Проектирование цеха по производству стирола

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Ноября 2011 в 10:10, дипломная работа

Краткое описание

Нефтедобывающая отрасль – это локомотив казахстанской экономики, она имеет более чем вековую историю зарождения и становления.
В отличие от многих стран Казахстан для развития многих отраслей нефтехимической промышленности располагает собственной сырьевой базой, включая природные и попутные газы, газообразные и жидкие углеводороды, получаемые при разгонке, крекинге нефти, каталитическом риформинге и т.д.

Скачать целиком (336.58 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Содержимое работы - 1 файл

Дипломнаяя работа Проектирование цеха по производству стирола..doc

— 1.08 Мб (Скачать файл)

     - до смешения (t=655 °С): hп' =3821,0 кДж/кг;

     - после смешения (t=610С): hn"=3720,4 кДж/кг 

     Определяют расход водяного пара в узел смешения (поток 5): 

     тп (3821,03720,4) =85374*(1746,6-1587,4),

     тп = 135105 кг/ч. 

Таблица 9

     Расчет средней энтальпии парогазовой смеси 

Компонент wi Т=550+273=823 К Т=610+273=883 К
hi, кДж/кг wihi/100, кДж/кг hi, кДж/кг wihi/100, кДж/кг
Этилбензол 84,16 1294,2 1089,2 1458 1227,1
C6H5-C2H5          
 

продолжение таблицы 9 

Компонент wi Т=550+273=823 К Т=610+273=883 К
hi, кДж/кг wihi/100, кДж/кг hi, кДж/кг wihi/100, кДж/кг
Стирол 0,733 1223,3 9 1375,8 10,1
C6H5-C2H3          
Толуол 2,194 1224,3 26,9 1381,2 30,3
C6H5-CH3
Бензол C6H6 0,05 — — — —
Вода  Н2O 12,86 3594,5 462,3 3725,8 479,1
Всего 100 — 1587,4 — 1746,6

 

     Количество водяного пара на входе в реактор дегидрирования: 

     135105+10979 = 145084 кг/ч 

     Массовое отношение водяной пар: этилбензол: 

     145084/71855=2,03,  

что соответствует оптимальному технологическому режиму.

     Суммируя содержание компонентов в потоках 4 и 5, определяют состав парогазовой смеси на входе в реактор дегидрирования - поток 6 (таблица10).

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

     677,877*0,3 = 203,363 кмоль/ч или 203,363*106=21556 кг/ч, 

     где 0,3 - степень конверсии этилбензола в стирол на первой ступени дегидрирования. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 10

     Состав парогазовой смеси на входе в реактор

      
Компонент       mτ кг/ч       wi, %       nτ, кмоль/ч       Хi %
Этилбензол       71855       32,59       677,877       7,69
C6H5-C2H5                                
Стирол       624       0,28       6       0,068
C6H5-C2H3                                
Толуол       1873       0,85       20,359       0,231
C6H5-CH3                                
Бензол       43       0,02       0,551       0,006
C6H6                                
Вода Н2O       146084       66,26       8115,778       92,01
Всего       220479       100       8820,565       100
       

     Образуется:

     - стирола: 203,363 кмоль/ч или 21150 кг/ч;

     - водорода: 203,363 кмоль/ч или 407 кг/ч

     В парогазовой смеси после первой ступени содержится:

  • стирола: 6+203,363 = 209,363 кмоль/ч или 21774 кг/ч;
  • непрореагировавшего этилбензола:
  • 677,877-203,363 = 474,514 кмоль/ч или 50298 кг/ч.
 

     Рассчитывают состав парогазовой смеси после первой ступени катализа и сводят в таблицу 11. 

