Материальный баланс по ОХТ

Задание Производство этилбензола. Расчет материального баланса процесса производства этилбензола алкилированием в присутствии хлорида алюминия
Исходные данные:
- производительность в расчете на 100 %
этилбензол, т/год 150 000
- годовой фонд рабочего времени, ч 8000
- состав этиленовой фракции [φ_j (X_j), %]:
метан СН₄  - 15,8
ацетилен С₂Н₂ - 0,2
этиленС₂Н₄ - 55,0
этанС₂Н₆ - 16,9
пропилен С₃Н₆ - 6,0
водород Н₂ - 1,3
азот N₂ - 3,5
кислород O₂ - 0,7
оксид углерода СО - 0,6
- селективность по этилбензолу в расчете на этилен - 0,78
- масса диэтилбензола, возвращаемая со стадии ректификации на 1 т получаемого этилбензола - 250 кг
- отношение бензол-этилен на входе в реактор (Без учёта циркулирующего бензола, возвращаемого со стадии улавливания), моль/моль 3:1
- расход хлорида алюминия на 1 т образующегося этилбензола - 10 кг
потери этилбензола на стадии выделения - 3%

Задание Производство 1,2-дихлорэтана. Расчет материального баланса процесса производства 1,2-дихлорэтана хлорированием этилена

Исходные данные:
- годовая производительность установки, т/год 12000;
- потери дихлорэтана, 3%;
- число рабочих часов в году 8616;
- образуется трихлорэтана от массы 1,2-дихлорэтана, мас.д., 4,6 %;
- избыток этилена от стехиометрии, 10%;
- давление в системе, кПа (мм рт.ст.) 196 (1470);
- в дихлорэтане-сырце растворяется хлорид водорода, образующегося при реакциях замещения, 50%;

- состав исходных газов, об.д., %:
технический хлор этиленовая фракция,
хлор - 85,0 этилен - 92,0
азот -10,4 этан - 5,0
кислород - 3,0 пропилен - 3,0
диоксид углерода - 1,6

Задание

Производство акрилонитрила

Расчет материального баланса процесса производства акрилонитрила (нитрила акриловой кислоты) окислительным аммонолизом пропилена

Исходные данные:
-  производительность установки, 60000т/год
- состав технического пропилена, мас.д., %:
пропилен С₃Н₆ - 96
пропан С₃Н_{8 -} 4
- в реакцию вступает исходный С₃Н₆, мас.д., 55 %
из этого массового количества реагирует, мас.д., %
по реакции (1) - 70%
по реакции (2) - 14%
по реакции (3) - 16%
-  аммиак, подаваемый в процесс, имеет чистоту, 99,6% и связывается на 97 %
- для окисления используется кислород воздуха;
- число рабочих дней в году - 335
- потери акрилонитрила составляют 17%

Задание

Производство формалина
Расчет материального баланса процесса производства 37 % водного раствора формальдегида (формалин)

Исходные данные:

Задание

Производство уксусной кислоты

Расчет материального баланса процесса производства уксусной кислоты окислением ацетальдегида

Исходные данные:
- производительность установки - 15000 т/год        
- состав технического ацетальдегида, мас.д., %:
ацетальдегид - 99%    
паральдегид - 0,2%    
уксусная кислота - 0,25%    
кротоновый альдегид - 0,05%      
вода - 0,2 %       
- выход уксусной кислоты на стадии окисления составляет от теоретического (по ацетальдегиду) - 96% 
- потери уксусной кислоты на стадии окисления
при ректификации и химической очистке - 4%        
- состав катализаторной жидкости, мас.д., %:
ацетат марганца - 5% 
уксусная кислота - 70%       
вода - 25%
- в растворе (ацетальдегид и катализаторная жидкость), подаваемом на окисление, содержится ацетата марганца, мас.д. - 0,065 %
- из всего массового количества ацетальдегида, поступающего на окисление, окисляется, мас.д., %:
по реакции (2)    1
по реакции (3)    0,25
по реакции (4)    0,5
по реакции  (5)   0,25
остается непрореагировавшего ацетальдегида., мас.д.  2%
При окислении ацетальдегида протекают следующие реакции (приводятся в суммарном виде):

