Производство стирола дегидрированием этилбензола ….

Задание Составить материальный баланс стадии дегидрирования этилбензола в стирол; мощность установки 100000 т/г целевого продукта.
Исходные данные:
–производство работает 335 дней в году;
–конверсия этилбензола 0,4;
–массовое соотношение этилбензола к водяному пару 1:3;
–селективность по этилбензолу 90 %;
– жидкого этилбензола приходится 0,25 м3/ч на 1 м3 катализатора.
Состав органической фазы, поступающей на ректификацию, % масс.:
этилбензола – 60,89;
стирола – 35,86;
бензола – 1,51;
толуола –1,76.
Состав реакционного газа на выходе из установки, % об.:
водорода – 88,24;
этилена – 5,88;
метана – 5,88.

Решение

Дегидрирование этилбензола проводят на железохромкалиевом катализаторе при температуре 570 – 620⁰С. В реакторе протекают следующие реакции:

основная C₆H₅C₂H₅ ↔ C₆H₅CH=СН₂ + H₂, (1)

побочные C₆H₅C₂H₅ → C₆H₆ + CH₂=СН₂, (2)

C₆H₅C₂H₅ + Н₂ → C₆H₅CН₃ + СH₄. (3)

Часовая производительность по стиролу Пч = 100000 ∙ 10³/(335 ∙ 24) = 12438 кг/ч.