Алкилирование фенола тримерами пропилена (производительность 125000 т. в год алкил фенола)

Определим расход охлаждающей воды из следующего уравнения

Gводы =

где:

Gалкилат - количество образовавшегося алкилата, кмоль;

Сралкилат - удельная теплоемкость алкилата, кДж/кг·К;

t1н, t1к - температура на входе и выходе из реактора, 0С.

Gводы =

Qводы = 6,67 • 4,190 • (38 - 18) =558,94 кВт

Определим количество теплоты, поступающей с алкилатом

Q5 = G5 • Ср5 • t5

где:

G5 - количество поступающего алкилата, кмоль;

Ср5 - удельная теплоемкость алкилата, кДж/кг·К;

t - температура алкилата, 0С. Q5 = 7,44 • 70 • 2,313 = 1204,61 кВт

Определим количество теплоты, выделившейся в результате экзотермических реакций

С6Н6О + С9Н18 = С15Н24О - целевая реакция образования алкилфенола; (1)

С6Н6О + 2 С9Н18 = С24Н42О - побочная реакция образования диалкилфенола. (2)

Q6 = Q1цел + Q2поб,

где:

Q1цел - количество теплоты, выделившаяся в результате экзотермической реакции (1),

Q2поб - количество теплоты, выделившаяся в результате экзотермической реакции (2).

Q1цел = G1 • ?Нр

Q2поб = G2 • ?Нр,

где:

?Нр1, ?Нр2 - изменения энтальпий в результате реакций (1) и (2), кДж/кг;

G1, G2 - количество образовавшегося алкилфенола и диалкилфенола после второго реактора (разность общего количества образовавшихся алкилфенола и диалкилфенола после двух реакторов и количества образовавшихся алкилфенола и диалкилфенола после первого реактора), кмоль.

?Нр1 = 281,56 кДж/кг

?Нр2 = 106,52 кДж/кг

G1 = 15696,55 - 8035,23 = 7661,32 кг/час = 2,12 кмоль

G2 = 2050,35 - 267,84 = 1782,51 кг/час = 0,49 кмоль

Q1цел = 2,12 • 281,56 = 596,90 кВт

Q2поб = 0,49 • 106,52 = 107,01 кВт

Q6 = 596,90 + 107,01 = 703,91 кВт

Определяем количество теплоты, уходящей с алкилатом из уравнения теплового баланса для второго реактора

Q5 + Q6 = Q7 + Q8

Q7 = Q5 + Q6 - Q8,

но для этого необходимо найти Q8 - потери в окружающую среду.

Q8 = (Q5 + Q6) • 1,1%

Q4 = (1204,61 + 703,91) • 0,011 = 20,99 кВт

Отсюда находим Q7

Q7 = 1204,61 + 703,91 - 20,99 = 1887,53 кВт

Определяем температуру реакционной смеси на выходе из второго реактора

где:

G7 - количество образовавшегося алкилата, кмоль;

Ср7 - удельная теплоемкость алкилата, кДж/кг·К.

G7 = 26784,11 кг/час = 7,44 кмоль

Определим удельную теплоемкость алкилата

Ср (фенола) = 2344,98

Ср (тримера пропилена) = 2027,3

Ср (алкилфенола) = 2450,63

Ср (диалкилфенола) = 2373,48

Состав алкилата:

фенол - 32,65 %,

тримеры пропилена - 0,60 %,

алкилфенол - 58,60 %,

диалкилфенол - 7,65 %.

Ср = У сpi·wi

Ср = 2344,98 • 0,32 + 2027,3 • 0,006 + 2450,63 • 0,58 + 2373,48 • 0,07 =

= 2364,3 = 2,364

Составляем таблицу теплового баланса для второго реактора

Таблица 7. Тепловой баланс для второго реактора

Приход	Расход
Тепловой поток	Количества тепла, кВт	Тепловой поток	Количества тепла, кВт
Q5 Q6	1204,61 703,91	Q7 Q8	1887,53 20,99
Итого	1908,52		1908,52

Литература

1. ГОСТ 2.10 5 -95.Межгосударственный стандарт. ЕСКД.Общие требования к текстовым документам. Издание официальное.

2. Межгосударственныйсовет по стандартизации, метрологии и сертификации. Минск; 2011

3. ГОСТ 2.782- 96, ГОСТ 2.783-96, ГОСТ 2.785-70, ГОСТ 2.787-71, ГОСТ 2.788-74, ГОСТ 2. 792- 74, ГОСТ 2.793-79, ГОСТ 2.794-79, ГОСТ 2.795-80, ГОСТ 2.796-95, ГОСТ 2.797-81.ЕСКД. Обозначения условные, графические в схемах. Издание официальное. Москва.; ИПК. Издательство стандартов, 2014.

4. Глухов, В.Н. Внешняя торговля России каучуком и резиной Производство и использование эластомеров. - 2014. - №2. - С.7-10.

5.Лебедев, Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: учеб. для хим.-технол. спец. вузов Н.Н.Лебедев. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 2014. - 592с.: ил.

6. Большой энциклопедический словарь. Химия под ред. И.Л.Кнунянц. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2014. - 792с.: ил.

7. Рейхсфельд, В.О. Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и СК: учеб. пособ. для хим.-технол. спец. вузов

8. В.О.Рейхсфельд, В.С.Шейн, В.И.Ермаков.- Л.: Химия, 2006. - 264с.: и

9. Голубятников, В.А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: учеб. пособ. для техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп. В.А.Голубятников, В.В.Шувалов. - М.: Химия, 2007. - 352 с.

10. Гутник, С.П. Расчеты по технологии органического синтеза С.П.Гутник, В.Е.Сосонко, В.Д.Гутман. - М.: Химия, 2010. - 272с.: ил.

11. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособ. для вузов. - 13-е изд., стереотип. К.Ф.Павлов, П.Г.Романков, А.А.Носков. - Л.: Химия, 2009. - 552с.: ил.

12. Охрана труда в химической промышленности под ред. Г.В. Маркова. - М.: Химия, 2013. - 496с.: ил.

13. Барaтов, А.Н. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. В 2-х кн. Кн.1 А.Н.Барaтов, А.Я.Корольченко, Г.Н.Кравчук. - М.: Химия, 2006. - 496c.: ил.

14. Справочник химика. Т.2. Основные свойства неорганических и органических соединений. - 3-е изд., испр. - М.: Химия, 2013. - 1071с.: ил.

Размещено на Allbest.ru