|
p align="left"> 4 Технико-технологические работы 4.1 Технологический расчет основного аппарата Материальный баланс основной и вспомогательной стадии Расчет материального баланса стадии синтеза Исходные данные Производительность по 1,1,2 - трихлорэтану техническому - 16000 т/год Эффективный фонд времени - 8256 ч Степень конверсии винилхлорида - 97,5% Избыток хлора - 4% от стехиометрии по 1 реакции Потери трихлорэтана - 1% Таблица 4.1 - Состав исходного сырья |
Наименование сырья | Содержание, % | | 1) Винилхлорид, в том числе | 100 | | - винилхлорид - влага - этилхлорид | 94,16 0,0444 5,7956 | | 2) Хлор испаренный, в том числе | 100 | | - хлор - влага | 99,98 0,02 | | |
Содержание 1,1,2 - трихлорэтана в сырце - 94% Селективность винилхлорида по: 1 реакции - 96,62%; 2 реакции - 0,04%; 3 реакции - 1,55%; 4 реакции - 1,44%; 5 реакции - 0,35%. При хлорировании винилхлорида протекаю следующие реакции 1) СН2 = СНС1+ С12 > СН2С1 - СНС12 62,5 71 133,5 2) СН2 = СНС1+ 2С12 > СН2С1 - СС13 + НС1 62,5 142 168 36,5 3) СН2 = СНС1+ 2С12 > СНС12 - СНС12 + НС1 62,5 142 168 36,5 4) СН2 = СНС1+ НС1> СН3 - СНС12 62,5 36,5 99 5) СН2 = СНС1+ С12 > СНС1= СНС1 + НС1 62,5 71 97 36,5 Выход цис - 1,2 - дихлорэтилена - 37,74% Выход транс - 1,2 - дихлорэтилена - 62,26% 6) 4Н2О + СаС12 > СаС12 * 4Н2 О 18 111 183 7) Н2О + С12 > НOCl + НС1 18 71 52,5 36,5 Расчет Определяем часовую производительность 16000000/8256 = 1937,98 кг/ч Определяем производительность с учетом потерь 1937,98 * 1,01 = 1957,36 кг/ч Определяем количество потерь 1957,36 - 1937,98 = 19,38 кг/ч Определяем производительность по 94% 1,1,2 - ТХЭ - сырцу 1957,36 * 94/100 = 2082,29 кг/ч Определяем количество примесей в сырце 2082,29 - 1957,36 = 124,93 кг/ч Определяем количество ВХ вступившего в 1-реакции 1957,36 * 62,5/133,5 = 916,36 кг/ч Определяем количество винилхлорида с учетом селективности 96,62% по 1-реакции 916,36/0,9662 = 948,42 кг/ч Определяем количество ВХ вступившего во 2 - реакцию 948,42 * 0,04/100 = 0,38 кг/ч Определяем количество ВХ вступившего в 3-реакцию 948,42 * 1,55/100 = 14,70 кг/ч Определяем количество ВХ вступившего в 4-реакцию 948,42 * 1,44/100 = 13,62 кг/ч Определяем количество ВХ вступившего в 5-реакцию 948,42 * 0,35/100 = 3,36 кг/ч Определяем количество ВХ с учетом его степени конверсии 948,42/0,975 = 972,74 кг/ч Определяем количество не прореагировавшего ВХ 972,74 - 948,42 = 24,32 кг/ч Определяем количество ВХ с учетом его степени чистоты 972,74* 94,16/100 = 1033,07 кг/ч Определяем количество влаги в ВХ 1033,07 * 0,0444/100 = 0,45 кг/ч Определяем количество этилхлорида в ВХ 1033,07 - 972,74 - 0,45 = 59,88 кг/ч Определяем количество хлора вступившего в 1-реакцию 916,36 * 71/62,5 = 1041,00 кг/ч Определяем количество хлора с учетом избытка 1041,00 * 1,04 = 1082,64 кг/ч Определяем избыток хлора 1082,64 -1041,00 = 41,64 кг/ч Определяем количество хлора вступившего во 2-реакцию 0,38 * 142/62,5 = 0,86 кг/ч Определяем количество хлора вступившего в 3-реакцию 14,70 * 142/62,5 = 33,40 кг/ч Определяем количество хлора вступившего в 5-реакцию 3,36 * 71/62,5 = 3,82 кг/ч Определяем количество хлора с учетом его чистоты 1082,64 * 99,98/100 = 1082,85 кг/ч Определяем количество влаги в хлоре 1082,85 - 1082,64 = 0,21 кг/ч Определяем количество 1,1,1,2 - тетрахлорэтана в сырце 0,38 * 168/62,5 = 1,02 кг/ч Определяем количество 1,1,2,2 - тетрахлорэтана в сырце 14,70 * 168/62,5 = 39,51 кг/ч Определяем количество 1,1 - дихлорэтана в сырце 13,62 * 99/62,5 = 21,57 кг/ч Определяем количество 1,2 - дихлорэтилена 3,36 * 97/62,5 = 5,21 кг/ч, из них Цис - дихлорэтилена 5,21* 37,5/100 = 1,95 кг/ч Транс - дихлорэтилена 5,21 * 62,5 /100 = 3,26 кг/ч Определяем количество образовавшегося хлористого водорода по 2-реакции 0,38 * 36,5/62,5 = 0,22 кг/ч Определяем количество образовавшегося хлористого водорода по 3-реакции 14,70 *36,5/62,5 = 8,59 кг/ч Определяем количество образовавшегося хлористого