Реакции восстановления
Расчет расходных коэффициентов
Расчет практического материального баланса
Рассчитаем приходную часть теплового баланса
Рассчитаем расходную часть теплового баланса
Определим теплоты сгорания веществ находящихся в газообразном состоянии по уравнению Коновалова
Определим теплоты сгорания веществ находящихся в жидком состоянии по уравнению Караша
Определение теплоты образования веществ при стандартных условиях в газообразном состоянии по энергиям связи
Определении порядка реакции и энергии активации
Сравнительный расчет идеальных реакторов различного типа
Рассчитаем объем РИВ
Расчет в произвольной системе реакторов идеального смешения и идеального вытеснения
Для получения 1 т циклогексанона необходимо взять 857,14 кг циклогексана и 326,53 кг кислорода
Навигация
Расчет в произвольной системе реакторов идеального смешения и идеального вытеснения
Синтез циклогексанона
38120
знаков
23
таблицы
11
изображений
8.3 Расчет в произвольной системе реакторов идеального смешения и идеального вытеснения
Реакторы идеального смешения периодического действия РИСП и РИВ относятся к интегральным реакторам, а РИС-Н к дифференциальным.
В интегральных идет непрерывное изменение параметров по длине реактора или по времени.
В дифференциальных реакторах происходит скачкообразное изменение параметров по объему реактора, а параметры по времени остаются постоянными.
Последовательное соединение РИВ используется для повышения интенсивности процесса и повышения производительности.
Эти расчеты можно использовать для расчета размеров реакторов.
Параллельное соединение РИВ используют для увеличения мощности производства. Важным условием параллельной схемы является одинаковый состав реакционной массы в потоках.
Задание: Определить производительность по продукту реакции при заданной схеме соединения реакторов РИС-Н, РИВ. Установить какая из схем соединений является наиболее эффективной.
Дано:
Таблица 21. Исходные данные
| 1 | GА,0 кмоль/с | 0,0012 |
| 2 | Константа скорости К, с-1 | 0,0018 |
| 3 | СА,0 кмоль/м3 | 2,3 |
| 4 | СВ,0 кмоль/м3 | 1,5 |
| 5 | V1РИВ, м3 | 2,5 |
| 6 | V2РИС-Н, м3 | 4 |
| 7 | Уравнение реакции | А+2В=С |
Рассмотрим параллельную схему соединения РИС-Н и РИВ
|
|
|
|
|
|
Материальный баланс для РИС-Н имеет вид:
Это уравнение по реагенту А запишется в виде:
Текущая концентрация реагента В с учетом стехиометрии равна:
СВ=СВ,0 – 2(СА,0 – СА,1)
Т.к. СА,1=СА =>
Выразим из полученного уравнения G0,1 через реагент А:
Т.к. время пребывания реагента А в РИС-Н равно:
Время пребывания в РИВ рассчитываем по уравнению:
После интегрирования данного уравнения получаем:
Выразим отсюда G0,2:
G1=G0,1+G0,2
(1)
Подставим это значение в уравнение (1) и выразим СА:
Отсюда СА=1,550000000001 или 1,55 
Производительность по веществу С.
Рассмотрим последовательное соединение РИС-Н и РИВ
|
|
|
|
|
Запишем уравнение материального баланса для РИС-Н:
Так как СВ=СВ,0 – 2(СА,0 – СА,1)
где СА,1 – концентрация на выходе из первого реактора.
Время пребывания в РИС-Н равно
Найдем из этого выражения СА,1
СА,1=1,567
Время пребывания в РИВ рассчитываем по уравнению:
Проинтегрировав получим:
где СВ,1=СВ,0 – 2(СА,0 – СА,1)= 0,034
Отсюда находим СА,2= 1,5500000000001 или 1,55
СВ,1=СВ,0 – 2(СА,0 – СА,1)= 0,034
Производительность:
Вывод: при анализе различных схем соединения реакторов видно что максимальная производительность при заданных условиях получается при параллельном соединении РИВ и РИС-Н.
IХ. Технологическая схема синтеза и ее описание
Рис. 9. Схема производства циклогексанона:
1 – насос; 2 – циркуляционная газодувка; 3 – фильтр; 4, 5 – подогреватели; 6 – испаритель; 7 – перегреватель паров; 8 – контактный аппарат; 9 – топка; 10 – конденсатор; 11 – гидравлический затвор; 12 – сепаратор; 13 – воздуходувка; Д.В. – дроссельный вентиль.
Контактный аппарат для производства циклогексанона:
1 – контактные трубки; 2 – корпус; 3 – футеровка; 4 – экранирующие перегородки; 5 – сальник; 6 – термопара.
