Стирол

  • 09 дек. 2010 г.
  • 1840 Слова
3.5 Материальный расчет производства
Схема материальных потоков представлена на рисунке 3.5.1.
[pic]
Рис. 3.5.1 - Схема материальных потоков: I – этилбензол, II – возвратный этилбензол, III – насыщенный водяной пар, IV – парогазовая смесь после испарителя, V – парогазовая смесь на входе в реактор поз. Р-11, VI – перегретый водяной пар, VII – контактный газ после реактора поз.Р-11, VIII – контактный газ после реактора поз. Р-12, IX – абгаз в пароперегревательную печь поз. П-11,2, X – водяной конденсат, XI – углеводородный конденсат (печное масло) на ректификацию, XII – бензол-толуольная фракция, XIII – этилбензол + стирол, XIV - этилбензол, XV – стирол + тяжелый остаток, XVI – тяжелый остаток, XVII – стирол. Перечень массообменных аппаратов: 1 – испаритель поз.Т-2, 2 – перегреватель поз. Т-3, 3 – реактор дегидрирования поз. Р-11, 4 - реактор дегидрирования поз. Р-12, 5 – блок конденсации и сепарации, 6 – колонна поз. К-2, 7 – колонна поз. К-3, 8 – колонна поз. К-4.
Схема химических реакций
Целевая реакция получения стирола-ректификата
1) С6Н5-СН2-СН3 ↔ С6Н5-СН=СН2 + Н2
Побочные реакции процесса:
2)С6Н5-СН2-СН3 + Н2 → С6Н5-СН3 + СН4
3) С6Н5-С2Н5 → С6Н6 + СН2= СН2
4) 2С6Н5−С2Н5 ↔ С6Н5−СН=СН− С6Н5 + 2СН4
5) С2Н4 → С + СН4
6) С + Н2О → СО + Н2
7) СН4 + Н2О → СО + 3Н2
8) СО + Н2О → СО2 + Н2
Исходные данные:
1. Производительность по стиролу – 140000 т/г;
2. Эффективный фонд времени – 8160 часов (340 дней × 24 часа; 25 дней- капитальный ремонт);
3.Суммарная конверсия этилбензола % моль – 65;
4. Массовое соотношение этилбензольной шихты с водяным паром 1:2,0-2,3, (уточняется при расчете);
5. Массовая доля стирола в стироле-ректификате % масс – 99,8;
6. Состав свежего этилбензола, % масс: этилбензол – 99,965, бензол – 0,035; состав возвратного (циркуляционного) этилбензола, % масс: этилбензол – 94,28; стирол - 2,6; толуол – 3,11
7. Селективность постиролу % моль – 0,94;
8. Потери на стадии ректификации, % масс: стирола – 1,8; этилбензола – 0,08;

Расчет
Составим систему уравнений материального баланса
[pic]
Определяем часовую производительность по стиролу-ректификату:
[pic] кг/ч
Определяем количество стирола в стироле-ректификате:
[pic] кг/ч
С учётом потерь на стадии ректификации необходимо получить стирола:
[pic] кг/ч;или 17436,404/104=167,658 кмоль/ч
По основной реакции 1 расходуется этилбензола:
167,658 кмоль/ч или 17771,720 кг/ч
По реакциям 1-4 расходуется этилбензола:
167,658/0,94=178,359 кмоль/ч или 18906,085 кг/ч
Необходимо подать этилбензола с учетом его степени конверсии:
178,359/0,65=274,399 кмоль/ч или 29086,284 кг/ч
С учетом потерь на стадииректификации в реактор дегидрирования подают этилбензола:
274,399∙100/(100 - 0,08)=274,619 кмоль/ч или 29109,572 кг/ч
Потери этилбензола на стадии ректификации:
274,619 - 274,399=0,22 кмоль/ч или 23,288 кг/ч
Остается непревращенного этилбензола в контактном газе:
274,619 - 178,359 =96,259 кмоль/ч или 10203,487 кг/ч
В реактор дегидрирования поступает:
свежегоэтилбензола: 178,359 + 0,22=178,579 кмоль/ч или 18929,373 кг/ч
в том числе бензола: 18929,373∙0,035/100=6,625 кг/ч или 0,085 кмоль/ч
возвратного этилбензола: 96,259 - 0,22=96,039 кмоль/ч или 10180,166 кг/ч
всего возвратного этилбензола: 10180,166/0,9428=10797,801 кг/ч, в том числе:
стирола : 10797,801∙0,026=280,743 кг/ч или 2,699 кмоль/ч
толуола : 10797,801∙0,0311=335,812 кг/ч или 3,650 кмоль/ч
Рассчитаемсостав свежего этилбензола (поток I) и заносим в таблицу 3.5.1.
Таблица 3.5.1 - Состав свежего этилбензола (поток I)
|Компонент |n, кмоль/ч |m, кг/ч |%, масс |
|С6Н5−С2Н5 |178,579 |18929,373 |99,965...
tracking img