Исходные данные:

Производительность установки хлорбензола 21000 т/г

Состав продуктов реакции (в масс.%):

Хлорбензол 34,0

Бензол 64,0

Дихлорбензол 1,0

Трихлорбензол 1,0

Потери хлорбензола составляют 3%

На 1т образовавшегося хлорбензола на испарение берётся 1,5т бензола.

Содержание основного вещества в бензоле составляет 98%, в хлоре - 99%.

ППР на текущий ремонт 2160/240

ППР на капитальный ремонт 17280/286

Определяем количество рабочих часов в году:

Количество простоев на текущий ремонт в году, ч/г:

2160 ч. ---- 240 ч. [8, с 262]

366 · 24 ч. ---- χ₁

χ₁ = (366 · 24 · 240) / 2160 = 973,3

Количество простоев на капитальный ремонт в году, ч/г:

17280 ч. ---- 286 ч.

366 · 24 ч. ---- χ₂

χ₂ = (366 · 24 · 286) / 17280 = 145

Определяем время работы хлоратора в год, ч/г:

366 · 24 - (973,3 + 145) = 8784 - 1121,4 = 7641,7

Определяем часовую производительность установки не учитывая потери, кг/ч:

(21000 · 1000) / 7641,7 = 2748,08

Определяем часовую производительность с учётом потерь, которые составляют 3%, кг/ч:

2748,08/ 0,97 = 2833,07

Определяем потери хлорбензола, кг/ч:

2833,07 - 2748,08= 84,99

Определяем массу продуктов реакции, кг/ч:

2833,07 / 0,34 = 8332,55

Определяем состав продуктов реакции:

Бензол, кг/ч:

8332,55· 0,64 = 5332,83

Дихлорбензол, кг/ч:

8332,55· 0,01 = 83,32

Трихлорбензол, кг/ч:

8332,55· 0,01 = 83,32

_{χ χ 1 2690,8кг/ч χ2}

С₆H₆ + Cl₂ C₆H₅Cl + HCl (1)

^{78 71 112,5 36,5}

Теоретический расход бензола на основную реакцию, кг/ч:

χ = (78 · 2833,07) / 112,5 = 1964,26

Теоретический расход хлора на основную реакцию, кг/ч:

χ₁ = (71 · 2833,07) / 112,5 = 1787,98

Сколько HCl образуется теоретически, кг/ч:

χ₂ = (36,5 · 2833,07) / 112,5 = 919,17

_{χ χ1 79,1кг/ч χ2}

С₆H₆ + 2Cl₂ C₆H₄Cl₂ + 2HCl (2)

^{78 142 147 73}

Теоретический расход бензола на побочную реакцию, кг/ч:

χ = (78 · 83,32) / 147 = 44,21

Теоретический расход хлора на побочную реакцию, кг/ч:

χ₁ = (142 · 83,32) / 147 = 80,49

Сколько HCl образуется теоретически, кг/ч:

χ₂ = (73 · 83,32) / 147 = 41,38

_{χ χ1 79,1кг/ч χ2}

С₆H₆ + 3Cl₂ C₆H₃Cl₃ + 3HCl (3)

^{78 213 181,5 109,5}

Теоретический расход бензола на побочную реакцию, кг/ч:

χ = (78 · 83,32) / 181,5 = 35,81

Теоретический расход хлора на побочную реакцию, кг/ч:

χ₁ = (213 · 83,32) / 181,5 = 97,78

Сколько HCl образуется теоретически, кг/ч:

χ₂ = (109,5 · 83,32) / 181,5 = 50,27

Определяем количество бензола с учётом испарения, кг/ч:

2833,07· 1,5 = 4249,61

Определяем количество бензола на все реакции, кг/ч:

5332,83+1964+44,21+35,81+4249,61=11626,46

Определяем количество бензола с учётом основного вещества, кг/ч:

11626,46/ 0,97 = 11986,04

Определяем количество примесей (ксилол, толуол) в бензоле, кг/ч:

11986,04- 11626,46= 359,58

Определяем количество хлора на все реакции, кг/ч:

1787,98+80,49+97,78=1966,25

Определяем количество хлора с учётом основного вещества, кг/ч:

1966,25/ 0,99 = 1986,11

Определяем количество примесей (азот) в хлоре, кг/ч:

1986,11- 1966,25= 19,86

Определяем сколько образуется HCl, кг/ч:

919,17+41,38+50,27=1010,82

Таблица №5 Материальный баланс

Поступает	кг/ч	Образуется	кг/ч
1. Бензол технический	11986,04	1. Хлорбензол	2833,07
1.1. Бензол по 1ой реакции	1964,26	2. Дихлорбензол	83,32
1.2. Бензол по 2ой реакции	44,21	3. Трихлорбензол	83,32
1.3. Бензол по 3ей реакции	35,81	4. Примеси бензола	359,58
1.4. Бензол в продуктах реакции	5332,83	4.1. Ксилол	179,79
1.5. Бензол на испарение	4249,61	4.2. Толуол	179,79
1.6. Примеси бензола	359,58	5. Бензол в продуктах реакции	5332,83
1.6.1. Ксилол	179,79	6. Бензол на испарение	4249,61
1.6.2. Толуол	179,79	7. HCl	1010,82
2. Хлор	1986,11	8. Примеси хлора	19,86
2.1. Хлор по 1ой реакции	1787,98	8.1. Азот	19,86
2.2. Хлор по 2ой реакции	80,49
2.3. Хлор по 3ей реакции	97,78
2.4. Примеси хлора	19,86
2.4.1. Азот	19,86
ИТОГО	13972,15		13154,5