Тепловой расчет алкилатора

Материальные потоки, кмоль/с

Этиленовая фракция:

Технический бензол:

Диэтилбензол:

Отходящие газы:

Жидкий алкилат:

Таблица 6 – Расчет молярных теплоемкостей

Компонент	xi, %	ci,Дж/(моль∙К)	С= xi,∙ ci/100 (Дж/моль∙К)
Этиленовая фракция
CH4	13.8	34.88	4.815
C2H2	0.5	43.98	0.219
C2H4	58.7	42.952	25.213
C2H6	15.8	51.741	8.175
C3H6	5.3	72.313	3.833
H2	1.3	28.28	0.368
N2	3.1	29.121	0.903
O2	0.7	28.062	0.196
CO	0.8	29.075	0.233
Сумма	100,00	-	С1 43.955
Отходящие газы
CH4	37.86	38.905	14.729
C2H4	2.74	50.432	1.382
C2H6	43.34	61.307	26.570
H2	3.57	28.844	1.029
N2	8.5	29.42	2.501
O2	1.92	29.83	0.573
CO	1.97	29.549	0.582
Сумма	100,00	-	С2 47.366

Тепловой поток этиленовой фракции,кВт:

Тепловой поток отходящих газов, кВт:

Тепловой поток технического бензола, кВт:

Тепловой поток диэтилбензола,кВт:

Для определения величины Ф₄:

Таблица 7 – Расчет теплоты экзотермических реакций (в размерности кДж/моль)

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

Для определения теплого потока алкилата рассчитывают его среднюю молярную теплоемкость при температуре 363 К.

Таблица 8 – Расчет средней молярной теплоемкости алкилата

Компонент	xi, %	Ci, Дж/(моль∙К)	С = Ci∙ xi/100 Дж/(моль∙К)
C6H6	67.99	152.072	103.39
C6H6 – C2H5	22.07	186.56	41.173
C6H4 – (C2H5)2	5.54	369.06	20.445
C6H3 – (C2H5)3	1.05	464.46	4.876
C6H2 – (C2H5)4	0.24	559.86	1.344
C6H5 – C3H7	2.62	321.36	8.419
C2H4 – (C6H5)2	0.24	415.94	0.998
AlCl3	0.17	97.965	0.166
Сумма		-	С3 = 180.811

Тепловой поток жидкого алкилата, кВт:

Тепловой поток паров бензола, кВт:

Расход теплоты на испарение бензола,кВт:

Принимают, что теплопотери в окружающую среду составляют 3 % от общего прихода теплоты:

Общий расход теплоты, кВт:

Количество бензола, испаряющегося 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 испаряющегося бензола), кмоль/час, (кг/час):

Теперь найдем по расчитанному количества испаряемого бензола неизвестные тепловые потоки:

Тепловой поток отходящих газов:

Ф_{ог =} Ф₅ + Ф₇ = 648.361+59.681 = 708.042

Таблица 9 – Материальный баланс стадии алкилирования

Приход	Расход
Компонент	Количество кг/час	Содержание, % масс.	Компонент	Количество кг/час	Содержание, % масс.
Бензол технический:			Отходящие газы	50037.228	50.27
C6H6	88873.122		Алкилат	49486.235	49.72
H2O	0.823
Итого	88873.945	89.29
Этиленовая фракция	7373.338	7.41
Диэтилбензол	3154.375	3.17
Хлорид алюминия	128.75	0.13
			Невязка	7.14	0.007
Всего	99530.603	100,00	Всего	99530.603	100,00

Таблица 10 – Тепловой баланс алкилатора

Приход	Расход
Статья	кВт	%	Статья	кВт	%
Тепловой поток этиленовой фракции (Ф1)	33	0.78	Тепловой поток отходящих газов (Ф5+Ф7)	709	16.63
Тепловой поток технического бензола (Ф2)	386	9.09	Тепловой поток алкилата (Ф6)	1237	29.49
Тепловой поток диэтилбензола (Ф3)	22	0.52	Расход теплоты на испарение бензола (Ф8)	2168	50.88
Тепловой поток процесса (теплота экзотермических реакций Ф4)	3811	89.61	Тепловые потери в окружающую среду		3.00
Всего	4252	100,00	Всего	4252	100,00

Выводы

В ходе технологического, материального и теплового расчета алкилатора были получены следующие результаты:

1) Общее число устанавливаемых в серии аппаратов: 2 шт.

2) Часовая производительность: 12875 кг/ч.

3) Расход этиленовой фракции: 7373.353

4) Количество отходящих газов: 2301.228 кг/ч.

5) Количество алкилата: 49486.235 кг/ч.

6) Количество подаваемого в алкилатор бензола: 88873.122 кг/ч.

7) Общий расход теплоты: 4252 кВт.

Список используемой литературы

1. Тимофеев В.С., Серафимов Л.А. Принципы технологии основоного органического и нефтехимического синтеза. М.: Высшая школа, 2003 -283 с.

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

3. Гутник С.П. Расчеты по технологии органического синтеза. М.: Химия, 1988. – 433 с.

4. Бардик Д.Л. Нефтехимия. М.: Олимпия – Бизнес, 2007. – 422 с.

Дата добавления: 2015-08-21