1. Рассчитать материальный баланс процесса производства ацетилена из карбида кальция.

Исходные данные:

- производительность по ацетилену – 50 т/сут;

- конверсия карбида кальция – 0,7;

- конверсия воды – 0,8;

- содержание примесей в карбиде кальция – 30%;

- содержание примесей в воде – 5%.
Решение:

Уравнение реакции образования ацетилена

CaC₂+ 2H₂О⟶Ca(OH)₂+ C₂H₂↑

1. 
   Молекулярные массы компонентов:
   

Карбид кальция: CaC₂= 64, г\моль

Вода: H₂О = 18, г\моль

Гидроксид кальция: Ca(OH)₂ = 74, г\моль

Ацетилен: C₂H₂ = 26, г\моль

Проверяем соответствие баланса

М(СаС₂)+2*М(Н₂О)=М(Са(ОН)+м(С₂Н₂)

64+2*18=74+26

100=100

2. 
   Рассчитываем производительность установки
   

(кг\ч)

3. 
   Расчитываем стехиометрическое количество СаС₂ , необходимое для получения C₂H₂ массой :
   

CaC₂ + 2H₂О⟶ Ca(OH)₂ + C₂H₂↑

5128,204 (кг/час)

4. 
   Находим массу чистого CaC₂ с учетом его конвексии, которое должно находиться в техническом CaC₂:
   

Где - масса СаС₂ с учетом конверсии,

Х_Сас2 -конверсия СаС₂, выраженная в долях.

5. 
   Рассчитываем массу непревращеного остатка
   

6. 
   Найдем массу технического реагента CaC₂ с учетом его состава:
   

7. 
   Масса примесей технического реагента CaC₂ равна:
   

---

8. 
   Находим стехиометическую массу Н₂О, необходимую для получения заданного количества С₂Н₂:
   

9. 
   Находим массу чистого Н₂О с учетом его конвекции:
   

/час

10. 
    Находим массу непреращенного остатка Н₂О после оканчания процесса :
    

11. 
    Находим массу технического Н₂О с учетом его состава:
    

12. 
    Масса примесей Н₂О равна :
    

13. 
    Рассчитываем массу Са(ОН)₂
    

час

14. 
    Составляем уравнение материального баланса:
    

10465,723+3795,546=2083,333+5929,486+2197,802+721,154+313,717+189,777

14261,269=14261,269

15. 
    Составляем таблицу материального баланса:
    

Приход			Расход
Компонент	Кг/ч	% масс		Компонент	Кг/ч	% масс
Технический СаС2	10465,733			Целевой С2Н2	2083
- CaC2	7326,006			Побочный продукт Са(ОН)2	5929,486
-примеси	3139,717			Непревращенный СаС2	2197,802
Техническая вода:	3795,546			Непревращенный Н2О	721,154
- H2О	3605,768			примеси H2О	3139,717
-примеси	189,777			примеси СаС2	189,777
Итого	14261,269	100		Итого	14261,269	100

---

2. Составить материальный баланс процесса производства хлорбензола (процесс сложный необратимый параллельный). Рассчитать расходные коэффициенты по сырью, селективность процесса, выход целевого продукта.

Исходные данные:

- производительность по техническому хлорбензолу – 30 т/сут;

- содержание хлорбензола в целевом продукте – 75%;

- содержание дихлорбензола в целевом продукте – 25%;

- содержание примесей в бензоле – 16%;

- содержание примесей в хлоре – 15%;

- конверсия бензола – 0,7;

- конверсия хлора – 0,9.

Решение:

Основная реакция

C₆H₆ + Cl₂ → C₆H₅Cl + HCl (1)

Побочная реакции

C₆H₆ + 2Cl₂ → C₆H₄Cl₂ + 2HCl (2)

1. 
   Молекулярные массы компонентов:
   

Бензол: С₆Н₆= 78,

Хлорбензол: С₆Н₅Cl = 112,5,

Дихлорбензол: С₆Н₄Cl₂ = 147

Хлор: Cl₂ = 71,

Хлороводород: HCl = 36,5.

2. 
   По условию задачи производительность по техническому хлорбензолу – 30 (т/сут) или 1250 (кг/час).
   

Технический хлорбензол содержит 70% масс. хлорбензола и 30% масс. дихлорбензола.

3. 
   Определим массу каждого продукта в составе реакционной массы после протекания процесса (в техническом хлорбензоле):
   

= 1250 · 0,75 = 937,5 (кг/час)

= 1250 · 0,25 = 312,5 (кг/час)

Проверяем правильность расчета:

937,5кг/час + 312,5кг/час = 1250 кг/час

4. 
   По массе целевого продукта C₆H₅Clcогласно стехиометрии определяем расход чистых реагентов С₆Н₆ и Сl₂ на целевую реакцию:
   

78 71 112,5 36

C₆H₆ + Cl₂ → C₆H₅Cl + HCl




Помимо хлорбензола, образовался хлороводород:

5. 
   Определяем расход чистых реагентов С₆Н₆ и Сl₂ на побочную реакцию:
   

---

Помимо хлорбензола, образовался хлороводород:

6. 
   Суммируем массы каждого из реагентов, израсходованных на целевую и побочные реакции:
   

7. 
   Учитываем конверсию реагентов:
   

8. 
   Определяем непревращенный остаток для каждого из реагентов,
   

9. 
   Найдем массу технического реагента С₆Н₆ с учетом его состава:
   

Рассчитаем массу технического реагента Сl₂ с учетом его состава:

10. 
    Масса примесей технического реагента С₆Н₆и Сl₂равна:
    

11. 
    Составляем уравнение материального баланса
    

1387,42+1168,11=937,5+312,5+459,4+349,63+99,29+221,99+175,22

2555,53=2555,53

12. 
    Составляем таблицу материального баланса:
    

    Приход			Расход
    Компонент	Кг/ч	% масс	Компонент	Кг/ч	% масс
    Технический бензол:	21387,42		Технический продукт:	1250
    -С6Н6	1165,43		-Целевой С6Н5Cl	937,5
    -примеси	221,99		-Побочный С6Н4Cl2	312,5
    Непревращенный_С'>Технический хлор:	1168,89		Непревращенный С6Н6	349,63
    -Cl2	992,89		Непревращенный Сl2	99,29
    -примеси	175,22		примеси С6Н6	221,99
    			примеси Сl2	175,22
    			Хлороводород	459,4
    Итого		100	Итого		100

13. 
    Рассчитаем селективность процесса по реагентам:
    

---

Выход на подданное сырье:





Выход на превращенное сырье:





Расходные коэффициенты по сырью:

- фактические:

• 
  Теоретические
  

---

Смотрите также файлы

• В случае применения Приказа Минфина России от 04. 06.docx

• Огэ запросы. Круги Эйлера.docx

• Ортадан тепкіш насосты роторыны дисбаланс дегеніміз.doc

• 1блім. Апаратты этикет (орта таырып Саяхат) Педагогті атыжні.docx

• Рассчитайте инвестиционные затраты (). Инвестиционные затраты.docx