Расчёт процесса алкилирования бензола этиленом

Размещено на http://www.allbest.ru/

26

Введение

Этилбензол (С₆Н₅С₂Н₅) - органическое вещество, представитель ароматических углеводородов. Безцветная жидкость; температура кипения 136,2 ⁰С, температура плавления -94,97 ⁰С, плотность 0,567 г/см³ (20 ⁰С). Почти нерастворим в воде, растворяется в спирте, бензоле, эфире, четыреххлористом углероде.

Этилбензол содержится в нефти и каменноугольной смоле. В промышленности получают главным образом из бензола и этилена (по реакции Фриделя - Крафтса, способ алкилирования и ацилирования ароматических соединений в присутствии катализаторов кислотного характера, например AlCl₃, ZnCl₂, FeCl₃, минеральных кислот, окислов, катионообменных смол).

Обладает свойствами ароматических соединений. При действии Cl₂ или Br₂ на этилбензол в газовой газе в присутствии катализатора на свету или температуре кипения этилбензола происходит замещение в боковой цепи с образованием 1 - галогенэтил и 2 - галогенэтил бензолов. Галогенирование в жидкой фазе при низких температурах в присутствии катализатора (AlCl₃,FeBr₃) приводит к o - и n - галогенпроизводным. Нитрирование и сульфинирование идет в бензольное кольцо с образованием соответствующих моно - , ди - и тринитритпроизводных. При окислении CrO₃ и разбавленной HNO₃ этилбензол превращается в бензойную кислоту и ацетофенон, при окислении раствором Na₂Cr₂O₇ в автоклаве при температуре 250 ⁰С в течении 1 часа - в натриевую соль фенилуксусной кислоты. Жидкофазное окисление этилбензола в присутствии ацетата Мn приводит к б - фенилэтиловому спирту, который при 300 °С в присутствии TiO₂ превращается в стирол. При окислении кислородом воздуха при 130 °С и 0,5 МПа этилбензол образует гидропероксид, который при 110 °С в присутствии нафтенатов W или Мо с пропеном образует пропиленоксид и б -фенилэтиловый спирт. При пропускании паров при 360 °С над катализатором на основе оксидов Zn или Сr этилбензол с выходом 90-92% дегидрируется в стирол.

При пропускании паров этилбензола над катализаторами образуется стирол, являющийся сырьем при производстве важных промышленных продуктов - некоторых видов пластмасс и каучуков синтетических. Этилбензол используют также в органическом синтезе, например для получения ацетофенона жидкофазным каталитическим окислением, как растворитель и компонент высокооктановых бензинов.

Примерно 70% стирола используется в производстве полистирола и пенополистирола. Из стирола также получают различные сополимеры: акрилонитрил-дивинил-стирол (АБС) - 9%, стирол-акрилонитрил (САН) - 1%, стирол-бутадиеновый каучук - 5%. Основное применение блоксополимеры находят в производстве обуви и адгезивов. Используются они также в асфальтовых смесях вместе с резиновой крошкой, полученной из вышедших из эксплуатации предметов торговли. Подобный материал с улучшенными свойствами используется и как дорожное покрытие и как кровельный материал. Сополимеры этен-бутилен-стирол и этен-пропен-стирол характеризуются широкой областью применения - от электроники и строительства до игрушек, бытовых предметов торговли, мебельного производства.



1. Аналитический обзор

1.1 Алкилирование бензола этиленом

Широко распространенным способом получения этилбензола является процесс алкилирования бензола этиленом в присутствии хлорида алюминия при 80 - 100 ⁰С и атмосферном или несколько повышенном давлении. Конкурирует с этим методом алкилирование на твердом фосфорнокислотном катализаторе. Однако на этом катализаторе можно получить только изопропил бензол, а алкилированием бензола этиленом на нем практически не проводят.

Технологическая схема алкилирования бензола этиленом приведена рис. 1. Процесс проводится в алкилаторе 7 - колонне, эмалированной или футерованной графитовой плиткой для защиты от коррозии. Основное количество выделяющегося тепла отводят путем испарения некоторой части исходного бензола. Алкилирование ведут в присутствии жидкого катализатора торного комплекса, содержащего 10 - 12% хлорида алюминия, 50 - 60 % бензола, 25 - 30 % полиалкилбензола. Для образования хлороводорода, который является промотором реакции, в катализаторный комплекс добавляют воду ( 2 % от количества хлорида алюминия ), а также дихлорэтан или этилхлорид, при разложении которых выделяется хлороводород.

