Пример 40.

На установке хлорирования бензола производительностью по хлорбензолу 4100 кг/ч съем реакционной теплоты осуществляют за счет испарения части бензола. Определить количество теплоты, выделяющейся при хлорировании, и количество испаренного бензола, если теплота его испарения в условиях процесса равна 392 кДж/кг. За счет испарения снимается 80% выделяющейся теплоты (тепловой эффект равен 201 кДж/моль).

Решение. Уравнение реакции:

С₆Н₆+ С1₂ C₆H₅Cl +HC1

78 кг 71кг 112,5 кг 36,5кг

Количество теплоты, выделившейся при хлорировании:

= 2034,8 кВт

Количество теплоты, снимаемой испаряющимся бензолом:

=1627,85 кВт

Массовый расход бензола на испарение:

1627,85 : 392= 4,15 кг/с или 14 940 кг/ч

Пример 41. Определить число реакторов (объем 6,3 м³, коэффициент заполнения 0,75) для получения в час 9280 кг бензилхлорида-сырца, если длительность хлорирования толуола равна 2 ч, а плотность реакционной массы равна 987 кг/м³.

Решение. Реакционный объем аппарата:

6,3∙0,75=4,725 м³

Объем реакционной массы в условиях процесса:

= 18,81 м³

Число реакторов:

18,81 : 4,725 = 4

Пример 42.

На установку каталитического газофазного фторирования поступает 160 кг гептана в час. Определить объемный расход азото-фторидной смеси (объемное соотношение N₂:F₂=2: 1) и производительность по перфторгептану, если его выход составляет 62% от теоретического по гептану.

Решение. Процесс фторирования идет в две стадии. В первой стадии углеводород взаимодействует с дифторидом серебра; при этом дифторид серебра переходит в монофторид. Во второй стадии полученный монофторид серебра регенерируется в дифторид при действии свободного фтора. Уравнения реакций:

С₇Н₁₆ + 32AgF₂ C₇F₁₆ + 32AgF + 16HF

32 AgF + 16F₂ 32 AgF₂_

C₇H₁₆ + 16F₂ C₇F₁₆ + 16HF

100кг 16∙22,4 m³ 388 кг 320 кг

Производительность по перфторгептану по уравнению реакции:

кг/ч

Производительность установки по перфторгептану с учетом 62%-ного выхода:

кг/ч

Объемный расход фтора в условиях процесса:

= 355,53 м³/ч

Объемный расход азото-фторидной смеси:

355,53 2+355,53 = 1066,6 м³/ч

Пример 43.

В колонну синтеза метанола, объем цинк-хромового катализатора в которой составляет 3,6 м³, поступает по основному ходу в час 129600 м³ синтез-газа, что равно 80% от его общего расхода на входе. Определить объемную скорость синтез-газа и суточную производительность катализатора, если степень конверсии синтез-газа равна 9%, а селективность по метанолу в расчете на превращенный синтез-газ составляет 87,8%.

Решение. Уравнение реакции:

С О +2Н₂ СН₃ОН

3∙22,4кг 32 кг

Расход синтез-газа на входе в колонну:

= 162 000 м³/ч

Объемная скорость подачи синтез-газа:

162 000 : 3,6 = 45 000 ч-¹

Производительность колонны по метанолу с учетом степени конверсии синтез-газа и селективности:

Производительность 1 м³ катализатора:

= 40,6 т/(м³∙сут)

Пример 44.

Производительность реактора синтеза метанола на низкотемпературном катализаторе (СНМ-1) составляет 15000 кг целевого продукта в час. Такая производительность достигается при объемной скорости подачи синтез-газа 10000 ч^-1, степени его конверсии 6% и селективности по метанолу 87%. Определить высоту слоя катализатора в реакторе, если его внутренний диаметр равен 3,6 м.

Решение. Уравнение реакции:

Объемный расход синтез-газа для проведения процесса:

= 31500 м³/ч

фактический на входе 603 448 м³/ч

Объем низкотемпературного катализатора в реакторе:

V_K = 603 448 :10 000 = 60,3 м³

Высота слоя катализатора: