Спроектировать контактный аппарат для гидрирования бензола в циклогексанСтатьи / Спроектировать контактный аппарат для гидрирования бензола в циклогексанСтраница 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:
Смотрите также
Технеций
Технеций
Технеций (лат. Technetium), Тс,
радиоактивный химический элемент VII группы периодической системы Менделеева,
атомный номер 43, атомная масса 98, 9062; металл, ковкий и пласт ...
Устойчивость дисперсных систем, седиментация и диффузия
...
Океанская биологическая пустыня стремительно растет
Океанские биологические пустыни хотя и занимают 40% поверхности нашей планеты, не очень известны. Вскоре ситуация может измениться – их площадь стремительно увеличивается.
Сахара, Гоби, Ч ...