Циклогексанол-ректификат (99,9%-ный) под обычным давлением азота 0,1-0,15 ат. нагревается через фильтр 3 в подогреватель 4 типа «труба в трубе», где нагревается до 100-1100 С. Далее в испарительно-перегревательной системе, состоящей из трубчатых аппаратов 5, 6, 7, происходит испарение циклогексанола и перегрев его паров до 430-4500 С. Перегретые пары циклогексанола поступают в трубы контактного аппарата 8, заполненные катализатором (Z-образные пластинки толщиной 0,2-0,4 мм). По выходе из контактного аппарата продукты реакции поступают в конденсатор 10 и далее – в сепаратор 12, где конденсат (циклогексанон-сырец) отделяется от водорода.
Циклогексанон-сырец имеет примерно следующий состав (в %):
Циклогексанон 80-81 Продукты уплотнения 1-1,1
Циклогексанол 17-18 Вода 0,2-0,3
Циклогексен 0,5-0,6
Циклогексанон-сырец подвергают ректификации, а водород очищают в угольном адсорбере (на схеме не показан) от паров органических веществ и используют для гидрирования фенола в циклогексанол.
Для обогрева контактной системы в нижней части топки 9 сжигают газ (метан), при горении которого развивается высокая температура.
Практически температура в топке не превышает 1000-11000 С. Однако при такой температуре возможен перегрев катализатора и разложение продуктов реакции. Поэтому в верхней части топки топочные газы смешивают с газами, возвращаемыми из борова печи, с таким расчетом, чтобы температура газа была выше 500-5500 С. Газ, имеющий такую температуру, проходит в межтрубном пространстве контактного аппарата прямотоком к парам циклогексанола, движущимся по трубкам с катализатором. Противоток в данном случае недопустим, так как при этом наиболее горячие топочные газы соприкасались бы с парами образовавшегося циклогексанона, вызывая его разложение. Особенностью конструкции контактного аппарата (рис. 10) является наличие в его межтрубном пространстве трех концентрических экранных перегородок, благодаря которым достигается равномерный обогрев контактных трубок. Трубки привариваются к трубным решеткам; благодаря установке в нижней части аппарата специального сальникового устройства трубки при разогревании могут свободно удлиняться. Чтобы предотвратить каталитическое действие железа, которое может вызывать расщепление циклогексанола и усиленное сажеобразование, крышки и контактные трубки изнутри покрывают медью.
Топочные газы, выходящие из контактного аппарата при 430-4800 С, используются для обогрева испарительно-перегревательной системы (аппараты 5, 6 и 7 рис. 9). Далее часть топочных газов, имеющих температуру 340-3600 С, выпускают в атмосферу, а остальной газ ротационной газодувкой 2 подают на смешение с продуктами сгорания топливного газа в верхнюю часть топки 9.
При рассмотренном способе обогрева контактной системы достигается повышенный тепловой коэффициент полезного действия установки.
Выводы
1. Циклогексанон – бесцветная жидкость. Является циклическим кетоном для которого характерны реакции присоединения. Получают циклогексанон окислением циклогексана, дегидрировании циклогексанола, из анилина через циклогексиламин. Но ввиду меньшего числа стадий и потребности в дополнительных реагентах заслуживает предпочтение метод получения циклогексанона окислением циклогексана.
Похожие работы
... 80-81 Продукты уплотнения 1 - 1,1 Циклогексанол 17--18 Циклогексен 0,5-0,6Вода 0,2-0,3 Рисунок 1. Технологическая схема процесса получения циклогексанона дегидрированием циклогексанола: 1 - ротационная газодувка; 2 - насос; 3 - фильтр; 4 - подогреватель; 5, 6 - испарители; 7 - перегреватель; 8 - контактный аппарат; 9 - тонка; 10 - воздуходувка; 11 - конденсатор; 12 - сепаратор. ...
... и электротехнической промышленности, в производстве дезинфицирующих средств, в пищевой и химико-фармацевтической промышленности, в получении лаков и эмалей, растворителей, самоотверждающихся составов. 1.3. Синтез адипиновой кислоты В 5-литровую круглодонную колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и делительной воронкой емк. В 1л, помещают 2100г (16,6мол) 50%-ной азотной ...
... кристаллы отсасывают, промывают небольшим количеством ледяной воды и сушат при 110оС. Соли можно перекристаллизовывать из воды. NH3 + HReO4 = NH4ReO4 [12] По этой методике был проведен синтез перрената аммония. К 7 мл. концентрированной рениевой кислоты прилили 11 мл. раствора аммиака. В качестве индикатора использовался метилрот ( pH 6.2 - 6.4 ). Белый осадок перрената аммония ...
... из нафты (температура кипения 80 – 160оС) высокооктановых бензинов и ароматических соединений, которые экстрагируют из бензинов и используют в качестве сырья для гидрокрекинга или для органического синтеза. Процесс проводят в интервале 380 – 520оС при давлении 10 – 40 атм на гетерогенных бифункциональных катализаторах – металлических и кислотных – Pt на промотированном Cl– или F– оксиде алюминия ...
0 комментариев