Материальный баланс является одним из основных разделов дипломного проекта, на его основе производятся все последующие тепловые и технологических расчеты процесса.

Материальные расчеты выполняются с целью определения потребности в сырье и материалах, количество отходов и потерь. На основании материального баланса определяются расходные коэффициенты сырья основных и вспомогательных материалов на единицу готовой продукции в экономической части пояснительной записки. При расчете материального баланса дипломник должен исходить из заданий или выбранной производительности установки и характеристики исходного сырья и получаемых продуктов. Правильность расчета материального баланса зависит от полного учета расхода сырья, как на основные так и на побочные реакции, и потерь по отдельным стадиям и по всему производству в целом. Материальный баланс основан на «законе сохранения материи».

Исходными данными для составления материального баланса являются:

· заданная производительность и фонд рабочего времени проектируемой установки в календарном году;

· технологическая схема и технологический регламент;

· величина потерь и отходов производств.

По характеру протекаемых процессов по переработке нефти и газа технологические операции можно разделить на химические, физико-химические и физические.

В химических процессах в результате превращения сырья образуются новые вещества под воздействием катализаторов, температуры и давления.

Это процессы алкилирования, пиролиза, крекинга, риформинга и др.

В основе физико-химических процессов лежат процессы массообмена. Примерами таких процессов могут служить абсорбции, экстракация, растворение и т. д.

К физическим процессам можно отнести процессы ректификации отгонки, дистилляции, отстаивания.

Характер течения процессов по данным технологической операции определяют методику расчета материального баланса этой операции. Так при расчете химических процессов необходимо учитывать, что меняется химический состав перерабатываемого сырья, и материальный баланс может быть оценен с точки зрения физической химии.

На основе соответствующих уравнений химических реакций, теоретический выход продуктов устанавливается по стехиометрическим отношениям. На основании практических данных принимаются потери продукта в результате побочных реакций.

Для технологических операций, в которых преобладают физические процессы (дистилляция, экстракция, адсорбция, и другие), необходимо расчетом установить, какое количество продукта остается в жидкой или газовой форме, а какое количество его возвращается в производство. При этом также учитываются потери.

Расчет материального баланса заканчивается сводной таблицей.

Таблица 4 – Материальный баланс.

Материальный баланс аппарата.

Расчет производительности аппарата, количество уходящих продуктов из аппарата. Материальный баланс составляется на основании общего материального баланса процесса, потери в расчетах не учитываются. Результаты материального баланса сводятся в таблицу.

Таблица 5 – Материальный баланс отбензинивающей колонны.

Тепловой баланс аппарата.

Рассчитывается на основании материальных потоков, входящих и выходящих из аппарата, а так же технологического режима аппарата с учетом потерь в окружающую среду. В результате расчетов. Q прихода = Q расхода. Результаты теплового баланса сводятся в таблицу.

Таблица 6 – Тепловой баланс.