Таблица 11

     Состав парогазовой смеси после первой ступени 

    Компонент
    mτ кг/ч
       wi,       nτ, кмоль/ч       Хi %
Этилбензол
    50298
    22,813
       474,509       5,258
C6H5-C2H5                                
Стирол
    21774
       9,88       209,365       2,32
C6H5-C2H3                                
Толуол
    1873
       0,85       20,359       0,226
C6H5-CH3                                
Бензол       43       0,02       0,551       —
C6H6                                
Вода  Н2O
    146084
         66,26       8115,778       89,935
Водород H2       407         0,185       203,5       2,255

       

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

     21774*100/(50298+21774+1873+43) = 29%, 

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

     На второй ступени дегидрирования по реакции (32) реагирует этилбензола: 

     365,687-203,363 = 162,324 кмоль/ч или 17206 кг/ч; 

     Oбразуется:

  • стирола: 162,324 кмоль/ч или 16882 кг/ч;
  • водорода: 162,324 кмоль/ч или 325 кг/ч
 

     Количество стирола на выходе из реактора дегидрирования: 

     209,365+162,324 = 371,689 кмоль/ч или 38656 кг/ч 

     Расход   этилбензола   по   реакциям   (31-35) составляет   406,319   кмоль/ч, следовательно, по реакциям (32-35) расходуется этилбензола: 

     406,319-162,324 = 40,632 кмоль/ч или 4307 кг/ч 

     По реакции (31)реагирует 60% этилбензола, что составляет: 

     40,632*0,6 = 24,379 кмоль/ч или 2584 кг/ч; 

     расходуется водорода: 24,379 кмоль/ч или 49 кг/ч;  

     Образуется:

     - толуола: 24,379 кмоль/ч или 2243 кг/ч;

     - метана: 24,379 кмоль/ч или 390 кг/ч

     Всего содержится толуола в контактном газе: 

     24,379+20,359 = 44,738 кмоль/ч или 4116 кг/ч 

     По реакции 32 реагирует 37% этилбензола, что составляет: 40,632*0,37 = 15,034 кмоль/ч или 1594 кг/ч; 

     Oбразуется:

  • бензола: 15,034 кмоль/ч или 1172 кг/ч;
  • этилена: 15,034 кмоль/ч или 421 кг/ч

     Всего содержится бензола в контактном газе: 

     15,034+0,551 = 15,585 кмоль/ч или 1216 кг/ч 

     По реакции (33) реагирует 3% этилбензола, что составляет:

     40,632*0,03 = 1,219 кмоль/ч или 95 кг/ч 

     Образуется:

  • дибензилидена: 1,219/2=0,610 кмоль/ч или 110 кг/ч;
  • метана: 1,219 кмоль/ч или 20 кг/ч

     Образовавшийся при дегидрировании этилен разлагается по реакции: 

      С2H4  CH4 + C                                                        (38) 

     При степени разложения этилена 0,95 его расход составит: 

     15,034*0,95 = 14,282 кмоль/ч или 400 кг/ч 

     Остается этилена в контактном газе: 

     15,034-14,282 = 0,752 кмоль/ч или 21 кг/ч; 

     Oбразуется:

     - метана: 14,282 кмоль/ч или 229 кг/ч;

     - углерода: 14,282 кмоль/ч или 171 кг/ч

     Образовавшийся углерод конвертируют водяным паром по реакции: 

     С + Н2О ↔ СО+Н2                                                                                      (39) 

     Расходуется водяного пара: 14,282 кмоль/ч или 229 кг/ч; образуется:

     - оксида углерода: 14,282 кмоль/ч или 400 кг/ч;

  • водорода: 14,282 кмоль/ч или 29 кг/ч

     Всего образуется метана по реакциям:  

     24,379+1,219+14,282 = 39,880 кмоль/ч или 638 кг/ч 

     Метан конвертируют водяным паром по реакции: 

     СН4 + Н2О ↔ СО+ 3Н2                                                                                (40) 

     При степени конверсии метана 0,8 расходуется:

     - метана: 39,880*0,8 = 31,904 кмоль/ч или 510 кг/ч;

  • водяного пара: 31,9041 кмоль/ч или 574 кг/ч;

     Oбразуется:

  • оксида углерода: 31,904 кмоль/ч или 839 кг/ч;
  • водорода: 3*31,904 = 95,712 кмоль/ч или 191 кг/ч

     Остается метана в контактном газе: 

     39,880-31,904 = 7,976 кмоль/ч или 128 кг/ч

     Всего образуется оксида углерода по реакциям 6 и 7:  

     14,282+31,904 = 46,186 кмоль/ч или 1293 кг/ч 

     Оксид углерода конвертируют водяным паром по реакции: 

Информация о работе Проектирование цеха по производству стирола