tify"> М - молекулярна маса.
Питомі теплоємності:
З пропілен=63,89 Дж/(моль? К);
З пропан=73,51 Дж/(моль? К);
З аміак=35,65 Дж/(моль? К);
З кисень=29,37 Дж/(моль? К);
З акрилонитрил=72,398 Дж/(моль? К);
З ацетонітрил=52,208 Дж/(моль? К);
З HCN=35,864 Дж/(моль? К);
Прихід теплоти:
- прихід теплоти з пропілен-пропанового фракцією:
М фр =? 42.07
G фр=0,124 кмоль/с
Ф 1 =? 723? 0,124=5757,71 кВт
- прихід теплоти з аміаком
G=0,0688 кмоль/с
Ф 2 =? 723? 0,0688=1764,46 кВт
- прихід теплоти з киснем
G== 0,1143 кмоль/с
Ф 3 =? 723? 0,1143=509,7 кВт
- прихід теплоти разом з хімічними реакціями
? Н 0298=?? Н 0298 (прод) - ?? Н 0298 (вих)
За реакцією (1)
? Н 0298=(184,9-725,475) - (20,414-46,19)=- 514,799 кДж/моль
За реакцією (2)
? Н 0298=(87,9-393,511-725,475) - (20,414-46,19)=- 1005,31 кДж/моль
За реакцією (3)
? Н 0298=(1134,7-393,511-743847-483,65) - (20,414-46,19)=
=- 791,532 кДж/моль
Ф 0== (5143799? 173,77 + 1005,31? 31,375 + 791,535? 36,2)=
=20785,23 кВт
- загальний прихід теплоти
Ф прих=Ф 0 + Ф 1 + Ф 2 + Ф 3=20785,23 + 5620,93 + 1764,46 + 509,7=28680,32 кВт
відводяться теплота
- потри теплоти в навколишнє середовище
Ф піт=0,05Ф прих=0,05? 28680,32=1434,02 кВт
- теплота відводиться із залишком фракції
G фр=0,057 кмоль/с
Ф 4 =? 723? 0,057=2646,57 кВт
- теплота відводиться із залишком аміаку
G== 0,0017 кмоль/с
Ф 5 =? 723? 0,0017=43,60 кВт
- теплота, відведена з цільовим продуктом - акрилонитрилом
G== 0,048 кмоль/с
Ф 5 =? 723? 0,048=2016,78 кВт
- теплота відводиться з побічним продуктом - ацетонітрилом
G== 0,0087 кмоль/с
Ф 5 =? 723? 0,0087=36,81 кВт
- теплота відводиться з побічним продуктом - синильною кислотою
G== 0,01 кмоль/с
Ф 5 =? 723? 0,01=22,09 кВт.
Тепловий баланс представлений в таблиці 3.
Таблиця 3 - Тепловий баланс виробництва нітрилу акрилової кислоти
ПріходкВт% ОтводкВт% Ф0-теплота реакцій; 20785,2372,13Ф4 - залишок фракціі2646,579,18Ф1-пропан-пропіленова фракція5757,7119,98Ф5 - не прореагував амміак43,600,15Ф2 - амміак1764,466,12Ф6 - акрилонітрил 2016 , 787,00Ф3- кіслород509,71,77Ф7 - ацетонітрил 36,810,13Ф8 - синильна кислота 22,090,08Фпот - тепловтрати 1434,024,98Фотв - відведена теплота22587,1278,48Всего28817,10100Всего28817,10100
2.5 Розрахунок реактора
Насипна щільність каталізатора? нас=2500 кг/м 3, щільність частинок?=4700 кг/м 3, Еквівалентний діаметр частинок d е=1 мм. Температура повітря 450 0 С. Число псевдорідинному К? =1.6. Продуктивність каталізатора 10500 т/год, при середньому часу перебування його в реакторі? 0=480 хв. Витрата повітря в робочих умовах 73893,29 м 3/ч. Живе перетин решітки 0,015, діаметр отворів 0,8 мм, товщина решітки 2 мм.
Динамічний коефіцієнт в'язкості повітря при 450 0 С:?=0,034? 10 - 3 Па? с.
Щільність повітря
? =1,293=0,488 кг/м 3;
отже,
Ar===1,946? ;
Значенню Ar=1,946? відповідає Ly кр=4?. Звідси
? кр===0,505 м/с;
Визначаємо робочу швидкість повітря:
? =К? ? ? кр=1,6? 0,505=0,808 м/с;
Знайдемо порозность зваженого шару. При К? =1,6
Ly== 1,6 3? 0,04=0,16;
За додатком при Ly=1,6? 10 - 1 і Ar=1,946? 10 4 имеем?=0,47.
Дійсна швидкість повітря у вільному перерізі шару:...
