Промышленность \ Технологическое проектирование и типовое оборудование химических производств

Технологический, материальный и тепловой расчет алкилатора. Вариант 2, страница 5

Отходящие газы:

Жидкий алкилат: 

Температура на входе в алкилатор , температура на выходе из алкилатора . Определить количество испарившегося бензола в алкилаторе.

Уравнение теплового баланса аппарата в общем виде:

Ф1+ Ф2+ Ф3+ Ф4= Ф5+ Ф6+ Ф7+ Ф8+Фпот, где Ф1, Ф2, Ф3, Ф5, Ф6, Ф7 – тепловые потоки этиленовой фракции, жидкого бензола, диэтилбензола, отходящих газов, алкилата и паров бензола соответственно, кВт; Ф4 – теплота экзотермических реакций, кВт; Ф8 – расход теплоты на испарение бензола, кВт; Фпот – теплопотери в окружающую среду, кВт.

Для определения значений Ф1 и Ф5 рассчитывают средние молярные теплоёмкости этиленовой фракции при температуре 20+273=293 К и отходящих газов при 90+273=363 К.

Расчёт молярных теплоёмкостей:

теплоёмкость органических веществ находят по формуле:

где - коэффициенты уравнения (по справочнику). теплоёмкость простых веществ и неорганических соединений определяется по формуле:

Средние молярные теплоемкости этиленовой фракции при температуре 293 К:

Средние молярные теплоемкости  отходящих газов при температуре 363К:

Расчет средних молярных теплоемкостей

Таблица 6

Компонент

xi , %

ci, Дж/(моль∙К)

C= ci∙xi/100,

Дж/(моль∙К)

Этиленовая фракция

15,7

34,699

5,448

0,3

43,695

0,131

56

43,815

24,536

15,9

52,091

8,282

5,8

63,549

3,686

1,5

28,818

0,432

3,3

29,131

0,961

0,7

28,062

0,196

СО

0,8

29,075

0,233

Сумма:

100

-

43,905

Отходящие газы

40,88

39,125

15,99

1,46

50,616

0,739

41,40

61,692

25,54

3,91

28,843

1,13

8,59

29,430

2,53

1,82

29,830

0,54

СО

1,88

29,549

0,56

Сумма:

100

-

47,03

Тепловой поток этиленовой фракции, кВт:

Тепловой поток отходящих газов, кВт:

Тепловой поток технического бензола, кВт:

Где  - количество циркулирующего бензола в системе холодильник –конденсатор – алкилатор, кмоль/с;  -удельная молярная теплоемкость жидкого бензола при =20.

Тепловой поток диэтилбензола, кВт:

,

Где  - удельная молярная теплоемкость диэтилбензола при .. Для определения величины Ф4 рассчитывают теплоты реакции; Результаты расчета в таблице 7. Стандартные теплоты образования исходных реагентов и продуктов реакции берутся из справочной литературы.

Расчет теплоты экзотермических реакций (в размерности кДж/моль)

Таблица 7

реакция

Расчет количества теплоты, выделяемой в экзотермических реакциях, кВт:

Общий приход теплоты, кВт:

Для определения теплового потока алкилата рассчитаем его среднюю молярную теплоемкость при температуре 363К. Результаты представлены в таблице 8.

Расчет средней молярной теплоемкости алкилата

Таблица 8

компонент

xi , %

ci, Дж/(моль∙К)

C= ci∙xi/100,

Дж/(моль∙К)

72,59

152,07

110,388

15,39

186,56

28,712

6,50

369,06

23,989

1,25

464,46

5,806

0,39

559,86

2,183

3,53

321,36

11,344

0,18

415,94

0,749

0,12

94,48

0,113

Сумма:

99,95

-

183,284

Тепловой поток жидкого алкилата, кВт:

Скачать файл