Задание

Производство изопропилбензола

Расчет материального баланса процесса производства изопропилбензола (кумола) алкилированием бензола пропиленом
Исходные данные:
на первой стадии (алкилирования) образуется алкилбензола от массы бензола, мас.д., 40 %
из них:
изопропилбензола - 22%     
диизопропилбензола - 10% 
триизопропилбензола - 8% 
второй стадией процесса является деалкилирование поли-алкилбензолов;
расчет проводят на массу изопропилбензола - 1т
потери бензола и пропилена условно не учитываются

Задание

Исходные данные:
производительность установки по изопропилен-бензолу, кг/ч  2500
- соотношение бензол-алкены составляет, моль/моль 4:1
-  в условиях процесса алкенов расходуется на образование, мас.д., %:
алкилбензола 95%
диалкилбензолов 5%
состав, поступающей пропан-пропиленовой фракции, мас.д., %:
этилен (М = 28) 0,4%
этан (М = 30) 0,5%
пропилен (М = 42) 62,7%
пропан (М = 44) 34,6%
бутилен (М = 56) 0,8%
бутан (М = 58) 1,0%
- при расчете потерями пренебречь

Задание

Исходные данные:
- производительность установки по стиролу 310000 т в год
годовой фонд рабочего времени - 7920 ч
массовая доля стирола - 99,85%
состав свежего этилбензола (, %):
этилбензол 99,965%
бензол 0,035%
состав возвратного (циркуляционного этилбензола (, %):
этилбензол - 93,94%
стирол - 2,76%
толуол - 3,30%
потери на стадии ректификации, %:
стирол - 1,25%
этилбензол - 0,08%
суммарная степень превращения этилбензола- 0,56
селективность по стиролу - 0,89
массовое отношение водяной пар-этилбензол (уточняется при расчете) - 2,0
степень превращения (конверсия) этилбензола в стирол на первой ступени дегидрирования (уточняется при тепловом расчете) - 0,31

Задание 

Исходные данные:
производительность установки по аммиаку 1360 т/сут
состав газа после конверсии метана соответственно об.д., % и м³:
водород Н₂                       27,25             2545
оксид углерода СО          9,60               896
азот N₂                             11,73             1095
диоксид углерода СО₂    1,13              105
аргон Аг                            0,14              14
метан СН₄                        0,24               23
водаН₂О                           49,91                -
всего                                 100,00           4678
давление - 12 • 10⁵Па
температура парогазовой смеси (при соотношении пар-газ равном n = 1), поступающей после парогазосмесителя
в первую ступень конвертора оксида углерода, 450°С    
температура в зоне реакции (в первую ступень конвертора загружают высокотемпературный катализатор), 450-525°С
степень достижения равновесных условий - 0,95
температура после первой ступени (газ охлаждается
до за счет впрыскивания в него конденсата)  450 °С
температура реакции во второй ступени конвертора, куда загружают низкотемпературный катализатор  450-480 °С
степень достижения равновесных условий - 0,9

Задание

Расчет материального баланса процесса производства аммиака
Исходные данные:
-  производительность установки, 200 т/сут   
- давление при синтеза, 304-10⁵Па (300 атм)  
- температура контактирования, 773 К
- состав свежего газа (об.д., %):
водород Н₂  - 74,85
азот N₂    - 24,95
метан СН₄ - 0,20
- содержание метана в огдувках, об.д., 3,0%
-  степень достижения равновесия - 0,60
- температура газа в водяном конденсаторе - 303К
- давление газа в аммиачном испарителе - 30,6 МПа
- температура газа в аммиачном испарителе -268 К
- давление в конденсационной колонне -  310-10⁵ Па (306 атм)
- объемная скорость - 29000 ч ^-1
- растворимость водорода и азота в м³  на 1 м³ жидкого аммиака при температуре 30 °С:
водород Н₂= 0,070
азот N₂ = 0,075
при температуре минус 5 °С:
водород Н₂ = 0,043
азот N₂ = 0,048
- плотность жидкого аммиака, кг/м³ при температуре 30 °С,  ⁼ 595
при температуре минус 5 °С,        645