Алкилирование фенола олефинами
Степень конверсии пропилена определяется по формуле:
Степень конверсии аммиака: и кислорода .
Селективность по пропилену рассчитывается по формуле: , по аммиаку: , по кислороду: . Результаты расчетов приведены в табл. 1.
Таблица 1
Компонент |
Селективность | ||
по пропилену |
по аммиаку |
по О2 | |
акрилонитрил |
0.6072 |
0.6734 |
0 |
ацетонитрил |
0.1860 |
0.2063 |
0 |
ацетальдегид |
0.0153 |
0 |
0.1560 |
пропионовый альдегид |
0.0513 |
0 |
0.5218 |
синильная кислота |
0.1085 |
0.1203 |
0 |
формальдегид |
0.0157 |
0 |
0.1592 |
углекислый газ |
0.0160 |
0 |
0.1630 |
Проверка: , .
Выход на пропущенное сырье в расчете на пропилен рассчитывается по формуле: . Результаты представлены в табл. 2:
Таблица 2
Компонент |
ηi |
акрилонитрил |
0.4802 |
ацетонитрил |
0.1471 |
ацетальдегид |
0.0121 |
пропионовый альдегид |
0.0406 |
синильная кислота |
0.0858 |
формальдегид |
0.0124 |
углекислый газ |
0.0127 |
Задание 2.
Для изомеризации н-пентана в изопентан вычислить перепад температур в зоне реакции при адиабатическом ведении процесса. Процесс протекает при давлении 1 атм. В реактор подается 10 т/час н-пентана при 650К и 25 молей водорода на 1 моль пентана при 900К. Степень конверсии н-пентана 10, 20, 50, 70%. Селективность процесса 100%. Потери тепла в окружающую среду составляют 3% от прихода тепла в реактор. Провести графическую и аналитическую зависимости адиабатического перепада температур от степени конверсии н-пентана. Аргументировать технологические приемы, используемые при осуществлении промышленной изомеризации углеводородов.
Решение: Схема реакции представлена на рис. 1:
Рис. 1. Изомеризация н-пентана.
Схема реактора представлена на рис. 2.
Рис. 2. Схема теплового баланса реактора.
Тепло, входящее в реактор, определяется по формуле:
, (1) здесь:
,
,
- определено для Т = 650К из полиномного уравнения, полученного по табличным данным;
определено для Твх из полиномного уравнения для Ср н-пентана с помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel»;
- для 900К определено по табличным данным;
- определено для Твх из полиномного уравнения для Ср воды с помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel»;
, ,
С помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel» методом наименьших квадратов определено значение Твх = 685К.
Энтальпия реакции при данной Твх:
Теплота реакции определяется величиной энтальпии реакции, массового расхода реагента, степенью конверсии реагента.
Рассмотрим пример, когда степень конверсии .
,
Согласно уравнению теплового баланса:
.
Здесь: ,
- определено для Твых из полиномного уравнения с помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel»;
,
- определено для Твых из полиномного уравнения для Ср н-пентана с помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel»;
,
- определено для Твых из полиномного уравнения для Ср и-пентана с помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel»;