Катализаторный комплекс, приготовленный в аппарате 1, подают в емкость 6, в которую поступают свежий осушенный бензол и полиалкилбензолы из абсорбционной колонны 2 и отстойника 8. Далее всю эту смесь направляют в алкилатор 7, куду снизу через распылитель подают олефиновую фракцию.

Газы, выходящие из алкилатора, охлаждаются в холодильнике 5 и поступают в сепаратор 4, где выделяется бензол, возвращаемый в алкилатор. Пары бензола, не отделенный в сепараторе, поглощается полиалкилбензолами в колонне 2.

Продукты алкилирования отделяются в отстойниках 8 и 10 от катализаторного комплекса и через сепаратор 4 поступает в колонну 11, где остатки комплекса разлагаются водой. Далее алкилат промывают щелочью (в нейтрализаторе 14) и водой (в скруббере 15) и через отстойник 16 направляются на ректификацию. Высококипящие полиалкилбензолы из отстойника 10 периодически выводят на деалкилирование ( при 200 - 260 ⁰С) в аппарате 12, а продукты деалкилирования возвращаются в алкилатор. Они имеют следующий состав: 62 -63 % бензола, 28 - 29 % этилбензола, 7,2 - 7,3 % полиалкилбензолов.

Для выделения этилбензола из алкилата отгоняют бензол при атмосферном давлении (при этом одновременно удаляется следы влаги). От кубовой жидкости при пониженном давлении (26,6 кПа) отгоняют широкую фракцию (смесь этил - и полиалкилбензолов). В следующей колонне при остаточном давлении 6,65 кПа отделяются полиалкилбензолы от смол. Широкую фракцию разгоняют в вакуумной колонне при остаточном давлении 56 - 60 кПа. Товарный этилбензол перегоняется в пределах 135,5 - 136,2 ⁰С.

Для получения этилбензола используется этан - этиленовая фракция пиролиза, содержащая 60 - 70 % этилена. Бензол для алкилирования должен содержать не более 0,003 - 0,006 % воды. Поэтому товарный бензол обезвоживают методом азеотропной дистилляции. Содержание серы в бензоле не должно превышать 0,1 %. Повышенное содержание серы увеличивает расход хлорида алюминия и ухудшает качество товарного этилбензола.



Рис. 1. Технологическая схема алкилирования бензола этиленом:

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



2. Расчетная часть

1. Исходные данные для расчета

Таблица 1

Годовая производительность в расчете на 100%-ый этилбензол G, т/год	200000
Годовой фонд рабочего времени ф, ч	8000
Состав этиленовой фракции, Хi, %	СН4	С2Н2	С2Н4	С2Н6	С3Н6	Н2	N2	O2	CO
	15.6	0.4	56	15.9	5.8	1.5	3.4	0.7	0.7
Селективность по этилбензолу в расчете на этилен S	0.77
Количество диэтилбензола, возвращаемого со стадии ректификации gдэб, кг/т	246
Молярное отношение бензол:этилен на входе в реактор, Мб/э	3.2
Расход хлорида алюминия gAlCl3, кг/т	11
Потери этилбензола на стадиях выделения, %	3

2. Материальный расчет алкилатора

Часовая производительность стадии алкилирования по 100 % этилбензолу, кг/час:

Для перерасчета величины в размерность кмоль/час полученное значение в размерности кг/час необходимо разделить на мольную массу этилбензола:

Расход этилена с учетом селективности процесса, кмоль/час:

бензол этилен алкилатор

Расход этиленовой фракции, кмоль/час:

,

Х_С2Н4- содержание этилена в этиленовой фракции, %.

.

Результаты расчета заносятся в таблицу.

Расход этиленовой фракции

Таблица 2

Компонент	Хi, %	ni, кмоль/час	mi, кг/час
CH4 (М=16)	15.6	87.877	1406.032
C2H2 (М=26)	0.4	2.253	58.585
C2H4 (М=28)	56	315.455	8833
C2H6 (М=30)	15.9	89.567	2687
C3H6 (М=42)	5.8	32.672	1372.230
H2 (М=2)	1.5	8.445	16.899
N2 (М=28)	3.4	19.153	563.274
O2 (М=32)	0.7	3.943	141.955
CO (М=28)	0.7	3.943	110.409
Сумма	100	563.313	15189.384



Расход бензола, кмоль/час (кг/час):

.

