|
ПРИХОД
|
РАСХОД
|
С6Сl6
C6Н3Сl
С6Н6
Cl2
HCl
C6H6примесь
|
5392.45
1997.25
110.05
105.13
|
69.13
28.17
|
1250
31.5
4875+161.77потери
93.75
978.68
110.05
105.13
|
4.39
0.17
62.5+2.07потери
1.32
26.85
|
|
Σ = 7604.88
|
Σ = 7605.63
|
|
|
|
|
|
Mr (C6Сl6) =12*6+35.45*6=284.7
кг/кмоль
Mr (C6H3Сl3) =12*6+1*3+35.45*3=181.35 кг/кмоль
Mr (C6H6) =12*6_1*6с=
78 кг/кмоль
Mr ( (Cl2) = 35.45*2 = 70.9 кг/кмоль
Mr (HCl) =1+35.45 = 36.45 кг/кмоль
1. Производительность установки
= 30 т/сут
m (C6Сl6) = 30 *
1000/24 = 1250 кг/ч
w (C6Сl6) =
1250|284/7 = 4.39 кмоль/ч
2. Состав реакционной смеси:
трихлорбензол
1250 - 20%
х - 0.5%
х = m (C6H3Сl3) = 1250 * 0.5/20 = 31.25 кг/ч
w (C6H3Сl3) = 31.25/181.35 = 0.17 кмоль/ч
не прореагировавший бензол
1250 - 20%
х - 78%
х = mнепр
(C6H6) =
1250 * 78/20 = 4875 кг/ч
wнепр
(C6H6) =
4875/78 = 62.5 кмоль/ч
не прореагировавший хлор
1250 - 20%
х - 0.5%
х = mнепр
(Cl2) = 1250 * 1.5/20 = 93.75 кг/ч
wнепр
(Cl2) = 93.75/70.9 = 1.32 кмоль/ч
3. Найдем массу и количество
прореагировавшего бензола:
wпрор
(C6H6) = w1 (C6H6) + w2 (C6H6),
где w1
(C6H6) -
количество бензола пошедшего на целевую реакцию;
w2
(C6H6) -
количество бензола пошедшего на образование трихлорбензола.
w1
(C6H6) = w (C6Сl6)
= 4.39 кмоь/ч
w2
(C6H6) = w (C6H3Сl3) = 0.17 кмоль/ч
wпрор
(C6H6) = 4.39+0.17
= 4.56 кмоль/ч
4. Найдем общее количество и
массу бензола, с учетом не прореагировавшего:
wобщ
(C6H6) = wпрор (C6H6) + wнепрор (C6H6) = 67.06
кмоль/ч
mобщ
(C6H6) =
67.06 * 78 = 5230.68 кг/ч
5. Найдем массу потерь,
количество и массу вступившего в реакцию бензола, учитывая потери:
5220.68 - 97%
х - 100%
х = mвсего
(C6H6)
= 5230.68 * 100/97 = 5392.45 кг/ч
mпотерь
(C6H6)
= 5392.45 - 5230.68 = 161.77 кг/ч
wпотерь
(C6H6) =
161.77/78 = 2.07 кмоль/ч
wвсего
чист (C6H6)
= 5392.45/78 = 69.13 кмоль/ч
6. Найдем массу примесей бензола:
5392.45 - 98%
х - 2%
х = mприм
(C6H6)
= 5392.45 * 2/98 = 110.05 кг/ч
7. Найдем количество хлора, прошедшего
на обе реакции:
w (Cl2) = w1 (Cl2) + w2 (Cl2),
где w1
(Cl2) - количество хлора, пошедшего на
образование гексахлорбензола, w2 (Cl2) - количество хлора на обр-е трихлорбензола.
w1
(Cl2) = 6 * w1
(Cl2) = 26.34 кмоль/ч,
wпрор
(Cl2) = 26.34 + 0.51 = 26.85 кмоль/ч
8. Найдем количество и массу
чистого, вступившего в реакцию, учитывая не прореагировавший:
wвсего
чист (Cl2) = wпрор
(Cl2) + wнепр
(Cl2) = 26.85 + 1.32 = 28.17 кмоль/ч
m
всего чист (Cl2) = 28.17 * 70.9 = 1997.25
кг/ч
9. Найдем массу примесей хлора:
1997.5 - 95%, х - 5%
х = mприм
(Cl2) 1997.5 * 5/95 = 105.13 кг/ч
10. Найдем количество хлороводорода,
полученного в общих реакциях:
w (НCl) = w1 (НCl) + w2 (НCl),
где w1
(НCl) кол-во НCl полученного в
первой реакции; w2 (НCl)
– кол-во НCl полученного во второй реакции.
w1
(НCl) = 6 * w (С6Cl6) = 4.39 * 6 = 26.34 кмоль/ч
w2
(НCl) = 3 * w (C6H3Сl3) = 3 * 0.17 = 0.51 кмоль/ч
w (НCl) = 26.34 + 0.51 = 26.85 кмоль/ч
m (НCl) = 26.85 * 36.45 = 978.68 кг/ч
Пропускная способность установки:
7604,88 кг/ч
Конверсия или степень
превращения бензола =M (C6H6) подано - M (C6H6) непрореагировало
/ M (C6H6) подано * 100%= 5392,45-5036,77 /5392,45 * 100%
= 6,5%
Теоретические расходные
коэффициенты по С6Н6:
sтС6Н6 = Mr (C6H6) / Mr (C6Cl6)
= 78/284,7 = 0,274 кг/кг;
по Cl2:
sт
Cl2 = Mr (Cl2) /
Mr (C6Cl6) = 70,9/ 284,4 = 0,249 кг/кг.
Фактические расходные
коэффициенты:
по С6Н6:
sфС6Н6
= m (C6H6) / m (C6Cl6) = 5392,45/1250 = 4,402 т/т;
по Cl2:
sфHCl = m (Cl2) / m (C6Cl6)
= 1997,25/1250 = 1,682 т/т.
Выход на поданное сырье:
Фактический выход C6Cl6:
QФ
= m (C6Cl6) = 1250 кг;
Теоретический выход C6Cl6:
Mr (С6Н6)
¾ Mr (C6Cl6),
78 ¾ 284,7,m
(С6Н6) ¾ QТ; 5392,45 ¾ QТ;
QТ
= (5392,45 * 284,7) / 78 = 19682,44 кг;
Выход C6Сl6 по бензолу:
bС6Cl6 = QФ /
QТ * 100% = 1250/19682,44 кг *
100% = 6,35%
5. Теоретический выход C6Cl6,
рассматриваемый, исходя из кол - ва превращенного С6Н6:
78 - 284.7
mпревр
(С6Н6) - Qт'
Qт'
= (5392.45 - (4875 - 161.77)) * 284.7/78 = 1161.43 кг
Выход C6Cl6 на превращенный С6Н6:
β' C6Н6
= QФ / QТ
* 100% = 1250/1161.43 *100% = 107,63%
1. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического
синтеза. Изд.2-е, пер.М., "Химия", 2005, 736 с.
2. Юкельсон И.И. Технология основного органического синтеза. М.:
"Химия", 2008, 846 с.
3. Общая химическая технология /
Под ред. А.Г.
Амелина. М.: "Химия", 2007, 400 с.
4. Расчеты химико-технологических процессов / Под ред. И.П. Мухленова. Л.:
Химия, 2008, 300 с.