Спроектировать контактный аппарат для гидрирования бензола в циклогексанСтатьи / Спроектировать контактный аппарат для гидрирования бензола в циклогексанСтраница 6
Тепловой поток газовой смеси на входе в реактор:
F1 = [12133,3/(2*3600)]*1,76*135 = 400,4 кВт
Теплота реакции гидрирования по условиям задачи – 2560 кДж/кг бензола,
Тогда в пересчёте на 1 моль бензола (молекулярная масса бензола – 78):
q = 199,68 кДж/моль
F2 = [(5000-348)/(2*3600*84)]* 199,68*1000 = 1535,9 кВт
где 5000 и 348 – количество циклогексана на выходе и входе, кг/ч.
Тепловой поток газовой смеси на выходе из реактора:
F3 = [8441,9/(2*3600)]*2,3665*180 = 499,44 кВт
Теплопотери в окружающую среду составляют 5% от общего прихода тепла:
Fпот = (400,4 + 1535,9)*0,05 = 96,8 кВт
Теплоту, отводимую кипящим конденсатом, находим из общего уравнения теплового баланса:
F4 = 400,4 + 1535,9 - 499,44 - 96,8 = 1340,06 кВт
Составляем тепловой баланс первой ступени:
Приход | кВт | % | Расход | кВт | % |
Тепловой поток газо-вой смеси |
400,4 |
20,7 |
Тепловой поток газо-вой смеси |
499,44 |
25,8 |
Теплота экзотерми-ческой реакции |
1535,9 |
79,3 |
Теплота, отводимая кипящим конденсатом |
1340,06 |
69,2 |
Теплопотери в ок-ружающую среду |
96,8 |
5,0 | |||
Всего: |
1936,3 |
100 |
Всего: |
1936,3 |
Принимаем, что кпд процесса теплообмена равен 0,9. Определяем количество образующегося вторичного водяного пара в межтрубном пространстве реактора первой ступени:
mп = 1340,06 * 0,9/2095 = 0,576 кг/с
где 2095 – удельная теплота парообразования при давлении 0,6 Мпа и температуре Т = (135 + 180)/2 » 1580 С.
Таким образом, следует подать на испарение 0,576*3600 = 2073,6 кг/ч водяного конденсата.
Расчёт реактора первой ступени.
Тепловая нагрузка аппарата - Fа = 1 340 060 Вт.
Средняя разность температур между газовой смесью и паровым конденсатом:
Dtср = 180-158 = 220 С; DTср = 22 К
Рассчитаем теплофизические параметры газовой смеси при температуре 1800 С (453 К) при выходе из реактора первой ступени:
r0см= mt/Vt = 9843/8441,9 » 1,17 кг/м3
Плотность газовой смеси смеси при давлении 1,8 МПа и температуре 453 К:
rсм= 1,17*[(273*1800000)]/(453*101325) = 12,53 кг/м3
Средняя удельная теплоёмкость газовой смеси:
ссм = 2367/
1,17 = 2023 Дж/(кг*К),
где 2367 – средняя объёмная теплоёмкость газовой смеси при температуре 1800 С (453 К).
Расчёт динамической вязкости газовой смеси:
C6H6 | C6H12 | H2 | N2 | CH4 | S | |
j i , % |
1,2 |
15,7 |
43,3 |
39,6 |
0,2 |
100 |
M r |
78 |
84 |
2 |
28 |
16 |
-- |
j i* M r/100 |
0,936 |
13,188 |
0,866 |
11,088 |
0,032 |
26,11 |
m i* 107,Па*с |
116 |
105 |
117 |
238 |
155 |
-- |
j i* M r/(100* m i) |
0,00806897 |
0,1256 |
0,0074 |
0,0466 |
0,0002 |
0,18786536 |
Смотрите также
Ученые обнаружили молекулу, которая уменьшает последствия сердечных приступов
Ученые обнаружили молекулу, которая уменьшает последствия сердечных приступов, активируя защитный механизм, предохраняющий ткани сердца от повреждений при недостатке в них кислорода, говорится в стать ...
Красители
Природные красители,органические соединения,которые вырабатываются
живыми организмами и окрашивают животные и растительные клетки и ткани.В
основном соединения желтых, коричневых , черных и ...
Хроматографический анализ различных классов веществ
Выбор
конкретных условий проведения хроматографического анализа определяется тремя
основными факторами: составом анализируемой смеси; поставленной аналитической
задачей и имеющейся аппарату ...