.

Массовая доля воды в бензоле после азеотропной осушки составляет 0,002 %, следовательно, с бензолом поступает воды, кмоль/час (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 по уравнению этой реакции определяем количество расходуемого хлорида алюминия и получаемых гидроксида алюминия и хлорида водорода, кг/час (кмоль/час):

.

В отходящие газы переходит (по экспериментальным данным):

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

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

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

.

Количество и состав отходящих газов

Таблица 3

Компонент	ni, кмоль/час	хi, %	mi, кг/час
CH4	87.877	40.72	1406.032
C2H4	3.155	1.46	88.34
C2H6	89.567	40.58	2687
C6H6	0.099	0.05	7.725
H2	8.445	3.91	16.899
N2	19.153	8.88	563.274
O2	3.943	1.83	141.955
CO	3.549	1.65	99.363
HCl	0.0202	0.01	0.737
Сумма	215.808	100	5011.613

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

По реакции переалкилирования:

C₆H₄-(C₂H₅)₂ + C₆H₆ = 2 C₆H₅-C₂H₅

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

.

Следовательно, алкилированием бензола получают этилбензол, кмоль/час:



.

По уравнению целевой реакции (алкилирования бензола)

C₆H₆ + C₂H₄ = C₆H₅-C₂H₅

с учетом того, что количества продукта реакции - этилбензола - уже известно (G_ЭБ), определяем количество исходных реагентов - бензола и этилена. Очевидно, что количества бензола и этилена в размерности кмоль/час численно равно величине G_ЭБ:

По реакции

С₆Н₆+ 2 С₂Н₄ = С₆Н₄ - (С₂Н₅)₂

расходуется 38,2% от поступающего этилена, что составляет 0,382 G_s кмоль/час. Очевидно, что численные значения в этой размерности для бензола и диэтилбензола вдвое меньше:

.



По реакции:

C₆H₆ + 3C₂H₄= C₆H₃-(C₂H₅)₃

расходуется 11% от поступающего этилена, что составляет 0,11G_S кмоль/час. Очевидно, что численные значения в этой размерности для бензола и триэтилбензола втрое меньше:

.

На реакцию:

C₆H₆ + 4C₂H₄= C₆H₂-(C₂H₅)₄

расходуется оставшийся этилен. Очевидно, что численные значения в этой размерности для бензола и тетраэтилбензола вчетверо меньше:

.

На реакцию

C₆H₆ + C₃H₆= C₆H₅-C₃H₇

расходуется весь пропилен, содержащийся в этиленовой фракции. Очевидно, что применительно к этой реакции численные значения в размерности кмоль/час для бензола, пропилена и изопропилбензола должны совпадать:

.

На реакцию

2 С₆Н₆ + С₂Н₂= С₂Н₄ - (С₆Н₅)₂

расходуется весь ацетилен, содержащийся в этиленовой фракции. Очевидно, что применительно к этой реакции численные значения в размерности кмоль/час для ацетилена и дифенилэтана должны совпадать; для бензола эти значения вдвое больше:

.

На реакцию:

2 С₆Н₆ + СО = (С₆Н₅)₂-СНОН

расходуется 10 % оксида углерода, содержащегося в этиленовой фракции. Очевидно, что применительно к этой реакции численные значения в размерности кмоль/час для оксида углерода и дифенилкарбинола должны совпадать; для бензола эти значения втрое больше:

.

Определяем общий расход бензола G_Б.Общ, по всем восьми реакциям в размерностях кмоль/час (кг/час). Помимо этого, часть бензола G_Б удаляется с отходящими газами. Оставшийся бензол (количество его определяется в размерностях кмоль/час и кг/час) переходит в алкилат:

В алкилат поступают также оставшийся после гидролиза хлорид алюминия и продукт его гидролиза - гидроксид алюминия:

.

