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

Использование энергосберегающих технологий для кристаллизации сульфата натрия
...

Постулаты квантовой механики
Каждый из постулатов квантовой механики, конечно, можно сформулировать в виде лаконичного математического утверждения, но, как всякое исходное допущение, любой из них построен на целой сово ...

Установка газофракционная
...