengan berat jenis 2,6 dan fraksi kekosongan kemasan 0,44. Ingat bahwa unit yang diperlukan dalam Chemcad untuk laju reaksi adalah kmol / m3reactor jam. Anda mungkin ingin mempertimbangkan beberapa konfigurasi reaktor. Beberapa konfigurasi yang disarankan adalah tempat tidur shell-and-tube packed dengan penghilangan panas, reaktor adiabatik, dan tempat tidur dikemas adiabatik dengan intercooling. Ada kemungkinan lain.