Создан заказ №2254898
11 сентября 2017
Выполнить проект реакторного узла для получения 1 2- дихлорэтана оксихлорированием этилена
Как заказчик описал требования к работе:
Выполнить проект реакторного узла для получения 1,2- дихлорэтана оксихлорированием этилена. Необходимо знание химии, математики, физики, подставлять значения в формулы и умение пользоваться калькулятором. В прикрепленном файле лежит задание, данные и источник примера данного задания.
Фрагмент выполненной работы:
Выполнить проект реакторного узла для получения 1,2- дихлорэтана оксихлорированием этилена. В реактор с псевдоожиженным слоем катализатора встроено теплообменное устройство в виде вертикального змеевика, в котором из кипящего под давлением 0,8 МПа конденсата образуется водяной пар. В верхней части реактора смонтирован циклон для отделения частиц катализатора, увлекаемых восходящим потоком газовой смеси. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Годовая производительность установки в расчете на 100%-ный 1,2- дихлорэтан составляет G (т) ( в таблице 1: G∙10-3 = 250 , при этом G = 250000 т) . Годовой фонд рабочего времени 8000 ч; потери 1,2- дихлорэтана на последующих стадиях 2,5%. Процесс протекает при температуре t и давлении Р. Степень конверсии этилена достигает αС2Н4, степень конверсии хлороводорода - αНСl . Температура: технического этилена – 1350С; технического хлороводорода – 1700С; воздуха – 1400С; продуктов реакции – t (из таблицы1 вариантов задания). Объемная скорость газовой смеси на входе в реактор V. Насыпная плотность катализатора 1050 кг/м , плотность частиц катализатора 1750 кг/м , средний диаметр частиц катализатора 150 мкм. Температура конденсата, поступающего из змеевика на охлаждение – 1700С; давление конденсата 0,8 МПа; расположение змеевика – вертикальное.
Рассчитать реактор оксихлорирования, площадь поверхности теплообмена змеевика и циклон для отделения частиц катализатора.
Таблица 1
Исходные данные к расчету
Параметры Значения
Состав технического этилена:
СН4, % (мол.);
С2Н4, % (мол.);
С2Н6, % (мол.)
2,5
96,0
1,5
G∙10-3, т 250
t, 0C 230
Р, МПа 0,6
Состав технического хлороводорода:
Cl2, % (мол.);
H2, % (мол.);
N2, % (мол.);
HCl, % (мол.);
C2H6, % (мол.);
C2Cl4, % (мол.);
C2H4Cl2, % (мол.)
0,2
0,47
0,74
98,16
0,24
0,1
0,09
αС2Н4, % 98,0
α HCl, % 99,5
V, ч-1 425
Решение:
. Материальный расчет
Часовая производительность установки по 100%-му 1,2-дихлорэтану:
250000∙1000/8000=31250 кг/ч.
В реакторе оксихлорирования необходимо получить 1,2-дихлорэтана (с учетом потери 2,5% дихлорэтана на последующих стадиях):
(31250∙100)/(100-2,5)=32051 кг/ч или 32051/99=323,747 кмоль/ч,
где 99 – молярная масса дихлорэтана, г/моль.
Расход этилена с учетом селективности процесса:
323,747/0,940=344,412 кмоль/ч.
В реактор оксихлорирования необходимо подать:
100%-го этилена с учетом степени конверсии:
344,412/0,98=351,441 кмоль/ч;
технического этилена:
351,441/0,96=366,084 кмоль/ч.
Состав технического этилена по компонентам (поток 1) приведен в табл. 2.
Таблица 2
Состав технического этилена
Показатель СН4
С2Н4 С2Н6
хi
2,5 96,0 1,5 100,0
ni
9,152 351,441 5,491 366,084
mi 146,4 9840,3 164,7 10151,4
wi
1,44 96,94 1,62 100,0
По целевой реакции
СН2=СН2 + 0,5О2 + 2НCl ClCH2-CH2Cl + H2O (1)
образуется:
1,2-дихлорэтана: 323,747 кмоль/ч или 32051,0 кг/ч;
водяного пара: 323,747 кмоль/ч или 5827,4 кг/ч;
расходуется:
этилена: 323,747 кмоль/ч или 9064,9 кг/ч;
хлороводорода: 2∙323,747=647,494 кмоль/ч или 23633,5 кг/ч;
кислорода: 0,5∙323,747=161,874 кмоль/ч или 5180.0 кг/ч.
