Пример 64.

Винилацетат получают из ацетилена и уксусной кис­лоты в реакторе внутренним диаметром 3,2 м с псевдоожиженным слоем катализатора (высота слоя в стационарном состоянии 3,5 м). Ацетилено-кислотная смесь (мольное соотношение ацетилен : кис­лота = 2,7 : 1) поступает с объемной скоростью 113 ч^-1; в этих условиях степень конверсии уксусной кислоты в винилацетат за один проход через реактор составляет 44%. Определить площадь по­верхности теплообмена встроенного змеевика, если тепловой эффект процесса (1378кДж на 1 кг винилацетата) снимается за счет обра­зования водяного пара в трубах змеевика. Коэффициент теплопере­дачи принять 149 Вт/(м² ·К), средний температурный напор 78 К

Решение. Уравнение реакции:

СН₃ ≡СН₂ + СН₃-СООН→ СН₂=СН-ОСО-СН₃

26 кг 60 кг 86 кг

Объем катализатора в стационарном состоянии:

0,785·3,2²·3,5 = 28,13 м³

Объемный расход ацетилено-кислотной смеси:

113·28,13=3179,2 м³/ч

Объемный расход уксусной кислоты на входе в реактор:

Производительность реактора по винилацетату:

теоретическая

фактическая

Количество теплоты, отводимой в змеевиках:

Площадь поверхности теплообмена змеевиков:

Пример 65.

На установке полимеризации бутан-бутеновой фракции в присутствии ортофосфорной кислоты перерабатывают 16000 кг сырья в час. Определить число трубчатых реакторов, если массовая скорость подачи сырья равна 0,7 ч^-1, насыпная плотность катализа­тора 950 кг/м³, внутренний диаметр трубок 86 мм, их длина 7 м, а число трубок в одном реакторе 196.

Решение. Объем катализатора, необходимого для процесса:

Вместимость трубок одного реактора:

196·0,785 (0,086)²·7 = 8 м³

Число реакторов:

24,1:8=3

Пример 66.

На установке полимеризации в присутствии ортофосфорной кислоты перерабатывают в час 17000 м³ углеводородно­го газа такого массового состава: 15% пропилена, 36% пропана, 23% бутенов, 27% бутана. Определить производительность установки по полимербензину, если степень конверсия бутенов равна 100%, а пропилена 90%.

Решение. Средняя молекулярная масса сырья:

Плотность сырья:

Массовый расход перерабатываемого сырья:

17 000·2,15 = 36550 кг/ч

Производительность установки по полимербензину (с учетом массовых долей и степени превращения олефинов):

36 550·0,15·0,9+ 36 550·0,23 = 13 341 кг/ч

Пример 67.

Производительность трубчатого реактора полимериза­ции этилена при 170МПа равна 6000кг полиэтилена в час. Реак­тор имеет диаметр 60 мм и длину 1000 м. Определить объемную скорость подачи этилена (три указанном давлении и средней тем­пературе газа 190°С), если степень конверсии этилена равна 12,5%.

Решение. Массовый расход этилена:

6000 : 0,125 = 48 000 кг/ч *

Объемный расход этилена при указанных давлении и температуре:

Объем реактора:

0,785·(0,06)²·1000 =2,83 м³

Объемная скорость подачи этилена:

38,8 : 2,83 = 13,7 ч^-1

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Лебедев Н. И. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. 3-е изд. М., Химия, 1981. 608 с.

2. Юкельсон И. И. Технология основного органического синтеза. М., Химия, 1968. 848 с.

3. Паушкин Я. М., Адельсон С. В., Вишнякова Т. П. Технология нефтехимического синтеза. М., Химия, ч. I, 1973. 444 с; ч. II, 1975. 352 с.

4. Белов П. С, Основы технологии нефтехимического синтеза. 2-е изд. М., Химия, 1982. 280 с.

5. Брацыхин Е, А., Шульгина Э. С. Технология пластических масс. 3-е изд. Л., Химия, 1982. 328 с.

6. Рейхсфельд В. О., Еркова Л. Н. Оборудование производств основного органического синтеза и синтетических каучуков. Л., Химия, 1974. 440 с.

7. Павлов К. Ф-> Ромашов П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. 3-е изд. Л., Химия, 1981. 560 с.

8. Сарданашвили А. Г., Львова А. И. Примеры и задачи по техноло­гии переработки нефти и газа. 2-е изд., М._,Химия, 1980. 255 с.

9. Справочник химика. / Под ред. Б. П. Никольского т. 1—3. Л., Химия, 1971.

10. Краткий справочник физико-химических величин. / Под ред. К. П. Мищенко и А. А. Равделя. Л., Химия, 1983. 232 с.