Спроектировать контактный аппарат для гидрирования бензола в циклогексан
Статьи / Спроектировать контактный аппарат для гидрирования бензола в циклогексан
Страница 3

Видно, что наиболее точное совпадение значения Kp к рассчитанному достигается при степени конверсии 0,921.

Уточним состав газовой смеси на выходе из реактора первой ступени.

бензол: 1336 * 0,921 = 1230,5 м3/ч;

водород: 1230,5 * 3 = 3691,5 м3/ч.

Образуется циклогексана: 1230,5 м3/ч.

Рассчитываем состав газовой смеси на выходе из реактора первой ступени:

 

C6H6

C6H12

H2

N2

CH4

S

Vt , м3/ч

105,5

1323,3

3656,6

3340

16,5

8441,9

ji, %

1,2

15,7

43,3

39,6

0,2

100

mt , кг/ч

367,3

4962,4

326,5

4175

11,8

9843

wi, %

3,7

50,4

3,3

42,5

0,1

100

В реакторе второй ступени реагирует 105,5 м3/ч бензола, расходуется 105,5*3 = 316,5 м3/ч водорода и образуется 105,5 м3/ч циклогексана. Остаётся 3656,6 - 316,5 = 3340,1 м3/ч водорода.

Количество циклогексана на выходе из реактора второй ступени:

1323,3 + 105,5 = 1428,8 м3/ч

Количество газовой смеси на выходе из реактора второй ступени:

1428,8 + 3340,1 + 3340 + 16,5 = 8125,4 м3/ч

Потери циклогексана с продувочными и танковыми газами составляют 0,2% или (1428,8-92,8)*0,002 = 1336*0,002 = 2,7 м3/ч, возвращается в реактор первой ступени – 92,8 м3/ч циклогексана.

Количество циклогексана, конденсирующегося в сепараторе:

1428,8 - 2,7 - 92,8 = 1333,3 м3/ч или 5000 кг/ч.

Растворимость компонентов газа в циклогексане:

водорода – 0,120 м3/т; азота – 0,250 м3/т при 350 С и давлении 100 000 Па.

В циклогексане при давлении 18*105 Па растворяется:

водорода: 0,120 * 18 * 5 = 10,8 м3/ч или 0,96 кг/ч;

азота: 0,250 * 18 * 5 = 22,5 м3/ч или 28,13 кг/ч.

Считаем, что метан растворяется полностью.

Всего из сепаратора выходит жидкой фазы:

1333,3 + 10,8 + 22,5 + 16,5 = 1383,1 м3/ч

или

5000 + 0,96 + 28,13 + 11,8 = 5040,89 кг/ч

Состав газовой смеси после сепаратора:

Vt , м3/ч ji, %

C6H12 1428,8-1333,3 = 95,5 1,4

H2 3340,1- 10,8 = 3329,3 49,4

N2 3340 – 22,5 = 3317,5 49,2

å 6742,5 100

Состав продувочных газов:

Vt , м3/ч

C6H12 2,7

H2 2,7*49,4/1,4 = 95,3

N2 2,7*49,2/1,4 = 94,9

192,9

Состав циркуляционного газа:

Vt , м3/ч

C6H12 92,8

H2 3329,3-95,3 = 3234

N2 3317,5-94,9 = 3222,6

å 6549,4

Расход свежей азотоводородной смеси должен компенсировать затраты водорода на реакцию гидрирования, потери азотоводородной смеси при продувке и на растворение в циклогексане.

Состав свежей азотоводородной смеси:

Vt , м3/ч

H2 7348 - 3340,1 + 95,3 + 10,8 = 4114

N2 94,9 + 22,5 = 117,4

å 4231,4

Т.к. метан содержится в газовой смеси с водородом, то его содержание:

4114 * 0,004 = 16,5 м3/ч или 11,8 кг/ч

Продувочные газы охлаждаются в холодильнике-конденсаторе при температуре 100 С. Парциальное давление паров циклогексана при этой температуре равно 6330 Па, объёмная доля циклогексана в газе после после холодильника-конденсатора составляет:

(6330/1800000)*100 = 0,35%

Количество водорода и азота в продувочных газах:

192,9 - 2,7 = 190,2 м3/ч

Количество циклогексана в продувочных газах после холодильника-конденсатора и сепаратора:

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8

Смотрите также

Теория растворов
...

Теория химического строения органических соединений. Электронная природа химических связей. Предпосылки теории строения. Теория химического строения. Изомерия
...

Никель (Niccolum), Ni
Никель - химический элемент первой триады VIII группы периодической системы Менделеева, атомный номер 28, атомная масса 58,70; серебристо-белый металл, ковкий и пластичный. Природный Н. состоит из сме ...