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

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8

Смотрите также

Синтез и свойства амилнитрита
Амилнитрит C5H11NO2 (изоамиловый эфир азотистой кислоты). Молекулярная масса (в а. е. м.): 117,15. Температура кипения (в °C): 104. Прозрачная желтоватая, легкоподвижная, весьма летучая жид ...

Исследование каталитических свойств полимерных комплексов
В последнее время наиболее интенсивно развиваются области исследований на стыке различных направлений, например, катализ полимерами, возникший благодаря взаимодействию таких разделов химии, ...

Химическая сборка поверхности твердых тел путем молекулярного наслаивания
Получение принципиально новых характеристик материалов и изделий, особенно при создании искусственных структур, основанных на квантовых эффектах [1-6], невозможно в перспективе без создания ...