Пример 30.

Определить затраты технического метана, в котором массовая доля СН₄ составляет 98,5%, и затраты электролитического хлора с массовой долей хлора 96% для получения 1920 кг метилхлорида в час, если мольное соотношение метана и хлора равно 3 : 1, а выход метилхлорида равен 80% в расчете на исходный хлор.

Решение. Уравнение реакции:

СН₄+С1₂ → СН₃С1 +НС1

16 кг 71кг 50,5 кг 36,5 кг

Массовый расход хлора согласно этому уравнению:

кг/ч

Массовый расход хлора с учетом 80%-ного выхода:

кг/ч

Массовый расход метана с учетом мольного соотношения:

3·16 — 71

x — 3374,25 кг/ч

Массовый расход технического метана с учетом массовой доли метана:

кг/ч

Массовый расход электролитического хлора с учетом массовой доли хлора:

кг/ч

Пример 31.

Определить объемную скорость метана в реакторе газофазного хлорирования, если производительность аппарата по реакционному газу составляет 4920 кг/ч, массовая доля метилен-хлорида в реакционном газе 9,2%, выход метиленхлорида 33% в расчете на исходный хлор, мольное соотношение СН₄: Cl₂ = 3,44 : 1. Реактор газофазного хлорирования имеет внутренний диаметр 0,85 м и высоту 2,5 м.

Решение. Уравнение реакции:

СН₄ + 2Cl → CH₂Cl₂ + НС1

16 кг 2·22, 4.м³ 85кг 2·36,5кг

Количество метиленхлорида в реакционном газе:

кг/ч

Объемный расход хлора по уравнению реакции:

м³/ч

Объемный расход хлора с учетом выхода:

м³/ч

Объемный расход метана с учетом мольного соотношения:

722,91·3,44 = 2486,80 м³/ч

Суммарный расход компонентов:

2486,80 + 238,56 = 2725,36 м³/ч

Объем реактора:

м³

Объемная скорость газов в реакторе:

2725,36 : 1,42= 1919 ч^-1.

Пример 32.

Объемная скорость газов в реакционной камере газофазного хлоратора 280ч^-1, суммарный объемный расход метана и хлора 560 м³/ч. Определить диаметр и высоту реактора, если соотношение H/D равно 2,5 : 1.

Решение. Объем реакционной камеры:

560 : 280 = 2 м³

По формуле

определяем диаметр камеры с учетом соотношения H/D

м

и высоту реактора:

H = 2,5·1,01 =2,52 м.

Пример 33.

Определить количество теплоты, которая выделится при получении 1800 кг пентилхлорида в час, если тепловой эффект хлорирования пентана равен 105кДж/моль.

Решение. Уравнение реакции:

С₅Н₁₂ + С1₂ → С_бН₁₁С1 + НС1

Количество теплоты, выделяющееся в процессе хлорирования, определяют по формуле:

где Q — тепловой поток (кВт) ;

q — тепловой эффект реакции (кДж/моль) ;

т — массовый расход (кг/ч);

М — молекулярная масса (кг/кмоль) ;

1000 — переводной коэффициент.

кВт

Пример 34.

На установку хлорирования, пропилена производительностью 1050 кг аллилхлорида в час подают в час 1925 м³ технического пропилена, объемная доля С₃Н₆ в котором 96%. Определить затраты электролитического хлора (объемная доля хлора 98%) и мольное соотношение С₃Н₆: Сl₂, если выход аллилхлорида составляет 80% по хлору.

Решение. Уравнение реакции:

СН₂=СН—СН₃+С1₂ – СН₂=СН–СН₂С1 + НС1

22,4 м³ 22,4 м⁵ 76,5 кг

Объемный расход электролитического хлора

=307,45м³/ч

Объемный расход электролитического хлора с учетом 80%-ного выхода:

= 384,3 м³/ч или = 17,15 кмоль/ч

Объемный расход хлора с учетом объемной доли:

=392,15 м³/ч

Расход пропилена:

= 82,5 кмоль/ч

Мольное соотношение пропилена и хлора:

82,5:17,15=4,8:1