Пример 35.

Определить объемную скорость подачи хлорводорода на установку окислительного хлорирования этилена, если объем псевдоожиженного слоя катализатора в реакторе составляет 75 м³, производительность установки по дихлорэтану 12500 кг/ч, выход дихлорэтана 85% по хлорводороду. Определить объем воздуха для проведения процесса.

Решение. Уравнение реакции:

СН₂=СН₂ + 2НС1 + 0,5О₂– С₂Н₄С1₂ + Н₂О

28кг 2·22,4 м³ 0,5·22,4 м³ 99кг

Объемный расход хлорводорода по уравнению реакции:

= 5656,56 м³/ч

Объемный расход хлорводорода с учетом 85%-ного выхода:

=6654,79 м³/ч

Объемная скорость подачи хлорводорода (V_об=V/V_к):

6654,79 : 75 = 88,73 ч ^–1

Объемный расход кислорода по уравнению реакции:

= 1414,14 м³/ч

Объемный расход воздуха:

= 6734 м³/ч

где 21 — объемная доля кислорода в воздухе (%).

Пример 36.

Определить объемный .расход охлаждающей воды для снятия выделяющейся теплоты в хлораторе при получении дихлорэтана (3000 кг/ч) прямым хлорированием этилена, если охлаждающая вода в процессе теплообмена нагревается на 7 К, а тепловой эффект процесса равен 200 кДж/моль.

Решение. Уравнение реакции:

С Н₂=СН₂ + С1₂ СlСН₂—СН₂С1

28 кг 71 кг 99 кг

Количество выделяющейся теплоты:

= 1683 кВт

Массовый расход охлаждающей воды:

= 57,39 кг/с или 0,0575 м³/с

Пример 37.

Определить производительность по 1,1,2,2-тетрахлорэтану на установке хлорирования ацетилена, если на хлорирование подают в час 130 м⁸ осушенного ацетилена (массовая доля ацетилена 99,8%). Степень конверсии ацетилена в тетрахлорэтан 98%. Хлор подают на процесс в 5%-ном избытке от стехиометрического количества. Определить расходные коэффициенты.

Решение. Уравнение реакции:

СН СН + 2С1₂ С₂Н₂С1₄

22, 4 м^а 142 кг 168 кг

Производительность по 1,1,2,2-тетрахлорэтану с учетом 98%-ного выхода и массовой доли ацетилена:

= 953,58 кг/ч

Массовый -расход хлора с учетом 5%-ного избытка:

= 846,31 кг/ч

Расходные коэффициенты:

а) по ацетилену

теоретический 22,4 : 0,168 = 133 м³/т

фактический 130 : 0,954 = 136 м³/т

б) по хлору

теоретический 142 : 0,168 = 845 м³/т

фактический 846,31 : 0,954= 887 м³/т

Пример 38.

Определить число реакторов для получения винилхлорида, если на гидрохлорирование поступает в час 595 м³ хлорводорода. Объем катализатора в каждом реакторе 6 м³, производительность 1 м³ катализатора составляет 50 кг винилхлорида в час, выход винилхлорида 90% по хлорводороду.

Решение. Уравнение реакции:

СН СН + НС1 СН₂=СНС1

22,4 м⁸ 62,5 кг

Количество винилхлорида с учетом 90%-ного выхода составит:

= 1494,14 кг/ч

Число реакторов:

= 5

Пример 39.

В трубчатую печь на пиролиз поступает в час 29 т дихлорэтана. Тепловая напряженность 1 м² радиантной секции равна 37,2 кВт, количество переданной теплоты 1460 кДж на 1 кг образующегося винилхлорида, степень конверсии дихлорэтана в винилхлорид составляет 60%. Определить число труб радиантной камеры, если их длина равна 12,5 м, а диаметр 152×11 мм.

Решение. Уравнение реакции:

С₂Н₄С1₂ СН.₂=СНС1 + НС1

99 кг 62,5 кг

Количество винилхлорида с учетом степени конверсии:

=10 984,8 кг/ч

Расход теплоты, необходимой для пиролиза:

= 4454,9 кВт

Площадь поверхности теплообмена радиантной секции:

4454,9 : 37,2 = 119,7 м²

Площадь поверхности теплообмена одной трубы:

3,14 ∙ 0,152 · 12,5 = 5,966 м²

Число труб:

119,7 : 5,966 = 20