- •Основные показатели стадии химического превращения
- •Пример 10.
- •Пример 11.
- •Пример 12.
- •Пример 15.
- •Пример 16.
- •Пример 18.
- •Пример 22.
- •Пример 23.
- •Пример 24.
- •Пример 25.
- •Пример 30.
- •Пример 35.
- •Пример 40.
- •Пример 42.
- •Пример 43.
- •Пример 44.
- •Пример 45.
- •Пример 46.
- •Пример 47.
- •Пример 48.
- •Пример 49.
- •Пример 51.
- •Пример 52.
- •Пример 53.
- •Пример 54.
- •Пример 55.
- •Пример 56.
- •Пример 57.
- •Пример 58.
- •Пример 59.
- •Пример 60.
- •Пример 62.
- •Пример 63.
- •Пример 64.
Пример 10.
В реактор получения формальдегида окислением метанола со спирто-воздушной смесью вносится 107 кВт теплоты. Суммарный тепловой эффект реакций окисления метанола равен 110 кДж/моль, а массовый расход метанола на окисление составляет 1500 кг/ч. Тепловой поток, вносимый контактными газами, равен 1140 кВт. Определить площадь поверхности теплообмена и массовый расход воды для отвода выделяющегося из слоя катализатора тепла через змеевиковый холодильник, если средний температурный напор равен 560 К, а температура воды на входе в холодильник и на выходе из него соответственно равна 20 и 60 °С. Коэффициент теплопередачи равен 390 Вт/(м2·К). Теплопотери не учитывать.
Решение. Количество теплоты, выделяющейся за счет реакции окисления метанола:
Общий приход теплоты:
107+1433 = 1540 кВт
Количество отводимой теплоты (из уравнения теплового баланса):
1540— 1140= 400 кВт
Площадь поверхности теплообмена:
Массовый расход воды:
кг/с
или 2,4 · 3600 = 8640 кг/ч
Пример 11.
Определить компонентный состав бензиновой фракции (пределы выкипания 93÷123 °С), полученной в процессе прямой гонки нефти, если количество получаемой фракции составляет 34800 кг/ч. Состав бензиновой фракции в массовых долях следующий: парафиновые углеводороды 27,2%, непредельные углеводороды 0,7%, ароматические углеводороды 0,9%, нафтеновые углеводороды 71,2%. Определить массовый расход нефти, необходимой для получения указанной фракции, если выход фракции составляет 20% общей массы нефти, затраченной на прямую гонку.
Решение. Массовый расход нефти для получения бензинов фракции с учетом 20%-ного выхода:
Компонентный состав бензиновой фракции:
парафины
непредельные
ароматические
нафтены
Пример 12.
Определить компонентный состав бензиновой фракции (52 800 кг/ч, пределы выкипания 58÷93 °С), полученной пиролизом нефтяного сырья, если ее состав в массовых долях следующий: парафиновые углеводороды 4,9%, непредельные углеводороды 37,9%, ароматические углеводороды 56,2%, нафтеновые углеводороды 1%. Определить массовый расход нефти, необходимой для получения указанной фракции, если выход фракции составляет 60% от общей массы нефти, затраченной на пиролиз. Условно принять молекулярную массу для нефти 282, для бензиновой фракции 142.
Решение. Массовый расход нефти для получения бензиновой фракции:
Массовый расход нефти с учетом 60%-ного выхода
Компонентный состав бензиновой фракции:
парафины
непредельные
ароматические
нафтены
Пример 13.
Производительность установки платформинга по жидкому сырью составляет 1760 т/сут. Объемный расход смеси паров и циркуляционного водорода равен 2,57 м3/с в условиях процесса. Объемная скорость жидкого сырья, имеющего плотность 748 кг/м3, составляет 1,53 ч-1; линейная скорость паро-газовой смеси в сечении реактора равна 0,39 м/с. Определить общий объем катализатора в реакторах и диаметр реактора.
Решение. Объемный расход жидкого сырья на установке платформинга:
Объем катализатора в реакторах:
Диаметр реактора:
D =
Пример 14.
В генераторе системы «вода на карбид» для получения ацетилена используют технический карбид, в котором массовая доля карбида кальция равна 75%, а доля оксида кальция 15 %. В ходе процесса выделяется 3000 кВт теплоты, 85% которой снимается за счет испарения избытка воды. Определить производительность генератора по ацетилену, массовые расходы технической карбида кальция и воды для получения ацетилена, если массовое соотношение воды и технического карбида равно 1,2 : 1. Скрытая теплота парообразования воды 2289кДж/кг.
Решение.
Уравнения реакций, протекающих в генераторе:
СаС2 + 2Н2О → С2Н2 + Са(ОН)2,
64 кг 2·18 кг 22,4 м3 74 кг
СаО + Н2О → Са(ОН)2
56 кг 18 кг 74 кг
Количество теплоты, снимаемой за счет испарения избыточной воды
3000 · 0,85 = 2550 кВт
Массовый расход воды на испарение (избыток воды сверх требуемого для реакций):
2550 : 2289 = 1,114 кг/с
или 1,114 · 3600 = 4010,4 кг/ч
Масса воды, расходуемой на взаимодействие с 1 кг технического карбида кальция (с учетом массовых долей карбида и оксида кальция)
по первой реакции
по второй реакции
Всего: 0,422 + 0,048 = 0,47 кг
Избыток воды в расчете на 1 кг технического карбида кальция (исходя из заданного массового соотношения воды и технической карбида):
1,2 — 0,47 = 0,73 кг
Массовый расход воды:
Массовый расход технического карбида кальция:
6592,4 : 1,2 = 5493,7 кг/ч
Производительность генератора по ацетилену: