вигляді:
Ф 1 + Ф 2 + Ф 3 + Ф 4 + Ф 5 + Ф 6 = Ф 7 + Ф 8 + Ф 9 + Ф піт , (2.38)
де Ф 1 , Ф 2 , Ф 3 , Ф 4 , Ф 8 - теплові потоки газоподібного сировини (хлор, природний газ, технічний етилен), рідких хлоруглеводородов, рідких рециркулює перхлоруглеводородов, рідкого техніческго 1,2-дихлоретану і продуктів реакції відповідно, кВт;
Ф 6 - теплота екзотеміческой реакції, кВт;
Ф 7 - теплота, витрачається на випаровування рідких компонентів сировинної суміші, кВт;
Ф 9 - теплота, відведена охолоджуючої водою, кВт;
Ф піт - тепловтрати в навколишнє середовище, кВт.
Визначаємо теплові потоки сировини і продуктів. Значення теплоємність знаходимо по/7/(Додатки, табл. 2-4). p> Тепловий потік газоподібного сировини (потоки 1-3):
Ф 1 = (0,0179 Г— 33,93 + 0,0007 Г— 35,71 + 0,0013 Г— 43,56) Г— 25 = 17,22 кВт.
Тепловий потік рідких хлоруглеводородов (потік 4):
Ф 2 = (0,0536/100) Г— (1,289 Г— 7,0 + 0,962 Г— 4,2 + 0,858 Г— 6,0 + 0,950 Г— 5,5 + 0,862 Г— 77,3) Г— 20 == 0,97 кВт.
Тепловий потік рідких рециркулює перхлоруглеводородов (потік 5):
Ф 3 = (0,502/100) Г— (0,858 Г— 70,8 + 0,862 Г— 29,2) Г— 20 = 8,63 кВт. p> Тепловий потік продуктів відпарки сирцю перхлоруглеводородов (потік 6):
Ф 4 = (0,0007/100) Г— (0,545 Г— 154 Г— 6,75 + 34,13 Г— 55,75 + 29,11 Г— 37,5) Г— 30 = 0,75 кВт. p> де 0,545 - питома теплоємність парів тетрахлорметана, кДж/(кг Г— К);
154 - молярна маса тетрахлорметана, г/моль.
Для спрощення розрахунку всі компоненти, присутні в потоці 7, об'єднані в потік В«дихлоретанВ». Тепловий потік рідкого 1,2-дихлоретану (потік 7):
Ф 5 = 0,2069 Г— 1,289 Г— 20 = 5,334 кВт.
Розраховуємо теплоти реакцій (в кДж/моль):
В В
Теплота екзотермічних реакцій (теплота реакції утворення гексахлорбутадієн прийнята рівною теплоті реакції утворення гексахлорбензолу):
Ф 6 = [1000/(2 Г— 3600)] Г— [285,62 Г— 0,12 + 91,48 Г— 0,18 + 694,98 Г— 7,19 + 394 , 81 Г— 3,11 + + 1996,3 Г— (0,14 + 0,09) + 730,2 Г— 0,079 + 484,25 Г— 0,2375 + 436,6 Г— 9,19] == [1000/(2 Г— 3600)] Г— 10919,69 = 1516,52 кВт.
Загальний прихід теплоти:
Ф прих = 17,22 + 0,97 + 8,63 + 0,75 + 5,334 + 1516,52 = 1549,424 кВт. p> Кількість речовин випаровуються в хлоратори (кг/год): тетрахлорметан - 298,54 + 1055,18 + 74,48 = 1428,2; тетрахлоретилен - 23,17 + 1971,24 = 1994,41; гексахлоретан - 346,91; гексахлорбуталдіен - 169,84; гексахлорбензол - 66,85; трихлоретилен - 16,23; трихлорметан - 21,24; 1,2-дихлоретан - 27,03 + 1397,23 = 1424,26. p> Визначаємо теплоту, расходуемую на випаровування рідких компонентів. Значення теплот випаровування компонентів по/7/(Додатки, табл. 9) теплоти випаровування гексахлорбутадієн і гексахлорбензолу прийняті рівними теплоті випаровування гексахлоретан:
Ф 7 = [1/(2 Г— 3600)] Г— [1428,2 Г— 194,7 + 1994,41 Г— 209,2 + (346,91 + 169,84 + 66,85) Г— 215,5 + + 16,23 Г— 239,3 + 21,24 Г— 248,3 + 1424 Г— 323,4] = 1164980,4/(2 Г— 3600) = 161,8 кВт
Тепловий потік продуктів реакцій (потік 9; з метою спрощення розрахунку в потік В«тетрахлоретиленВ» включені гексахлорбензол, гексахлорбутадієн, гексахлоретан, а в потік В«хлорВ» - азот, діоксид вуглецю і хлороводень):
Ф 8 = [1/(2 Г— 3600)] Г— [(4752,58 + 105,45 + 193,14 + 364,74) Г— 0,693 + 4236,54 Г— 0,656 + + (1369,59 + 3,57 + 2,53) Г— (37,21/71) + 4244,84/(30,63/36,5)] Г— 585 = [10815,55/(2 Г— 3600)] Г— Г— ; 585 = 878,76 кВт.
Приймаємо, що тепловтрати в навколишнє середовище складають 5% від загального приходу теплоти:
Ф піт = 0,05 Г— 1549,424 = 77,47 кВт.
Кількість теплоти, що відводиться охолоджуючої водою, знаходять з рівняння теплового балансу хлоратора:
Ф 9 = Ф прих - Ф 7 - Ф 8 - Ф піт = 1549,424 - 161,8 - 878,76 - 77,47 = 431,394 кВт
або 431 394 Вт
Розраховують витрата води на охолодження зовнішньої стінки хлоратора. Приймають початкову температуру води t H = 20 В° С і вважають, що в процесі теплообміну температура підвищилася на 20 В° С, тоді витрата води складе:
m B = Ф 9 /(с В Г— О”t Г— О·) = 431394/(4187 Г— 20 Г— 0,9 ) = 5,7239 кг/с.
ВИСНОВОК
1. Вивчено способи і технології отримання тетрахлорметана і тетрахлоретилену, області їх застосування, використовувана реакційна апаратура й розглянуті матеріали, які доцільно використовувати в процесах хлорування.
...
