Спроектировать контактный аппарат для гидрирования бензола в циклогексан
Статьи / Спроектировать контактный аппарат для гидрирования бензола в циклогексан
Страница 1

Спроектировать контактный аппарат для гидрирования бензола в циклогексан.

Исходные данные:

1.

Производительность

40 000 т/год

2.

Чистота бензола

99,9995%

3.

Состав водородной смеси

H2 – 97%, N2 – 2,6%, CH4 – 0,4%

4.

Чистота циклогексана

99,6%

5.

Время на перезагрузку катализатора

760 ч/год

6.

Производительность узла гидрирования

4 т/час

7.

Степень гидрирования

99,6%

8.

Соотношение газов на входе в реактор

(H2 + N2)/C6H6 = 8

9.

Объёмная скорость газов

0,6 л/(л·кат·час)

10.

Температура ввода газов в реактор

130 – 1400 С

11.

Температура гидрирования

180 – 2000 С

12.

Температура циркуляции газа

400 С

13.

Тепловой эффект гидрирования

2560 кДж/кг бензола

14.

Состав циркуляционного газа

H2 – 50%, N2 – 50%

15.

Давление в системе

18 кгс/см2

16.

Коэффициент растворимости

водорода в реакционной смеси при 350 С

азота в реакционной смеси при 350 С

0,12 нм3/т.атм.

0,25 нм3/т.атм.

Материальный баланс

Принципиальная схема процесса получения циклогексана представлена на рисунке.

Процесс производства циклогексана – непрерывный. Отсюда годовой фонд рабочего времени:

365 * 24 – 760 = 8000 час/год

Часовая производительность по циклогексану с учётом 0,2% потерь:

(40000*1000/8000)*1,002 = 5010 кг/ч

или 5010*22,4/84 = 1336 м3/ч

По уравнению реакции C6H6 + 3H6 « C6H12 расходуется:

бензола: 1336 м3/ч или 4652,1 кг/ч;

водорода: 3*1336 = 4008 м3/ч или 358 кг/ч;

Расход технического бензола:

4652,1*100/99.9995 » 4652,1 кг/ч;

В соответствии с заданным объёмным отношением компонентов [(H2 + N2)/C6H6 = 8; H2 : N2 : C6H6 = 5,5 : 2,5 : 1] в реактор первой ступени подают:

водорода: 5,5*1336 = 7348 м3/ч;

азота: 2,5*1336 = 3340 м3/ч;

остаётся водорода в циркуляционном газе после реактора второй ступени:

7348 – 4008 = 3340 м3/ч

Выходит после реактора азотоводородной смеси:

3340 + 3340 = 6680 м3/ч

Определяем объёмную долю циклогексана в циркуляционном газе с учётом частичной конденсации циклогексана из газовой смеси. Давление насыщенного пара циклогексана при 400 С составляет рп = 24620 Па. При давлении газовой смеси в сепараторе рсм = 18*105 Па объёмная доля циклогексана в циркуляционном газе:

j = (рп / рсм) * 100 = [24620/1800000]*100 » 1,37 %

Пренебрегая для упрощения расчёта растворимостью азота и водорода в циклогексане, находим количество циклогексана в газовой смеси на входе в реактор первой ступени:

Страницы: 1 2 3 4 5 6

Смотрите также

Теория МОХ
Тема: Расчёты по методу МО ЛКАО. Простой метод Хюккеля для -систем. Углеводороды с сопряжёнными связями. Цель занятия:     Ознакомление с простейшим вариантом метода МО ЛКАО. ...

Извлечение никеля из полировальных ванн для никелирования
При нанесении декоративных хромовых покрытий на деталь для защиты от коррозии сначала наносят слой никеля. Для получения гладкой и блестящей поверхности, необходимой для хромирования, нанос ...

Хром и методы его определения
Хромирование начали применять в промышленности с конца двадцатых годов нашего столетия. Этот процесс существенно отличается от большинства других катодных гальванических процессов в силу ря ...