Пример расчёта материального баланса процесса получения хлорбензола
Исходное сырьё не 100 %, а имеются примеси. Исходные данные – состав жидких продуктов.
Бензол – 65 % (% масс.),
(ХБ) хлорбензол – 32 % - 1000 кг,
(ДХБ) дихлорбензол – 2,5 %,
(ТХБ) трихлорбензол – 0,5 %,
∑ = 100 %
Проверить, сырьём является технический продукт.
Бензол – 97,5 % (примеси 2,5 %),
технический хлор – 98 % (примеси 2 %)
Азот содержится в техническом хлоре, следовательно, 2 % примеси – это и есть азот.
Уравнения основных и побочных реакций:
78 71 112,5 36,5
78
147
78
181,5
Ведём расчёт на 1000 кг хлорбензола С6Н5Cl:
ХБ – 1000 кг
Б:
кг
ДХБ:
кг
ТХБ:
кг
Количество HCl израсходовано:
по
реакции 1:
кг
по
реакции 2:
кг
по
реакции 3:
кг
∑HCl = 372,65 кг
Количество Сl2 израсходовано:
по
реакции 1:
кг
по
реакции 2:
кг
по
реакции 3:
кг
∑Сl2 = 724,90 кг 100 % Сl2
N2
-
кг
Расчёт по бензолу С6H6:
не израсходовано 2031,25 кг
по
реакции 1:
кг
по
реакции 2:
кг
по
реакции 3:
кг
100 % С6H6 ∑ С6H6 = 2772,74 кг
примеси
в бензоле С6H6:
кг
Введём перерасчётный коэффициент К:
,
(5)
где
Q
– заданная годовая мощность,
;
Tэф. – эффективный фонд рабочего времени в году, час;
g – количество компонента, который рассчитывается (хлорбензол), кг
g = 1000 кг
Q
= 1500
=
(задано);
T = 7740 ч.
Часовая производительность (непрерывный процесс)
Приход |
Расход |
|||
Наименование |
кг/ч |
Наименование |
кг/ч |
|
|
537,36 |
|
393,66 |
|
Примеси |
13,78 |
ХБ |
193,8 |
|
|
140,48 |
ДХБ |
15,14 |
|
|
2,87 |
ТХБ |
3,03 |
|
|
|
|
72,22 |
|
|
|
Примеси |
13,78 |
|
|
|
|
2,87 |
|
∑ = 694,49 |
∑ = 694,50 |
|||
Расчёт эффективного фонда времени
Пример
периодический процесс
56
196
-
календарный фонд времени
Один раз в году проходит капитальный ремонт длительностью 10 дней, а через каждые 720 часов работы – текущий ремонт продолжительностью 72 часа.
Капитальный
ремонт длится
8760 - 240 = 8520 час
-
текущий ремонт
(периодическое
производство) – без капитального и
текущего ремонта, т.е. то время, когда
оборудование работает.
Необходимо рассчитать время цикла – загрузка (3 часа), опрессовка (3 часа), синтез (50 часов), охлаждение (4 часа), продувка (1 час), выгрузка (3 часа).
количество
операций:
Необходимо определить, сколько с одной операции получаем продукта.
Содержание
железа в исходном сырье – 96 %, 80 % - степень
превращения железа, насыпной вес – 1600
.
Необходимо определить, какой объём займёт железо (объём колонны).
С 1 м3 реакционного объёма получим
Общий
объём:
Принимаем число колонн – 3.
n = 3
Объём
одного аппарата:
Определяем объём периодического реактора!
(6)
-
выход продукта с одной операции
(7)
-
степень заполнения
Общий
объём:
(8)
Задаём число реакторов m = 5
