Для упрощения расчета принимают, что на первой ступени протекает только основная (целевая) реакция конверсии этилбензола, при этом расходуется этилбензола:



где 0,31 -степень конверсии этилбензола в стирол на первой ступени дегидрирования.

Образуется:

стирола:

водорода:

В парогазовой смеси после первой ступени содержится:

стирола:



непрореагировавшего этилбензола:



Рассчитывают состав парогазовой смеси после первой ступени катализа:

Таблица 2.6. Состав парогазовой смеси после первой ступени катализа

компонент	ωi, %	mi, кг/ч	ni, кмоль/ч	xi, %
Этилбензол	22,68	24757,36	233,56	5,222
стирол	10,37	11324,56	108,89	2,434
толуол	0,46	503,34	5,47	0,122
Бензол	0,01	7,54	0,10	0,002
Вода	66,29	72359,03	4019,95	89,873
Водород	0,19	209,86	104,93	2,346
Сумма	100,00	109161,69	4472,89	100,000

---

Массовая доля стирола в контактном газе (в расчете на органические соединения):



что соответствует нормам оптимального технологического режима (30-32%).

На второй ступени дегидрирования по основной реакции реагирует этилбензола:



Образуется:

стирола: кмоль/ч или 8077,68 кг/ч;

водорода: кмоль/ч или 155,34 кг/ч.

Количество стирола на выходе из реактора дегидрирования:



Расход этилбензола по реакциям 1-4 составляет 202,89 кмоль/ч, следовательно, по реакциям 2-4 расходуется этилбензола:



По реакции 2 реагирует 60% этилбензола, что составляет:



расходуется водорода: кмоль/ч или 24,348 кг/ч;

Образуется:

толуола: кмоль/ч или 1120,008 кг/ч;

метана: кмоль/ч или 194,784 кг/ч.

Всего содержится толуола в контактном газе:



По реакции 3 реагирует 37% этилбензола, что составляет:



Образуется:

бензола: кмоль/ч или 585,546 кг/ч;

этилена: кмоль/ч или 210,196 кг/ч.

Всего содержится бензола в контактном газе:



По реакции 4 реагирует 3% этилбензола, что составляет:



Образуется:

дибензилидена: / 2 = 0,3045 кмоль/ч или 40,803 кг/ч;

метана: кмоль/ч или 9,744 кг/ч.

Образовавшийся при дегидрировании этилен разлагается по реакции:

С₂Н₄ = СН₄

---

+ С (5).

При степени разложения этилена 0,95 его расход составит:



Остается этилена в контактном газе:



Образуется:

метана: кмоль/ч или 114,112 кг/ч;

углерода: кмоль/ч или 85,584 кг/ч.

Образовавшийся углерод конвертируют водяным паром по реакции:

С + Н₂О = СО + Н₂ (6).

Расходуется водяного пара: кмоль/ч или 128,376 кг/ч;

Образуется:

оксида углерода: кмоль/ч или 199,696 кг/ч;

водорода: кмоль/ч или 14,264 кг/ч.

Всего образуется метана по реакциям 2, 4, 5:



Метан конвертируют водяным паром по реакции:

СН₄ + Н₂О = СО + 3Н₂ (7).

При степени конверсии метана 0,8 расходуется:

метана:

водяного пара: кмоль/ч или 286,776 кг/ч;

Образуется:

оксида углерода: кмоль/ч или 446,096 кг/ч;

водорода: 3 = 47,796 кмоль/ч или 95,592 кг/ч.

Остается метана в контактном газе:



Всего образуется оксида углерода по реакциям 6 и 7:



Оксид углерода конвертируют водяным паром по реакции:

СО + Н₂О = СО₂ + Н₂ (8).

При степени конверсии оксида углерода 0,99 расходуется:

оксида углерода:

водяного пара: кмоль/ч или 410,994 кг/ч;

Образуется:

диоксида углерода: кмоль/ч или 1004,652 кг/ч;

водорода: кмоль/ч или 45,666 кг/ч.

Остается оксида углерода в контактном газе:

---

Общий расход водяного пара по реакциям 6-8:



Остается водяного пара в контактном газе:



Образуется водорода по реакциям 1, 6-8:



Расходуется водорода по реакции 2: кмоль/ч или 24,348 кг/ч.

Остается водорода в контактном газе:



Рассчитывают состав контактного газа на выходе из реактора дегидрирования (поток 7):

Таблица 7 - Состав контактного газа на выходе из реактора дегидрирования

компонент	ωi, %	mi, кг/ч	ni, кмоль/ч	xi, %
Этилбензол	13,170	14373,600	135,600	2,950
Стирол	17,777	19402,240	186,560	4,058
Толуол	1,487	1623,248	17,644	0,384
Бензол	0,537	586,326	7,517	0,164
Этилен	0,010	10,500	0,375	0,008
Метан	0,058	63,728	3,983	0,087
Диоксид углерода	0,921	1004,652	22,833	0,497
Оксид углерода	0,006	6,468	0,231	0,005
Вода	65,542	71532,954	3974,053	86,443
Водород	0,455	496,374	248,187	5,399
Дибензилиден	0,037	40,803	0,305	0,007
Сумма	100,000	109140,893	4597,288	100,000

---

Материальный баланс сводим в таблицу 8.

Таблица 8 - Материальный баланс реактора дегидрирования

Приход	кмоль/ч	кг/ч	Расход	кмоль/ч	кг/ч
Свежий этилбензол, в т.ч.:	21549,92	203,33	Продуктовая смесь:	109161,68	4597,29
Этилбензол	21542,38	203,23	Этилбензол	14373,60	135,60
Бензол	7,54	0,10	Стирол	19402,24	186,56
			Толуол	1623,25	17,64
Возвратный этилбензол:	15252,72	144,69	Бензол	586,33	7,52
Этилбензол	14337,56	135,26	Этилен	10,50	0,38
Стирол	411,82	3,96	Метан	63,73	3,98
Толуол	503,34	5,47	Диоксид углерода	1004,65	22,83
			Оксид углерода	6,47	0,23
Водяной пар	72359,03	4019,95	Вода	71553,74	3974,05
			Водород	496,37	248,19
			Дибензилиден	40,80	0,30
Всего	109161,68	4367,97	Всего	109161,68	4597,29

---

Смотрите также файлы

• Контрольная работа по теме Десятичные дроби.doc

• На бланке организации.docx

• измерение длины тела взрослого человека стоя.docx

• Курсовая работа особенности рыночной экономики Китайской Народной Республики Студент 2 курса группы 04. 1116.docx

• Методы и средства проектирования информационных систем и технологий.docx