Технологический, материальный и тепловой расчет алкилатора. Вариант 2, страница 3

Расход этиленовой фракции, кмоль/час:

,

Где - содержание этилена в этиленовой фракции,%.

Результаты расчета заносятся в таблицу:

Расход этиленовой фракции:

, %

, кмоль/час

, кг/час

15,7

66,328

1061,248

0,3

1,267

32,942

56

236,584

6624,352

15,9

67,173

2015,19

5,8

24,503

1029,126

1,5

6,337

12,674

3,3

13,942

390,376

0,7

2,957

94,624

СО

0,8

3,38

94,640

Сумма:

100

422,471

11355,172

Молярное отношение бензол : этилен на входе в реактор равно 3,1:1. Расход бензола, кмоль/час (кг/час):

 кмоль/час  или  57205,98 кг/час

Массовая доля воды в бензоле после азеотропной осушки составляет 0,002% , следовательно с бензолом поступает воды, кмоль/час (кг/час):

 кмоль/час  или  0,270 кг/час

Расход хлорида алюминия, кг/час (кмоль/час):

Количество диэтилбензола, возвращаемого со стадии ректификации, кг/час (кмоль/час):

Для определения состава отходящих газов рассчитывают содержание в них хлорида водорода, этилена, бензола, оксида углерода. Метан, этан, водород, азот и кислород, входящие в состав этиленовой фракции, переходят в отходящие газы полностью. Влага в составе бензола взаимодействует с хлоридом алюминия по реакции:

С учетом известного количества воды , кг/час по уравнению этой реакции определяются количества расходуемого хлорида алюминия и получаемых гидроксида алюминия и хлорида водорода, кг/час (кмоль/час):

Расходуется хлорида алюминия: кмоль/час или 0,667 кг/час.

Образуется гидроксида алюминия: 0,005 кмоль/час или 0,390 кг/час.

Образуется хлорида водорода: 0,015кмоль/час или 0,547 кг/час.

В отходящие газы переходит (по экспериментальным данным):

-1% подаваемого этилена, кмоль/час (кг/час):

Величина берется из табл.1.

-90% подаваемого оксида углерода, кмоль/час (кг/час):

Величина  берется из таблицы 1.

-0,3 кг бензола на 1 т. этилбензола; тогда количество его в газовой фазе, кг/час (кмоль/час):

Количество и состав отходящих газов приводится в таблице 2

Количество и состав отходящих газов                                                           Таблица 2

Компонент

, кмоль/час

, %

, кг/час

66,328

40,88

1061,248

2,366

1,46

66,248

67,173

41,40

2015,19

0,074

0,05

5,793

6,337

3,91

12,674

13,942

8,59

390,376

2,957

1,82

94,624

СО

3,042

1,88

85,176

HCl

0,015

0,01

0,547

Сумма:

162,234

100

3731,876

Для определения состава алкилата рассчитывают изменение состава сырьевой смеси в процессе алкилирования.

1.  По реакции переалкилирования :

Расходуются одинаковые количества (в размерности кмоль/час) диэтилбензола и бензола, численно равные величине :

Бензола: 37,611 кмоль/час или 2933,658 кг/час.

Диэтилбензола: 37,611 кмоль/час или 5039,874 кг/час.

Количество получаемого этилбензола в размерности кмоль/час равно

2  или 7973,532 кг/час.

Следовательно, алкилированием бензола получают этилбензола, кмоль/час:

2.  По уравнению целевой реакции (алкилирования бензола):

  

Количество исходных реагентов – бензола и этилена в размерности кмоль/час равно величине

Бензола расходуется: 106,948 кмоль/час или 8341,944 кг/час.

Этилена расходуется: 106,948 кмоль/час или 2994,544 кг/час.

3.  По реакции:

Расходуется 38, 2 % от поступающего этилена: кмоль/час или 2530,5 кг/час;

Бензола расходуется в 2 раза меньше:  кмоль/час или 3524,586 кг/час;

Образуется диэтилбензола: 45,187 кмоль/час или 6055,058 кг/час.

4.  По реакции: