уміші. Тиск насиченої пари циклогексану при 35 В° С становить рп = 20,4 * 10 Ві Па/8 /. При тиску газової суміші в сепараторі РСМ = 17 * 10 Ві Па об'ємна частка циклогексану в циркуляційному газі:
П† = (рп/РСМ) * 100 = [20,4 * 10 Ві/(17,0 * 10)] * 100 = 1,2%.
Нехтуючи для спрощення розрахунку розчинністю азоту і водню в циклогексане, знаходимо кількість циклогексану в газовій суміші на вході в реактор першої ступені:
10338 * 1,2/(100,0-1,2) = 125,6 м Ві/год або 471,0 кг/ч.
Склад газової суміші на вході в реактор першої щаблі визначаємо, підсумовуючи кількість компонентів в потоці 1 і розраховані кількості циклогексану, водню та азоту. Домішки, що містяться в технічному бензолі:
0,57 +0,53 +0,41 +0,17 = 1,68 м Ві/год або 2,33 +2,33 +1,55 + + 0,77 = 6,98 кг/год
Склад газової суміші на вході в реактор першої щаблі (потік 4):
С6Н6
С6Н12
Н2
N2
домішки
ОЈ
V, м Ві/год
2067,6
125,6
11371,8
5169
1,68
18735,7
П†,%
11,03
0,67
60,7
27,59
0,01
100,0
m, кг/год
7199,7
471
1015,3
6461,2
6,98
15154,2
Wi,%
47,51
3,11
6,7
42,64
0,04
100,0
Приймають, що ступінь конверсії бензолу в реакторі першого ступеня дорівнює 0,93, отже, реагує:
бензолу: 2067,6 * 0,93 = 1922,9 м Ві/год;
водню: 1922,9 * 3 = 5768,7 м Ві/ч.
утворюється циклогексану: 1922,9 м Ві/ч.
Розраховуємо складу газової суміші на виході з реактора першого ступеня (потік 5):
V, м Ві/год П†,%
С6Н6 2067,6-1922,9 = 144,7 1,12
С6Н12 125,6 +1922,9 = 2048,5 15,80
Н2 11371,8-5768,7 = 5603,1 43,21
N2 5169 39,86
домішки 1,68 0,01
ОЈ 12966,98 100,00
2.5.2 Уточнення ступеня конверсії бензолу в циклогексан
З метою, уточнення ступеня конверсії розраховують константу рівноваги реакції отримання циклогексану.
Визначаємо константу рівноваги Кр при температурі Т = 180 + +273 = 453 К за емпіричною формулою/8 /:
lg Кр = 9590/Т-9, 9194 Ig Т + 0,002285 Т +8,565,
lgКp = 4,4232, Кp = 26 500.
Визначаємо константу рівноваги реакції по значенням парціальних тисків компонентів. Парціальні тиску (в МПа) розраховують за формулою/8 /:
Рс6н6 = 0,02128; Рс6н12 = 0,30020; РН2 = 0,82099. p> Кр = Рс6Н6/(рс6н6Р3н2) = 0,30020 * 1000/(0,02128 * 0,82099 Ві) = 25493,
де 1000 - коефіцієнт (враховує відмінність в одиницях вимірювання тиску: в емпіричну формулі для розрахунку Кр коефіцієнти рівняння визначені за значеннями тисків, виражених в атмосферах).
Порівнюємо значення Кр, розраховані за значенням парціальних тисків компонентів і за емпіричною формулою. Так як 25493 <26 500, то прийнята ступінь конверсії бензолу 0,93 занижена. p> Приймаються ступінь конверсії бензолу 0,932, тоді в реакторі першого ступеня витрачається:
бензолу: 2067,6 * 0,932 = 1927 м '/ год;
водню: 3 * 1927 = 5781 м Ві/год;
утворюється циклогексану: 1927 м Ві/ч.
2.5.3 Визначення зміни складу газу в реакторах першого і другого ступеня
Уточнимо складу газової суміші на виході з реактора першого ступеня (потік 5):
С6Н6
С6Н12
Н2
N2
домішки
ОЈ
V, м Ві/год
140,6
2052,60
5590,8
5169
1,68
12954,70
П†,%
