Головна |
прихід | витрата | ||
вихідна речовина | кг | продукт | кг |
Технічний бензолв тому числі: З6Н6прімесіТехніческій хлорв тому числі: Сl2домішки | 2771,771,1 724,314,7 | С6Н5СlС6Н4Сl2 С6Н3Сl3 С6Н6НСlПрімесі до С6Н6Домішки до Сl2 | 15,6372,471,114,7 |
Разом: | 3581,8 | Разом: | 3582,8 |
параметри | варіант | |||||||||
wб % | 60,5 | 61,5 | 62,5 | 63,5 | 64,5 | |||||
wх % | ||||||||||
wд % | 2,5 | 2,5 | 3,5 | 3,5 | 2,5 | 2,5 | 1,5 | |||
wт % | 0,5 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | ||||
w1 % | 95,5 | 96,5 | 97,5 | 97,5 | 96,5 | |||||
w2 % | 97,5 | 96,5 | 96,5 | 97,5 | 98,5 | |||||
G т |
Приклад 3.6.Скласти матеріальний баланс реактора для каталітичного окислення метанолу в формальдегід. Продуктивність реактора G = 10000 т / рік СН2О. Ступінь перетворення СН2ВІН в СН2Про х1 = 0,7. Загальна ступінь перетворення метанолу х2 = 0,8 (з урахуванням побічних реакцій). Зміст метанолу в спирто-повітряної суміші w - 40% (об.). Мольне співвідношення побічних продуктів в продукційних газі НСООН: СО2 : СО: СН4 одно з1 : з2 : з3 : з4 = 1,8: 1,6: 0,1: 0,3. Агрегат працює n = 341 день в році (з урахуванням планово-попереджувального ремонту і простоїв). Окислення ведеться на твердому срібному каталізаторі при 600 ° С. Розрахунок ведеться на продуктивність реактора в кг / год.
Рішення. Надзвичайна реакційна здатність формальдегіду обумовлює його широке застосування в якості напівпродукту в органічних синтезах, особливо у виробництві синтетичних смол і інших речовин.
Формальдегід отримують головним чином окисленням метанолу повітрям. Процес окислення проводять при 550 - 600 ° С на срібному каталізаторі. При цьому одночасно протікають реакції дегідрування метанолу та його окислення:
СН3ВІН + ?О2 ® СН2Про + Н2Про + Q (1)
СН3ВІН ® СН2Про + Н2 - Q (2)
Зазвичай на реакцію подають лише близько 80% повітря від кількості, що відповідає мольному відношенню СН3ВІН: Про2 = 2: 1 і проводять процес з неповним згорянням утворився водню по реакції
Н2 + ?О2 = Н2Про + Q (3)
Вихідні з контактного апарату гази містять 20 - 21% формальдегіду, 36 - 38% азоту і домішки у вигляді СО, СО2, СН4, Н2, СН3ВІН, НСООН і ін.
Освіта домішок можна представити таким чином:
СН3ВІН ® СО + 2Н2 (4)
СН3ВІН + Н2 ® СН4 + Н2О (5)
СН3ВІН + Про2 ® НСООН + Н2О (6)
СН3ВІН + 1,5О2 ® СО2 + 2Н2О (7)
Вся ця суміш після охолодження в холодильнику до 60 ° С надходить в поглинальну вежу, орошаемую водою. Отриманий в результаті поглинання розчин формаліну містить 10 - 12% метанолу, який в даному випадку є бажаною домішкою, тому що перешкоджає полімеризації формальдегіду.
Продуктивність реактора окислення метанолу
= 1220 кг / год СН2Про або = 40,7 кмоль / год СН2О
Для отримання такої кількості формальдегіду необхідно метанолу [по реакції (1) і (2) на 1 моль формальдегіду витрачається 1 моль метанолу]:
= 1 860 кг або = 58,12 кмоль
де 30 і 32 - мовляв. маси формальдегіду і метанолу відповідно; 0,7 - ступінь перетворення метанолу в формальдегід.
Обсяг парів метанолу складе: = 1300 м3.
Обсяг спирто-повітряної суміші: = 3250 м3.
З неї надходить повітря 3250 - 1300 = 1950 м3. У тому числі кисню 1950 · 0,21 = 410 м3 або 586 кг, азоту 1930 · 0,79 = 1540 м3 або 1920 кг.
До складу газової продукционной суміші входить СН2О, неокислену СН3ВІН, азот і побічні продукти: НСООН, СО, СО2, СН4, Н2, А також водяна пара.
утворюється СН2Про - 40,7 кмоль. Визначимо яка кількість метанолу витрачається на освіту побічних продуктів СО, СН4, НСООН і СО2. На освіту одного благаючи будь-якого з цих побічних продуктів по реакціях (4) - (7) витрачається по 1 моль СН3ВІН.
Всього на освіту побічних продуктів витрачено метанолу
58,12 · 0,8 - 40,7 = 5,8 кмоль
Залишається неокислену в складі продукційних газів:
58,12 · 0,2 = 11,6 кмоль СН3ВІН або 372 кг
Основні об'єкти газопереробних заводів | абсорбційний метод | адсорбційний метод | конденсаційний метод | газофракційні установки | виробництво полімерів | пластмаси | синтетичні волокна | І МАТЕРІАЛЬНІ РОЗРАХУНКИ ХІМІКО-технологічних процесів | Матеріальний баланс на 1т окису етилену |