Главная  Показатели химического производства 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Стирол в количестве 2000 кг/ч подается в реактор при температуре 50 °С. Реакция полимеризации осуществляется в изотермическом режиме. Температура реакционной массы на выходе равна 145 °С. Степень превращения стирола составляет 0,9. Температура охлаждающей воды на входе равна 20 °С, а на выходе - 60 °С.

Принять теплоемкости компонентов реакционной смеси следующими:

Теплоемкость, кДж/(кг-град), Стирол Полистирол

при температуре, °С:

50 1,742 1,457

145 2,479 3,1

Потери теплоты составляют 1,5%.

5-37. Составить материальный и тепловой балансы реактора полимеризации стирола

nCgHjCH = СЩ (-СН-СН2-)п + 68700 кДж.



Dmea 6

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА МАТЕРИАЛЬНОГО И ТЕПЛОВОГО БАЛАНСОВ ХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Пример 6-1. Составить материальный баланс производства уксусной кислоты окислением ацетальдегида кислородом воздуха и рассчитать технологические показатели производства.

Процесс окисления ацетальдегида в уксусную кислоту осуществляется в аппарате колонного типа при температуре 70-75 °С в присутствии солей и металлов переменной валентности, при этом протекают следующие реакции:

СН3СНО + 0,502 СН3СООН (1)

ЗСН3СНО + ЗО2 НСООН + СН3СООН + Н2О + СО2 (2) 2СН3СНО + 5О2 4СО2 + 4Н2О. (3)

Производство уксусной кислоты окислением ацетальдегида может бьггь организовано по схеме, приведенной на рис. 6.1. Схема превращений ацетальдегида

-K + R + D + S -S + D

Технический ацетапьдегид

Реактор

Реакционная масса

i НСООН СН4СНО

Делитель

СН3СООН 96,9%

Рис. 6.1. Схема материальных потоков в производстве уксусной кислоты окислением ацетальдегида



GrVaa 15,46-3-44 ,

- =-= 44,36 кг/ч;

Vkk 146

Молекулярные массы компонентов реакционной смеси: MQyQ = = 44, ЛГснзСООН = 60, Мнсоон = 46, М^о^ = 44, М^ =18.

Исходные данные

Производительность установки по ледяной уксусной

кислоте 96,9%-ной концентрации, кг/ч................ 1500

Состав исходного ацетальдегида, %:

ацетальдегид ..................................... 99,0

уксусная кислота.................................. 0,5

вода............................................. 0,5

Состав реакционной массы, %:

уксусная кислота ................................. 94,0

ацетальдегид ..................................... 2,0

муравьиная кислота ............................... 1,0

вода............................................. 3,0

Избыток воздуха по отношению к израсходованному

по реакциям (1)-(3)................................. 1,3

Расчет материального баланса

1. Определяем состав уксусной кислоты и реакционной массы.

Состав уксусной кислоты, кг/ч:

уксусная кислота.................................. 1453,5

вода............................................. 46,5

Итого............................................. 1500

Состав реакционной массы, кг/ч:

уксусная кислота.................................. 1453,5

ацетальдегид ..................................... 30,92

муравьиная кислота ............................... 15,46

вода............................................. 46,5

Итх)го ........................................... 1546,38

2. Исходя из содержания муравьиной кислоты в реакционной массе, рассчитываем количество каждого компонента, участвовавшего в реакции (2):

ацетальдегида



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов