Получение изопропанола

Вывод:

расчет практического материального баланса показал, что для получения 775.25 кг/ч целевого продукта необходимо взять 752.64 кг/ч пропена и 967,68 кг/ч воды. Расчет показал, что закон сохранения масс выполняется.

3. Расчет теплового баланса

В основе теплового баланса (энергетического) лежит закон сохранения энергии. Энергетический баланс используется для оценки экономической эффективности технологических процессов. Следует отметить, что он учитывает только количественные соотношения энергии, на основе которых определяются производительность аппарата, расход теплоносителя и коэффициент полезного действия. Но при этом не дается оценка качественного различия энергоресурсов разной физической природы и разного потенциала.

Составить тепловой баланс стадии синтеза, используя данные для теплового баланса и данные рассчитанного материального баланса. Определить тепловую нагрузку на реакторе.

Данные теплового баланса:

Температура исходных реагентов, ° С 100

Температура продуктов реакции, ° С 240

Тепловые потери от прихода тепла,% 5,0

Таблица 3

Термодинамические свойства веществ участников реакции

1. Рассчитаем количество тепла поступившего с исходными реагентами.

Qi=Gi∙Cpi∙Ti

Gi-количество веществ исходного выражения в [кмоль]

Ti=273+100=373K

Cpi=a+bT+c¢/T2 (для неорганических веществ)

Cpi=a+bT+cT2+dT3 (для органических веществ)

Cpi(C3H6)=12.44+188.38∙10∙373+(-47.6)∙10-6∙373=76.083 Дж/моль к

Qi(C3H6)=12,92∙76,083∙373 = 508550,945 кДж/ч

Сpi(C3H8)=1,72+270,75∙10-3∙373-94,48∙10-6/3732=89,565 Дж/моль к

Qi(C3H8)=0,53∙89,565∙373 =17706,105 кДж/ ч

Cpi(H2O)=30+10.71· 10-3 ·373+0.33 ·105 373-2=34,232 Дж/моль к

Qi(H2O)=53,76· 34,323· 373=686436,495 кДж/ ч

åQi= Qi(C3H6)+ Qi(C3H8) +Qi(H2O)= 508550,945+17706,105+686436,495 =1212693,545 кДж/ч

2. Рассчитать количество тепла уходящая с продуктами реакции.

Qj=Gj∙Cpj∙Tj

Tj=513 К

Cp(C3H6непр)=12,44+188,38∙10-3∙513-47,6∙10-6∙5132=96,552 Дж/моль к

Qj(C3H6непр)=1,97∙96,552∙513=97576,417кДж/ч

Cp(H2Oнепр)=30+10,71∙10-3∙513+0,33 105 5132=35,619 Дж/моль к Qj(H2Oнепр)=39,32∙35,619∙513=718476,548кДж/ч

Cp(C3H8)=1,72+270,75∙10-3∙513-94,48∙10-6 ∙5132=115,751 Дж/моль к

Qj(C3H8)=0,53 ∙115,75· 513=31471,539 кДж/ч

Cp(C6H14O)=7,49+583,95∙10-3∙513-302,2∙10-6∙ 5132=227,526 Дж/моль к

Qj(C6H14O)=1,52∙227,526∙513=177415,674 кДж/ч

Cp(C3H8O)=13,10+277,5∙10-3∙513-98,44∙106/5132=129,552 Дж/моль к

Qj(C3H8O)=12,92∙129,552∙513=858665,474 кДж/ч

∑Qj= Qj(C3H6непр )+ Qj(H2Oнепр)+ Qj(C3H8)+ Qj(C6H14O)+ Qj(C3H8O)=97576,417+718476,548+31471,539+177415,674+858665,474=1883605,652 кДж/ч

3. Рассчитаем количество тепла выделенное или поглощенное в ходе химической реакции.