водорода по 5-реакции 3,36 * 36,5/62,5 = 1,97 кг/ч Определяем количество хлористого водорода прореагировавшего по 4-реакции 13,62 * 36,5/62,5 = 7,95 кг/ч Определяем количество необходимого хлористого кальция для осушки ВХ от влаги 0,45 * 111/72 = 0,69 кг/ч Определяем количество отработанного хлористого кальция 0,45 * 183/72 = 1,14 кг/ч Определяем количество хлора прореагировавшего по 7-реакции 0,21 * 71/18 = 0,83 кг/ч Определяем количество образовавшегося хлорноватистого водорода по 7-реакции 0,21 * 52,5/18 = 0,61 кг/ч Определяем количество образовавшегося хлористого водорода по 7-реакции 0,21 * 36,5/18 = 0,43 кг/ч Определяем общее количество не прореагировавшего хлора 41,64 - 0,86 - 33,40 - 3,82 - 0,83 = 2,73 кг/ч Определяем общее количество выделившегося хлористого водорода 0,22 + 8,59 + 1,97 + 0,43 - 7,95 = 3,26 кг/ч Определяем содержание компонентов в абгазах: а) хлора - 0,31% от не прореагировавшего количества 0,31/100 * 2,73 = 00,1 кг/ч б) хлористого водорода - 65,2% от оставшегося количества 65,2/100 * 3,26 = 2,12 кг/ч в) винилхлорида - 14,24% от не прореагировавшего количества 14,24/100 * 24,32 = 3,46 кг/ч г) 1,1 - дихлорэтана 2,56% от количества образовавшегося по 4-реакции 2,56/100 * 21,57 = 0,55 кг/ч Определяем потери 1,1,2 - трихлорэтана на стадии синтеза. Количество потерь составляет 15% от общего количества потерь 15/100 * 19,38 = 2,91 кг/ч Таблица -4.2. Материальный баланс получения 1,1,2 - трихлорэтана |
Приход | кг/ч | % | Расход | кг/ч | % | | 1. Винилхлорид, в том числе: - винилхлорид - вода - этилхлорид | 1033,07 972,74 0,45 59,88 | 100 94,16 0,0444 5,7956 | 1. Трихлорэтан, в том числе: - 1,1,2 трихлорэтан - транс 1,2 дихлорэтилен - цис 1,2 дихлорэтилен - 1,1 дихлорэтан - 1,1,1,2 тетрахлорэтан -1,1,2,2 тетрахлоэтан - хлор - хлористый водород - хлорноватистый водород - винилхлорид - этилхлорид | 2082,29 1954,45 1,95 3,26 21,01 1,02 39,51 2,72 1,14 0,61 20,86 35,75 | 100 93,86 0,09 0,15 1,00 0,05 1,90 0,13 0,05 0,03 1,00 1,74 | | 2. Хлор испаренный, в том числе - хлор - вода | 1082,85 1082,64 0,21 | 100 99,98 0,02 | 2. Хлористый кальций, в том числе: - хлористый кальций - влага | 1,14 0,69 0,45 | 100 60,52 39,48 | | 3. Хлористый кальций | 0,69 | 100 | 3. Абгазы, в том числе: - этилхлорид - хлор - винилхлорид - хлористый водород -1,1 дихлорэтан | 30,27 24,13 0,01 3,46 2,12 0,55 | 100 79,71 0,03 11,43 7,00 1,83 | | | | | 4. Потери 1,1,2 - трихлорэтана | 2,91 | 100 | | Итого | 2116,61 | | Итого | 2116,61 | | | |
Расчет материального баланса вспомогательной стадии (промывки 1,1,2 - трихлорэтана, очистки абгазов и нейтрализации сточных вод) Исходные данные Концентрация щелочи (NаОН) - 1,5%; Концентрация гидросульфида натрия - 24%; Избыток щелочи 4-х кратный на основные реакции (1,2,3 реакция) Избыток гидросульфида натрия - 1,6% от стехиометрии Омылению подвергается: а) 69,7% - 1,1,2 - трихлорэтана, от количества потерь; б) 6,9% - 1,1,1,2 - тетрахлорэтана, от количества образовавшегося; в) 6,9% - 1,1,2,2 - тетрахлорэтана, от количества образовавшегося. Протекающие реакции 1) NaOH + НС1 > NaCl + H2О 40 36,5 58,5 18 2) С12 + 2NaOH > NaCl + NaOCl + H2О 71 80 58,5 74,5 18 3) НОС1 + NaOH > NaOCl + H2О 52,5 40 74,5 18 4) СН2С1 - СНС12 + NaOH > СН2 = СС12 + NаСl + H2О 133,5 40 97 58,5 18 5) СН2С1 - СС13 + NaOH > СНС1= СС12 + NаСl + H2О 168 40 131,5 58,5 18 6) СНС12 - СНС12 + NaOH > СНС1= СС12 + NаСl + H2О 168 40 131,5 58,5 18 7) 4NaOCl + NaНS+ NaOH > 4NаСl + Nа2 SО4 + H2О 298 56 40 234 142 18 Расчет Определяем количество едкого натра пошедшего на: 1 реакцию 3,26 * 40/36,2 = 3,57 кг/ч 2 реакцию 2,73* 80/71 = 3,06 кг/ч 3 реакцию 0,61 * 40/52,5 = 0,46 кг/ч Определяем количество щелочи на основные реакции 3,57 + 3,06 + 0,46 = 7,09 кг/ч Определяем количество щелочи с учетом избытка 7,09 * 4 = 28,36 кг/ч Определяем избыток щелочи 28,36 - 7,09 = 21,27 кг/ч
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|
