Производство акрилонитрила окислительным аммонолизом пропилена

Задание Провести материальные расчеты и составить материальный баланс реактора окислительного аммонолиза пропилена производительностью по нитрилу акриловой кислоты (НАК) 120000 т/год.
Исходные данные:
– число рабочих часовв году Z = 8000;
– потери НАК 2%масс.;
– мольное соотношение NН₃ : О₂ : Н₂О : С₃Н₆ = 0,9 : 1,7 : 3,0 : 1,0;
– конверсия пропилена 85%;
– селективность по пропилену 80%.
Состав пропиленовой фракции, % масс.: С₂Н₆ – 0,4; С₃Н₆ – 98,6; С₃Н₈ – 1,0.
Распределение пропилена на образование продуктов реакции (селективность), доли ед.:
НАК – 0,80;
(НСN+ CН3СN) – 0,05;
(СН₃СN+ CH₄) – 0,035;
СО₂ – 0,07;
СН₂=СН–СНО – 0,015;
полимеров – 0,03.
Молекулярные массы, кг/кмоль:
аммиак – 17;
НАК – 53;
пропилен – 42;
циановодород – 27;
ацетонитрил – 41;
акролеин – 56;
вода – 18;
метан – 16;
кислород – 32;
диоксид углерода – 44.

Решение

Процессы, протекающие при окислительном аммонолизе пропилена, выражаются реакциями:

С₃Н₆ + 1,5О₂ + NН₃ → СН₂=СН–CN+ 3Н₂О, (1)

С₃Н₆ + 2О₂ + 2NН₃ → НСN+ СН₃CN+ 4Н₂О, (2)

С₃Н₆ + 0,5О₂ + NН₃ → СН₃СN+ СН₄ + Н₂О, (3)

С₃Н₆ + 4,5О₂ → 3СО₂ + 3Н₂О, (4)

С₃Н₆ + О₂ → СН₂=СН–СНО + Н₂О. (5)

Количество нитрила акриловой кислоты с учетом потерь ...