Количество и состав алкилата



Таблица 4

Компонент	ni, кмоль/ч	xi, %	mi, кг/ч	wi, %
C6H6 (M=78)	701.757	66.45	54701.946	57.29
C6H5-C2H5 (M=106)	242.9	23	25750	26.95
C6H4-(C2H5)2 (M=134)	60.252	5.71	8073.768	8.45
C6H3-(C2H5)3 (M=162)	11.567	1.1	1873.854	1.96
C6H2-(C2H5)4 (M=190)	2.189	0.21	415.34	0.43
C6H5-C3H7 (M=120)	32.672	3.09	3920.64	4.1
C2H4-(C6H5)2 (M=182)	2.253	0.21	410.046	0.43
(C6H5)2-CHOH (M=184)	0.394	0.04	72.496	0.08
AlCl3	2.115	0.2	282.353	0.3
Al(OH)3	0.007	0.0007	0.546	0.0006
Сумма:	1056.106	100.00	95536.089	100.00

Упрощенный материальный баланс процесса

Таблица 5

Приход	Расход
Компонент	Количество кг/час	Содержание, % масс.	Компонент	Количество,кг/час	Содержание % масс.
Бензол (Gб)	78737.568	78.31	Отходящие газы (?`ОГ)	5011.613	4.98
Этиленовая фракция (?ЭФ)	15189.384	15.11	Алкилат (?`ЖА)	95536.089	95.02
Диэтилбензол (GДЭБ)	6335	15.11	Невязка	1.5	0.001
Хлорид алюминия (GAlCl3)	283.25	0.28
Итого	100546.202	100.00	Итого	100546.202	100.00

Расчёт основных расходных коэффициентов, кг/кг:



По бензолу:

По этилену:

По этиленовой фракции: .

Технологический расчет алкилатора

В качестве основного аппарата -- алкилатора -- принят вертикальный цилиндрический полый аппарат со сферическими днищами, выполненный из углеродистой стали. Внутренняя поверхность аппарата футерована кислотоупорной плиткой. Сферические днища крепятся к обечайке при помощи плоских приварных фланцев с уплотнительной поверхностью типа «выступ -- впадина». Колонна аппарата состоит из нескольких царг (колец).Средние царги имеют рубашки, используемые для регулирования температуры процесса. Верхняя расширительная секция служит для уменьшения брызгоуноса, вывода продукта и установки арматуры. Реактор заполнен смесью бензола с продуктами реакции и жидким алюминиевым комплексом (ЖАК). Исходное сырье (свежий и возвратный бензол, этиленовая фракция, возвратный диэтилбензол и ЖАК) подают в нижнюю часть алкилатора через распределительный коллектор D_y 500, р_y 1,6. Жидкие продукты (алкилат) отводят через один из боковых штуцеров D_y 150, р_у 1,6. Парогазовая смесь выводится через штуцер D_y 400, р_у 1,6 в верхнем днище аппарата.

Избыточное тепло отводится за счет испарения части бензола при температуре 90 °С, то есть процесс ведут при кипении реакционной массы.

Барботирующй газ (этиленовые фракции) обеспечивают хорошое перемешивание жидкости, поэтому нет необходимости в специальном перемешивании реакционной массы (алкилат) с катализатором, не смотря на разность их плотностей (860 кг/м³, 1250 кг/м³) и несмешиваемость этих двух жидкостей.

Рис. 2. Схема алкилатора: 1 - корпус; 2 - рубашка.

Техническая характеристика алкилатора



Таблица 6

Диаметр стальной обечайки внутренний, мм	2400
Толщина стенки обечайки, мм	14
Толщина футеровки, мм	80
Высота цилиндрической части, мм	11800
Высота общая, мм	15000
Вместимость аппарата, м3:
Полная	50
Полезная (Vп)	36
Производительность по этилбензолу (П) в расчете на один 1 м3 алкилатора, кг/час	180

Число аппаратов для обеспечения заданной производительности, шт:

Полученное число округляем до ближайшего большего целого N_a.. В технологической установке алкилаторы соединяются параллельно.

3. Тепловой расчет алкилатора

Исходные данные:

Материальные потоки, кмоль/с:

Этиленовая фракция:

Технический бензол:

Диэтилбензол :

Отходящие газы :

Жидкий алкилат: .



Температура на входе в алкилатор t₁=20 ^oC, температура на выходе из алкилатора t₂=90 ^oC.

Уравнение теплового баланса аппарата в общем виде:

Ф₁+Ф₂+Ф₃+Ф₄=Ф₅+Ф₆+Ф₇+Ф₈+Ф_пот,

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; Ф_ПОТ -- теплопотери в окружающую среду, кВт.

