ХТОВ Контрольная работа В7

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Институт химических технологий и инжиниринга ФГБОУ ВО УГНТУ

в г. Стерлитамаке

Кафедра «Общая химическая технология»

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Контрольная работа

Вариант 7

Выполнил:студент группы БТСз-20-31

Проверил: А.А. Исламутдинова

Стерлитамак 2024

Вариант 7

1. В реакторе гидродеметилирования толуола выделяется 1870 кВт теплоты, которую отводят циркулирующим водородсодержащим газом (объемная доля водорода 90%). Определить объемный расход водородсодержащего газа, если степень конверсии толуола равна 93%, селективность по бензолу 81,5%, мольное соотношение водород : толуол равно 5:1, а тепловой эффект процесса составляет 641 кДж на 1 кг бензола.

C₆H₅CH₃ + H₂ →C₆H₆ + CH₄

Массовый расход бензола: G(C₆H₆) = 1870:641 = 2,92 кг/с

Количество вещества толуола: n(C₆H₅CH₃) = 2,92:78·92 = 3,44 кг/с

Массовый расход толуола с учетом конверсии:G_αγ(C₆H₅CH₃)=3,44:0,93:0,815=4,54 кг/с

Объемный расход водорода: V(H₂) = 4,54:92·5·22,4 = 5,53 м³/с

Объемный расход водородсодержащего газа: V(H₂)` = 5,53:0,9=6,14 м³/с = 22120 м³/ч

2. Определить объемную скорость паров н-бутана в реакторе одностадийного дегидрирования н-бутана в бутадиен, если производительность установки равна 3000 кг бутадиена в час, объем катализатора равен 45,7 м³, степень конверсии н-бутана 20%, селективность по бутадиену 54,5%.

C₄H₁₀ → C₄H₆+2H₂

Объемный расход н-бутана по этой реакции: V₁ = 3000·22,4:54=1244,44 м³

Объемный расход н-бутана с учетом конверсии: V₂ = 1244,44:0,2 = 6222,20 м³/ч

Объемный расход н-бутана с учетом селективности: V₃ =6222,20:0,545 =11416,88 м³/ч

Объемная скорость паров н-бутана равна: υ = 11416,88:45,7 = 249,82 ч^-1

3. В трубчатый реактор с внутренним диаметром трубы змеевика 124 мм двумя потоками поступает этан в смеси с водяным паром в мольном соотношении 1,6:1. Производительность реактора 3800 кг этилена в час. Определить массовую скорость парогазовой смеси в сечении трубы, если степень конверсии этана равна 76%, селективность по этилену 70,6%.

C₂H₆ → C₂H₄ + H₂

Массовый расход этана с учетом α и γ: G₁ = (3800·30):(28·0,76·0,706) = 7588,02 кг/ч

Массовый расход водяного пара: G₂ = (7588,02·18):(30·1,6) = 2845,51 кг/ч

Массовый расход парогазовой смеси: G₃ = 7588,02 + 2845,51 = 10433,53 кг/ч = 2,9 кг/с

Массовый расход парогазовой смеси в расчете на 1 поток: G₃ = 2,9 : 2 = 1,45 кг/с

Площадь поперечного сечения трубы змеевика: S = 0,785·(0,124)² = 0,012 м²

Массовая скорость парогазовой смеси в трубах: υ = 1,45 : 0,012 = 120,83 кг/(м²·с)

4. Определить количество теплоты, которое выделится при получении в час 2160 кг аллилхлорида-сырца, содержащего 82% аллилхлорида, 2% 2-хлорпропена-1 и 16% 1,3-дихлорпропена-1, если тепловой эффект реакций образования равен: для аллилхлорида и 2-хлорпропена-1 103 кДж/моль, для 1,3-дихлорпропена-1 206 кДж/моль.

Содержание аллилхлорида: G₁ = 2160·0,82 = 1771,2 кг

Содержание 2-хлорпропена-1: G₂ = 2160·0,02 = 43,2 кг

Содержание 1,3-дихлорпропена-1: G₃ = 2160·0,16 = 345,6 кг

Количество вещества аллилхлорида:n₁ = 1771,2 : 76,5 = 23,1529 кмоль

Количество вещества 2-хлорпропена-1: n₂ = 43,2 : 76,5 = 0,5647 кмоль

Количество вещества 1,3-дихлорпропена-1: n₃ = 345,6 : 75,5 = 4,5775 кмоль

Количество теплоты с аллилхлоридом: Q₁ = 23152,9·103 = 2384748,7 кДж

Количество теплоты с 2-хлорпропеном-1: Q₂ = 564,7·103 = 58164,1 кДж

Количество теплоты с 1,3-дихлорпропеном-1: Q₃ = 4577,5·206 = 942965 кДж

ΣQ = 2384748,7 + 58164,1 + 942965 = 3385877,8 кДж