Технологический, материальный и тепловой расчет алкилатора. Вариант 2, страница 6

Тепловой поток паров бензола, кВт:

где   - удельная молярная теплоемкость парообразного бензола при 363К.

Расход теплоты на испарение бензола, кВт:

где    - молярная масса бензола;  - удельная теплота испарения бензола при температуре 363К. .

Принимаем, что потери в окружающую среду составляют 3% от общего прихода теплоты:

Общий расход теплоты, кВт:

Количество циркулирующего бензола , кмоль/с , находят из условия равенства прихода и расхода теплоты:

Количество бензола, испарившегося на стадии алкилирования, кмоль/час (кг/час):

Всего в алкилатор подают бензола (с учетом циркулирующего), кмоль/час (кг/час ):

Общее количество отходящих газов (с учетом испарившегося бензола), кмоль/час (кг/час ):

По рассчитанному количеству испаряющегося бензола определим  известные ранее тепловые потоки Ф₂, Ф₇, Ф₈, кВт

Тепловой поток отходящих газов составляет, кВт:

Результаты расчетов сводятся в сводные таблицы материального и теплового балансов.

Материальный баланс стадии алкилирования

Таблица 9

Приход			Расход
компонент	Количество, кг/час	Содержание, % масс.	компонент	Количество, кг/час	Содержание, % масс.
Бензол технический:			Отходящие газы	55960,676	44,43
	109434,78	86,89	алкилат	69985,143	55,57
Н2О	0,270	0,0001
Итого	109435,05
Этиленовая фракция	11355,172	9,02
Диэтилбензол	5039,91	4,00
Хлорид алюминия	115,860	0,09	невязка	0,173	0,0001
Всего	125945,992	100,00	всего	125945,819	100,00

Тепловой баланс алкилатора

Таблица 10

Приход				Расход
Статья	кВт	%	Статья		кВт	%
Тепловой поток этиленовой фракции(Ф1)	34,246	1,00	Тепловой поток отходящих газов(Ф5 +Ф7)		571,072	16,69
Тепловой поток технического бензола(Ф2)	331,295	9,68	Тепловой поток алкилата(Ф6)		1055,716	30,86
Тепловой поток диэтилбензола(Ф3)	22,144	0,65	Расход теплоты на испарение(Ф8)		1691,404	49,44
Тепловой поток процесса(теплота экзотермических реакций)(Ф4)	3033,141	88,67	Тепловые потери  окружающую среду		102,625	3
всего	3420,826	100,00	всего		3420,817	100,00

Выводы:

В ходе расчёта определили:

1) расход компонентов этиленовой фракции на входе в реактор алкилирования: 422,471 кмоль/ч.

2) рассчитали расход бензола - , катализатора – 0,869 кмоль/ч и количество диэтилбензола, возвращаемого в реактор алкилирования со стадии ректификации – 37,611 кмоль/ч.

3) определили состав отходящих газов (см. табл.2)

4) рассчитали состав алкилата (см. табл.3)

5) выполнили тепловой расчёт реактора, определили количество испарившегося бензола – 598,504 кмоль/ч

6) составили обобщённый материальный и тепловой баланс стадии алкилирования (см. табл.8,9).

Технологическая схема алкилирования бензола этиленом:

1 – мешалка; 2 – абсорбционная колонна; 3 – насос; 4 – сепаратор; 5, 9, 13 – холодильники; 6 – ёмкость; 7 – алкилатор; 8, 10, 16 – отстойники; 11 – колонна разложения катализаторного комплекса; 12 – деалкилатор; 14 – нейтрализатор; 15 – скруббер.

Технологическая схема алкилатора

а – общий вид;  б – схема ввода рециркулирующего потока

Список использованной литературы

1. Гутник С.П.

Расчёты по технологии органического синтеза. Москва, Химия 1988

2. Капкин В.Д. и др.

Технология органического синтеза. Москва, Химия 1981

3. Рейхсфельд В.О, Шейн В.С, Ермакова В.И.

Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и синтетического каучука. Ленинград, Химия 1985