Получение изопропанола

Рефераты по химии / Получение изопропанола
Страница 2

Рассчитать практические расходные коэффициенты для реагентов по основной реакции на 1 тонну целевого продукта, используя такие данные материального баланса, как технологический выход продукта f, степень превращения реагента Xa, молярное соотношение исходных реагентов и состав исходных реагентов.

Основная реакция: CH2=CH-CH3+H2O =CH3-CH(OH)-CH3

Побочная реакция: 2CH2=CH-CH3+H2O=[(CH3)2CH]2O

Производительность реактора П = 5900 т/год

Число дней работы реактора в году n = 341

Выход продукта f = 93%

Степень превращения XA = 89%

Селективность основной реакции Ф = 81%

Соотношение А:В 1:3

Состав исходного реагента A, %масс: C3H6- 97% ;

примесь C3H8 – 3%.

Состав исходного реагента В (вода) 100%.

1.1 Расчет теоретических расходных коэффициентов

1. Рассчитаем коэффициент для А (пропен):

ηтA(C3H6) = νA ּMAּ1000 =1ּ42ּ1000/1ּ60 = 700 кг

νСּMС

2. Рассчитаем коэффициент для B( вода)

ηтв(H2O ) = νB ּMBּ1000 =1ּ18ּ1000/1ּ60 =300 кг

νСּMС

1.2 Расчет практических расходных коэффициентов

1. Рассчитаем практический коэффициент для пропена:

ηпрА(C3H6)= ηта = 700/0,81 ּ 0,89ּ0,93 = 1044,1кг

ФА→ВּХAּfC

Рассчитаем практический коэффициент для смеси пропена:

ηпрА(смеси) = ηпрАּ100% = 1044,1 ּ 100%/97 = 1076,4 кг

iA

2. Рассчитаем практический коэффициент для Н2О,исходя из молекулярного соотношения исходных реагентов получения расходных коэффициентов для воды

ηпрВ = 3 ּ ηпрА=3 ּ1044,1/42,09=74,42 кмоль

ηпрВ= ηпрВ ּМВ=74,42 ּ18=1339,56 кг

Вывод

: Расчеты показали, что для получения тонны изопропанола необходимо взять 1076,4 кг пропена и 1339,56 кг воды.

2. Материальный баланс

Материальный баланс рассчитывается с целью определения расходных коэффициентов по сырью, технико-экономических показателей, объема реактора.

В основе материального баланса лежит закон сохранения вещества. В общем виде уравнение материального баланса для любого элемента ХТС может быть записано:

∑Gпр = ∑Gрасх + ∑Gрасх

∑Gпр – сумма всех входящих в элемент ХТС материальных потоков;

∑Gрасх – cумма всех выходящих из элемента ХТС материальных потоков;

∑Gрасх– сумма всех материальных потерь.

Существует теоретический и практический материальный баланс. Теоретический материальный баланс рассчитывается на основе стехеометрии основной реакции и количества получаемого продукта. Практический материальный баланс рассчитывается на основе теоретического материального баланса с учетом степени превращения, селективности, выхода, соотношения исходных реагентов, степени частоты сырья, количества применяемого растворителя, инертного газа и т. д.

А В С

Основная реакция: CH2=CH-CH3+H2O =CH3-CH(OH)-CH3

Производительность реактора П = 5900 т/год

Число дней работы реактора в году n = 341

Выход продукта f = 93%

Степень превращения XA = 89%

Селективность основной реакции Ф = 81%

Соотношение А:В 1:3

Состав исходного реагента A, %масс: C3H6- 97% ;

примесь C3H8 – 3%.

Состав исходного реагента В (вода) 100%.

2.1 Расчет теоретического материального баланса

Составить теоретический материальный баланс на 1 Кмоль/мин и на 1 кг/мин для основной реакции. Результаты расчета представить в форме таблицы.

1. Переведем производительность, выраженную в единицах массы в мольную производительность:

Gn,0 = Пּ1000 = 5900ּ1000/341ּ24ּ78 = 12,02 кмоль/ч

nּ24ּMB

2. Пересчитаем количество вещества А на 100%:

Gn,0’ = Gn,0ּ100ּMA =12,02 ּ100ּ42,09/97 = 512,5 кг/ч = 12,39 кмоль/ч

iA

3. Рассчитаем количество примесей пропена:

Gn,0’’ = Gn,0’ ּ iA примеси = 512,5 ּ0,03 = 15,87 кг/ч = 0,36 кмоль/ч

4. Рассчитаем количество воды:

GВ = Gn,0’=12,39 кмоль/ч ּ МВ=12,38 18=223,02 кг/ч =12,42 кмоль/ч

5. Рассчитаем количество выделившегося целевого продукта:

GС = Gn,0’ּ νС = 12,39ּ1/1 = 744,58 кг/ч

νA

Таблица 1. Результат расчета теоретического материального баланса

приход

расход

вещество

кмоль/ч

% мольн.

кг/ч

% масс.

вещество

кмоль/ч

% мольн.

кг/ч

% масс.

C3H6

12.39

49.3

521.5

68.56

С3H8O

12.39

97.2

744.58

97.9

H2O

12.39

49.3

223.02

29.39

С3H8

0.36

2.8

15.87

2.06

С3H8

0.36

1.4

15.87

2.05

         

25.14

100

760.46

100

12.75

100

760.45

100

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7

Информация о химии

Pb — Свинец

СВИНЕЦ (лат. Plumbum), Pb, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева, атомный номер 82, атомная масса 207,2. Свойства: синевато-серый металл, тяжелый, мягкий, ковкий; плотность 11,34 г/см3, tпл 327,4 °С. Н ...

Коперник (Kopernik, Copernicus), Николай

Польский астроном, создатель гелиоцентрической системы мира Николай Коперник родился в Торуни в семье купца. После смерти отца (1483) воспитывался своим дядей Лукашем Ваченроде, епископом Вармийской епархии (Вармия – исконна ...

Металлоорганическая химия

Металлоорганическая химия — раздел химии, возникший на стыке органической химии и неорганической химии. Предметом изучения металлоорганической химии являются органические производные металлов, содержащие связь углерод-металл ...