ни бензолу при температурі 90 ° С, тобто процес ведуть при кипінні реакційної маси. Технічна характеристика алкілатора наводиться в таблиці 5.
Таблиця 5
Технічна характеристика алкілатора
Діаметр сталевого обичайки, мм 2400Полная місткість, м350Толщіна стінки обичайки, мм14Полезная місткість, м336Толщіна футеровки, мм80Проізводітельность по етилбензолу в розрахунку на 1м3 алкілатора, кг/ч180Висота циліндричної частини, мм11800Висота загальна, мм15000
Кількість апаратів для забезпечення заданої продуктивності, шт:
У технологічній установці алкілатори з'єднуються паралельно.
5. Тепловий розрахунок
Вихідні дані:
Температура на вході в алкілатор t1=20 ° С, температура на виході з алкілатора t1=90 ° С. Мета теплового розрахунку - визначення кількості випарувався бензолу в алкілаторе. Рівняння теплового балансу в загальному вигляді:
де Ф1, Ф2, Ф3, Ф5, Ф6, Ф7 - теплові потоки етиленової фракції, рідкого бензолу, діетілбензола, відхідних газів, алкилата і парів бензолу відповідно, кВт; Ф4 - теплота екзотермічніреакцій, кВт; Ф8 - витрата теплоти на випаровування бензолу, кВт; Фпот - тепловтрати в навколишнє середовище, кВт.
Для визначення значень Ф1 і Ф5 розраховують середні молярні теплоємності етиленової фракції при температурі 293К і відхідних газів при температурі 363К. Коефіцієнти рівняння теплоємності наводяться в довідковій літературі. Результати розрахунку середніх молярних теплоємність представлені в таблиці 6.
Таблиця 6
Розрахунок середніх молярних теплоємність
Компонентxi,% ci, Дж/(моль * К) C=cixi/100, Дж/(моль * К) етиленовими фракцияCH416.235.795.798C2H20.343.930.015C2H455.343.8224.232C2H616.752.708.801C3H6663.893.833H21.428.830.404N2329.100.873O20.429.360.117CO0.729.150.204Сумма:100.00-С1 =44.277Отходящіе газыCH441.83335.80614,2316C2H41.42850.4320,8311C2H643.12461.30727,787H23.61528.840,9681N27.74729.422,9642O21.03329.830,5841CO1.18029.5490,4462Сумма:100.00-С2 =46.115
Тепловий потік етиленової фракції:
Тепловий потік відхідних газів:
Тепловий потік технічного бензолу:
де - Питома молярна теплоємність рідкого бензолу при t1=20 ° С.
Тепловий потік діетілбензола:
де - Питома молярна теплоємність діетілбензола при t1=20 ° С.
Для визначення величини Ф4 розраховуються теплоти реакцій, результат розрахунку наведений у таблиці 7.
Таблиця 7
Розрахунок теплоти екзотермічних реакцій (в розмірності кДж/моль)
Реакція C6H6 + C2H4=C6H5-C2H5=- 12,48-49,03-52,30=- 113.81C6H4- (C2H5) 2 + C6H6=2 C6H5-C2H5=- 2 * 12 , 48 + 72,35-49,03=- 1.64C6H6 + 2 C2H4=C6H4- (C2H5) 2=- 72,35-49,03-2? 52,30=- 225.98C6H6 + 3C2H4=C6H3- (C2H5 ) 3=- 122,63-49,03-3 * 52,30=- 328.56C6H6 + 4C2H4=C6H2- (C2H5) 4=- 174,54-49,03-4 * 52,30=- 432.77C6H6 + C3H6=C6H5-C3H7=- 41,24-49,03-20,41=- 110.682C6H6 + C2H2=(C6H5) 2C2H4=297,31-2 * 49,03-226,75=- 27.52C6H6 + CO= (C6H5) 2-CHOH=- 46,17-2 * 49,03 + 110,53=- 33.7
Розрахунок кількості теплоти, виділеної в екзотермічних реакціях, кВт:
Загальний прихід теплоти:
Для визначення теплового потоку алкилата розраховують його середню молярну теплоємність при температурі 363К. Результати розрахунків наведені в таблиці 8.
Таблиця 8
Розрахунок середньої молярної теплоємності алкилата
Компонентxi,% Ci, Дж/(моль? К) С=Ci? xi/100, Дж/(моль?К)C6H664.323152.0797.816C6H5-C2H523.869186.5644.530C6H4-(C2H5)26.004369.0622.158C6H3-(C2H5)31.152464.465.351C6H2-(C2H5)40.843559.864.720C6H5-C3H73.408321.3610.952C2H4-(C6H5)20.170415.940.707AlCl30.19094.480.180Сумма100.00-С3=187.286
Величини вмісту компонентів у Алкілат переносяться в таблицю 8 з таблиці 3. У зв'язку з дуже малими значеннями вмісту для дифенілкарбінолу і гідроксиду алюмінію в даному і наступних розрахунках їх не враховують. Для бензолу і хлориду алюмінію питомі молярні теплоємності розраховуються за відповідним рівнянням;
для інших сполук через відсутність даних за коефіцієнтами рівнянь значення питомих молярних теплоємність беруться стандартними, тобто при температурі 298К.
Тепловий потік рідкого алкилата, кВт:
Тепловий потік пари бензолу:
де - Питома молярна теплоємність пароподібного бензолу при 363К, визначається по рівнянню теплоємності.
Витрата теплоти на випаровування бензолу:
де - молярна маса бензолу (78 кг/кмоль);- Питома теплота випа...
