выполнено на сервисе Автор24

Студенческая работа на тему:

Рассчитать и составить материальный баланс получения этилбензола алкилированием бензола этиленом и тепловой баланс реактора

Решение задач Процессы и аппараты

Создан заказ №2197988

19 июня 2017

Рассчитать и составить материальный баланс получения этилбензола алкилированием бензола этиленом и тепловой баланс реактора

Как заказчик описал требования к работе:

С подробным описанием решения задачи и технологическая схема в Worde

Фрагмент выполненной работы:

Рассчитать и составить материальный баланс получения этилбензола алкилированием бензола этиленом и тепловой баланс реактора. Реакция протекает в колонне-алкилаторе, снабженной рубашкой для охлаждения и сепаратором для отделения жидкого катализаторного комплекса на основе безводного хлористого алюминия. Этан-этиленовую фракцию и осушенный бензол подают в низ колонны. При 90-100°C и атмосферном давлении протекает реакция: Абгазы, выходящие из реактора, охлаждают в обратном конденсаторе для возвращения испарившегося бензола, промывают водой и сбрасывают в атмосферу. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Реакционную массу отстаивают от катализаторного комплекса. Углеводородный слой, отбираемый из сепаратора, охлаждают, очищают от катализатора и HCl и подают на ректификацию. Исходные данные Производительность по этилену, т/cут 25 Расход бензола, т/сут - Потери этилбензола, % (масс.) 1,8 Состав технического этилена, % (об.): этилен этан 85 15 Состав бензола, % (масс.): бензол толуол 97 3 Мольное соотношение этилен : бензол 1:1,4 Температура, °C 92 Степень достижения равновесия 0,9 Зависимость константы равновесия Кр от температуры выражается уравнением: Lg Кр=5460/Т-6,56 Решение: Технологическую схему получения этилбензола из бензола (рис. 1) можно охарактеризовать следующим образом. Рис. 1 Технологическая схема производства этилбензола с использованием катализатора на основе AlCl3: 1,3,15-17 - ректификационные колонны, 2- флорентийский сосуд, 4-реактор приготовления катализатора, 6- конденсатор, 7- сепаратор жидкость-жидкость, 8,9,11,13- скрубберы, 10,12- насосы, 14- подогреватель, 18- вакуум-приемник, 19- холодильник полиалкилбензолов, I – этилен, II – бензол, III- диэтилбензолы, IV- раствор щелочи, V- этилбензол, VI- полиалкилбензолы, VII- к вакуумной линии, VIII- вода, IX- газы на факел, X- этилхлорид и хлорид алюминия, XI- сточные воды. В двухколонном агрегате гетероазеотропной ректификации, состоящем из ректификационной колонны 1, отгонной колонны 3 и флорентийского сосуда 2, происходит осушка исходного бензола. Из куба колонны 1 выводится обезвоженный бензол, часть которого поступает в аппарат 4 для приготовления катализаторного раствора, а остальная часть в качестве реагента,- в реактор 5. В колонну 1 поступает как свежий, так и рециркулирующий бензол. Верхние паровые потоки колонн 1 и 3 представляют гетероазеотропные смеси бензола и воды. После конденсации в конденсаторе и расслаивания во флорентийском сосуде 2 верхний слой – обводненный бензол, поступает в колонну 1, а нижний слой-вода, содержащяя бензол, направляется в колонну 3. Каталитический комплекс готовится в аппарате с мешалкой 4, в который подают бензол, а также хлорид алюминия, этиленхлорид и полиалкилбензолы. Реактор заполняют катализаторным раствором, а затем в ходе процесса для подпитки подают катализаторный раствор, так как он частично выводится из реактора для регенерации, а также с реакционной водой. Реактором алкилирования служит колонный аппарат 5, отвод тепла реакции в котором осуществляется за счет подачи охлажденного сырья и испарения бензола. Катализаторный раствор, осушенный бензол и этилен подают в нижнюю часть реактора 5. После барботажа из реактора выводят непрореагировавшую парогазовую смесь и направляют ее в конденсатор 6, где прежде всего конденсируется бензол, испарившейся в реакторе. Конденсат возвращают в реактор, а несконденсированные газы, содержащие значительные количества бензола и HCl поступают в нижнюю часть скруббера 8, орошаемого полиалкилбензолами для улавливания бензола. Раствор бензола в полиалкилбензолах направляют в реактор, а несконденсированные газы поступают в скруббер 9, орошаемый водой для улавливания соляной кислоты. Разбавленную соляную кислоту направляют на нейтрализацию, а газы – на утилизацию тепла. Катализаторный раствор вместе с продуктами алкилирования поступает в отстойник 7, нижний слой которого (катализаторный раствор) возвращается в реактор, верхний слой (продукты алкилирования) с помощью насоса 10 направляется в нижнюю часть скруббера 11. Скрубберы 11 и 13 предназначены для отмывки хлороводорода и хлорида алюминия, растворенных в алкилате. Скруббер 11 орошается раствором щелочи, который перекачивается насосом 12. Для подпитки в рециркуляционный поток щелочи подают свежую щелочь в количестве, необходимом для нейтрализации HCl. Далее алкилат поступает в нижнюю часть скруббера 13, орошаемого водой, которая вымывает щелочь из алкилата. Водный раствор щелочи направляют на нейтрализацию, а алкилат через подогреватель 14 – на ректификацию в колонну 15. В ректификационной колонне 15 в дистиллят выделяется гетероазеотроп бензола с водой. Бензол направляется в колонну 1 для обезвоживания, а кубовый остаток – на дальнейшее разделение в ректификационную колонну 16 для выделения в качестве дистиллята этилбензола. Кубовый продукт колонны 16 направляют в ректификационную колонну 11 полиалкилбензолов на две фракции...Посмотреть предложения по расчету стоимости