Температура на входе в алкилатор: Т₁=20+273=293К

Температура на выходе из алкилатора: 90+273=363К.

Рассчитываем средние молярные теплоемкости этиленовой фракции по уравнению теплоемкости: , где a,b,c - коэффициенты уравнения теплоемкости вещества.

Расчёт средних молярных теплоёмкостей

Таблица 7

Компонент	xi, %	ci,	C=cixi/100,
Этиленовая фракция при 293 К
CH4	15.6	34.699	5.4130
C2H2	0.4	43.695	0.1748
C2H4	56	43.815	24.5364
C2H6	15.9	52.091	8.2825
C3H6	5.8	63.549	3.6858
H2	1.5	28.664	0.4300
N2	3.4	29.131	0.9905
O2	0.7	29.217	0.2045
CO	0.7	29.216	0.2045
Сумма:	100.00	-	C1= 43.922
Отходящие газы при 363 К
CH4	40.74	39.125	15.9395
C2H4	1.46	50.615	0.790
C2H6	41.53	61.692	25.6207
H2	3.92	29.122	1.1416
N2	8.88	29.430	2.6134
O2	1.83	27.723	0.5073
CO	1.65	29.292	0.4833
Сумма:	100.00	-	C2=47.0958

Коэффициенты уравнения теплоемкости приводим из справочной литературы.

Тепловой поток этиленовой фракции, кВт:

.

Тепловой поток отходящих газов, кВт:

.

Тепловой поток технического бензола, кВт:

- удельная молярная теплоемкость жидкого бензола при t₁=20 ⁰C (определяем по справочным данным, из уравнения теплоемкости).

Тепловой поток диэтилбензола, кВт:

- удельная молярная теплоемкость диэтилбензола при = 20 °С (определяем по справочным данным; из-за отсутствия данных по коэффициентам уравнения теплоемкости берем при температуре 25 °С = 298 К).

Для определения величины Ф₄ рассчитываем теплоты реакций.

Расчёт теплоты экзотермических реакций (в размерности кДж/моль)

Таблица 8

Реакция
C6H6 + C2H4 = C6H5-C2H5	-12.48-49.03-52.30= -113.81
C6H4-(C2H5)2 + C6H6 = 2 C6H5-C2H5
C6H6 + 2 C2H4= C6H4-(C2H5)2
C6H6 + 3C2H4= C6H3-(C2H5)3
C6H6 + 4C2H4= C6H2-(C2H5)4
C6H6 + C3H6= C6H5-C3H7
2C6H6 + C2H2= (C6H5)2C2H4
2C6H6 + CO= (C6H5)2-CHOH

Расчёт количества теплоты, выделяемой в экзотермических реакциях, кВт:

=

.



Величины G_ЭБ........G_СО в уравнение необходимо подставлять в размерности кмоль/час.

Общий приход теплоты, кВт:

.

Для определения теплового потока алкилата рассчитывают его среднюю молярную теплоёмкость при температуре 363 К.

Расчёт средней молярной теплоёмкости алкилата

Таблица 9

Компонент	xi, %	Ci,	С = Ci•xi/100,
C6H6	66.47	152.07	101.081
C6H5-C2H5	23	186.56	42.91
C6H4-(C2H5)2	5.71	369.06	21.073
C6H3-(C2H5)3	1.1	464.46	5.109
C6H2-(C2H5)4	0.21	559.86	1.176
C6H5-C3H7	3.09	321.36	9.93
C2H4-(C6H5)2	0.21	415.94	0.873
AlCl3	0.2	94.48	0.189
Сумма	100.00		С3= 182.341

В связи с очень малыми значениями величин х для дифенилкарбинола (С₆Н₅)₂-СНOH и гидроксида алюминия Al(OH)₃ в данном и последующих расчетах их не учитывают. Для бензола и хлорида алюминия удельные молярные теплоемкости рассчитываются по соответствующим уравнениям; для остальных соединений из-за отсутствия данных по коэффициентам уравнений значения удельных молярных теплоемкостей берутся стандарными, то есть при температуре 298 К.

Тепловой поток жидкого алкилата, кВт:



.