Расход этилена на побочные реакции:
344,412-323,747=20,665 кмоль/ч.
По реакции
СН2=СН2 + 3О2 2СО2 + 2Н2О (2)
реагирует 63% этилена (по экспериментальным данным) от общего его расхода на побочные реакции, что составляет:
0,63∙20,665=13,019 кмоль/ч или 364,6 кг/ч.
Расходуется кислорода: 3∙13,019=39,057 кмоль/ч или 1249,8 кг/ч.
Образуется:
диоксида углерода: 2∙13,019=26,038 кмоль/ч или 1145,7 кг/ч;
водяного пара: 26,038 или 468,7 кг/ч.
По реакции
СН2=СН2 + 2О2 2СО + 2Н2О (3)
реагирует 30% этилена, что составляет:
0,3∙20,665=6,200 кмоль/ч или 173,6 кг/ч.
Расходуется кислорода: 2∙6,200=12,400 кмоль/ч или 396,8 кг/ч.
Образуется:
оксида углерода: 12,400 кмоль/ч или 347,2 кг/ч;
водяного пара: 12,400 кмоль/ч или 223,2 кг/ч.
По реакции
СН2=СН2 + 3HCl + 2О2 Cl3C-CHO + 3Н2О (4)
реагирует 4% этилена, что составляет:
0,04∙20,665=0,826 кмоль/ч или 23,1 кг/ч.
Расходуется:
хлороводорода: 3∙0,826=2,478 кмоль/ч или 90,4 кг/ч;
кислорода: 2∙0,826=1,652 кмоль/ч или 52,9 кг/ч.
Образуется:
хлораля (трихлорацетальдегида): 0,826 кмоль/ч или 121,8 кг/ч;
водяного пара: 2,478 кмоль/ч или 44,6 кг/ч.
По реакции
СН2=СН2 + 3HCl + 1,5О2 ClCН=CCl2 + 3Н2О (5)
реагирует 2,5% этилена, что составляет:
0,025∙20,665=0,517 кмоль/ч или 14,5 кг/ч.
Расходуется:
хлороводорода: 3∙0,517=1,551 кмоль/ч или 56,6 кг/ч;
кислорода: 1,5∙0,517=0,775 кмоль/ч или 24,8 кг/ч.
Образуется:
трихлорэтилена: 0,517 кмоль/ч или 68,0 кг/ч;
водяного пара: 1,551 кмоль/ч или 27,9 кг/ч.
По реакции
СН2=СН2 + 4HCl + 2О2 Cl2C=CCl2 + 4Н2О (6)
реагирует 0,5% этилена, что составляет:
0,005∙20,665=0,103 кмоль/ч или 2,9 кг/ч.
Расходуется:
хлороводорода: 4∙0,103=0,412 кмоль/ч или 15,0 кг/ч;
кислорода: 2∙0,103=0,206 кмоль/ч или 6,6 кг/ч.
Образуется:
тетрахлорэтилена: 0,103 кмоль/ч или 17,1 кг/ч;
водяного пара: 4·0,103=0,412 кмоль/ч или 7,4 кг/ч.
Расход хлороводорода по реакциям 1, 4-6:
647,494+2,478+1,551+0,412=651,935 кмоль/ч или 23795,5 кг/ч.
Селективность процесса в расчете на хлороводород:
647,494/651,935=0,993 или 99,3%.
Расход хлороводорода с учетом его степени конверсии:
651,935/0,995=655,211 кмоль/ч или 23915,2 кг/ч.
Остается хлороводорода в продуктах реакции:
655,211-651,935=3,276 кмоль/ч или 119,6 кг/ч.
Выход 1,2-дихлорэтана в расчете на поданный хлороводород:
647,494/655,211=0,988 или 98,8%.
Расход технического хлороводорода с учетом его состава:
655,211/0,9816=667,493 кмоль/ч.
Состав технического хлороводорода по компонентам (поток 2) приведен в табл...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
12 сентября 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Выполнить проект реакторного узла для получения 1 2- дихлорэтана оксихлорированием этилена.docx
2017-09-15 14:02
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Автор большой молодец.
Оперативно выполнил работу, которая была принята без каких-либо замечаний.
Спасибо
Хочешь такую же работу?
300 ₽
