n, 9 (N 2)=тисяча двісті дев'яносто вісім м 3/хв або 57,95 кмоль/хв.
) Кількість домішки пропан:
, 408 - 9,5%, Х - 2,5% G n, 10=46,68 м 3/хв або 2,084 кмоль/хв.
) Кількість кисню, який пішов на основну реакцію:
13) Кількість кисню, який пішов на першу побічну реакцію:
14) Кількість кисню, який пішов на другий побічну реакцію:
15) Кількість непрореагировавшего кисню:
G n, 14=G n, 8 - G n, 11 - G n, 12 - G n, 13=15,4-0,356-0,0452-0,1285=14,8703 кмоль/хв.
Витрата
) Кількість акролеїну, що утворив в основній реакції:
.
17) Кількість води, що утворив в основній реакції:
18) Кількість 2СН 3 С (О) СН 3, що утворив в першій побічної реакції:
19) Кількість СО 2, що утворив у другій побічної реакції:
20) Кількість води, що утворилася в другій побічної реакції:
Таблиця № 3. Матеріальний баланс синтезу акролеина
СирьеПріходкмоль/хв. % Молькг/хв% мас. м 3/хв% об. З 3 Н 6 (42) З 3 Н 8 (44) Про 2 (32) N 2 (28) 7,92 2,084 15,4 57,959,5 2,5 18,48 69,52332,64 91,696 492,8 1622 , 613,1 3,61 19,4 63,89177,408 46,68 345,1 12989,5 2,5 18,48 69,52 Ітого83,3541002539,741001867,18100Продукти реакції Витрата 1. З 3 Н 4 О (56) 2. Н 2 О (сум) (18) 3 З 3 Н 6 (непр.) (42) 4. З 3 Н 6 О (58) 5. Про 2 (непрореаг) 6. СО 2 7. Н 3 Н 8 (44) 7. N 2 (28) 0,356 0,4417 7,445 0,09044 14,8703 0,0857 2,084 57,950,427 0,53 8,935 0,109 17,847 0,104 2,501 69, 54719,936 7,9506 312,69 5,245 475,85 3,7708 91,69 1622,60,785 0,313 12,31 0, 207 18,74 0,148 3,61 63,8877,974 9,895 166,77 2,025 333,095 1,92 46,68 12980,427 0,53 8,936 0,108 17,847 0,103 2,5 69,55 Ітого83,3241002539,741001866,36100
2. Тепловий баланс стадії синтезу
Таблиця № 4. Дані для розрахунку теплового балансу
Температура вихідних реагентів 0 С315 Температура продуктів реакції 0 С395 Теплові втрати від приходу тепла% 9
Термодинамічні параметри речовин, учасників реакції представлені в таблиці № 5:
Таблиця № 5
Речовина? Н 298 Сp =? (t) Дж/моль. До кДж/мольав * 10 3 с * 10 6 с/* 10 - 5 З 3 Н 6 20,4112,44188,38-47,6- З 3 Н 8 - 103,9-4,80307,3-160, 16- О 2 031,463,39- - 3,77 N 2 191,527,884,27-- З 3 Н 4 О - 80,7731,26150-49,06- Н 2 О - 241,813010,71-0,33 З 3 Н 6 О - 217,5722,47201,8-63,5- СО 2 - 393,5144,149,04- - 8,54
. Кількість тепла, яке надходить з вихідними реагентами:
Тісх=315 + 273=588 К.
. 1 Визначимо кількість тепла, яке надходить у реактор з пропиленом:
Ср С3Н6=а + Вт i + cT i 2=12,44 + 188,38? 10 - 3? 588 - 47,6? 10 - 6? 588 2=106,75 Дж/моль? К,
Q С3Н6=G i? Cp i? T i=7,92? 106,75? 588=497 130 кДж/хв.
. 2 Визначимо кількість тепла, яке надходить з домішкою пропан:
Ср С3Н8=а + Вт i + cT i 2=- 4,8 + 307,3? 10 - 3? 588 - 160,16? 10 - 6? 588 2=120,52 Дж/моль? К
Q С3Н8=G i? Cp i? T i=2,084? 210,52? 588=147 684 кДж/хв.
. 3 Визначимо кількість тепла, яке надходить з киснем повітря:
Ср О2=а + Вт i + c//T i 2=31,46 + 3,39? 10 - 3? 588 - 3,77? 10 5/588 2=32,36 Дж/моль? К,
Q О2=G i? Cp i? T i=15,4? 32,36? 588=293 026 кДж/хв
. 4 Визначимо кількість тепла, яке надходить з азотом повітря:
Ср N2=а + Вт i + c//T i 2=27,88 + 4,27? 10 - 3? 588=30,39 Дж/моль? К
Q N2=G i? Cp i? T i=57,95? 30,39? 588=1035527 кДж/хв
Сумарна кількість тепла, яке надходить у реактор з вихідними реагентами:
=497130 + 147684 + 293026 + 1035527=1973367 кДж/хв.
. Визначимо кількість тепла, що виділяється в результаті хімічного перетворення.
.1 Розрахуємо тепловий ефект хімічних реакцій при температурі
Тj=668К
Основна реакція: СН2=СН-СН3 + О2=СН2=СН-СНТ + Н2О
=((- 80,77) + (- 241,81)) - (20,41 + 0)=- 342,99 кДж/моль
=(31,26 + 30) - (12,44 + 31,46)=17,36
=(150 + 10,71)? 10-3 - ((188,38 + 3,39)? 10-3)=- 31,06? 10-3
=(- 49,06? 10-6) - (- 47,7? 10-6)=- 1,46...