Тепловой поток паров бензола, кВт:

,

где - удельная молярная теплоёмкость парообразного бензола при 363 К, определяется по уравнению теплоёмкости: ; .

Расход теплоты на испарение бензола, кВт:

,

где - молярная масса бензола (78); - удельная теплота испарения бензола при температуре 363 К (равна 391.3 кДж/кг).

Принимают, что теплопотери 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, испаряющегося на стадии алкилирования, кмоль/час (кг/час):

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

Общее количество отходящих газов (с учётом испаряющегося бензола), кмоль/час (кг/час):

По рассчитанному количеству испаряющегося бензола определяем неизвестные ранее тепловые потоки Ф₂, Ф₇, Ф₈.

Тепловой поток отходящих газов составляет, кВт:

Результаты расчетов сводим в сводные таблицы материального и теплового балансов.

Материальный баланс стадии алкилирования

Таблица 10

Приход	Расход
Компонент	Количество, кг/час	Сод-е, % масс.	Компонент	Количество, кг/час	Сод-е, % масс.
Бензол технический:			Отходящие газы	54432.413	27
С6Н6	128157.9	83.34	Алкилат	95536.089	73
Н2О	0.364	0.00
Итого	128158.264	83.34
Этиленовая фракция	15189.384	11.61
Диэтилбензол	6335	4.84
Хлорид алюминия	283.25	0.22	Невязка	2.6	0.00002
Всего	149965.898	100.00	Всего	149965.898	100.00

Тепловой баланс алкилатора

Таблица 11

Приход	Расход
Статья	кВт	%	Статья	кВт	%
Тепловой поток этиленовой фракции (Ф1)	34.259	1.10	Тепловой поток отходящих газов (Ф5 + Ф7)	466.628	15.05
Тепловой поток технического бензола (Ф2)	306.017	9.87	Тепловой поток алкилата (Ф6)	1197.98	38.64
Тепловой поток диэтилбензола (Ф3)	22.144	0.71	Расход теплоты на испарение бензола(Ф8)	1342.942	43.31
Тепловой поток процесса (теплота экзотермических реакций) Ф4	2738	88.31	Тепловые потери в окружающую среду	92.78	2.99
Всего	3100.42	100.00	Всего	3100.42	100.00

Значение тепловых потерь в окружающую среду определяют по разности прихода и расхода теплоты.



Вывод

В результате расчёта процесса алкилирования бензола этиленом были получены следующие величины:

1. Число аппаратов для обеспечения заданной производительности: 4 шт.

2. Материальный баланс стадии алкилирования:

Приход	Расход
Компонент	Количество, кг/час	Сод-е, % масс.	Компонент	Количество, кг/час	Сод-е, % масс.
Бензол технический:			Отходящие газы	54432.413	27
С6Н6	128157.9	83.34	Алкилат	95536.089	73
Н2О	0.364	0.00
Итого	128158.264	83.34
Этиленовая фракция	15189.384	11.61
Диэтилбензол	6335	4.84
Хлорид алюминия	283.25	0.22	Невязка	2.6	0.00002
Всего	149965.898	100.00	Всего	149965.898	100.00

3. Тепловой баланс алкилирования:

Приход	Расход
Статья	кВт	%	Статья	кВт	%
Тепловой поток этиленовой фракции (Ф1)	34.259	1.10	Тепловой поток отходящих газов (Ф5 + Ф7)	466.628	15.05
Тепловой поток технического бензола (Ф2)	306.017	9.87	Тепловой поток алкилата (Ф6)	1197.98	38.64
Тепловой поток диэтилбензола (Ф3)	22.144	0.71	Расход теплоты на испарение бензола(Ф8)	1342.942	43.31
Тепловой поток процесса (теплота экзотермических реакций) Ф4	2738	88.31	Тепловые потери в окружающую среду	92.78	2.99
Всего	3100.42	100.00	Всего	3100.42	100.00



Список используемой литературы

1. Бесков В.С. Общая химическая технология. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2006, 452с.: ил.

2. Капкин В.Д. Технология органического синтеза. М.: Химия, 1981. - 336 с.

3. Равделя А.А. Краткий справочник физико - химических величин. СПб.: «Иван Федоров», 2003. - 240 с.: ил.

4. Гудник С.П. Расчеты по технологии органического синтеза. М.: Химия, 1988. - 433 с.

Размещено на Allbest.ru