Гутник примеры и задачи по технологии орг синтеза часть 4
Производство стирола и его гомологов
Pr-25 Дегидрирование этилбензола проводят в адиабатическом двухступенчатом реакторе производительностью 15625 кг стирола в час. В каждой ступени реактора объем катализатора одинаков, что обеспечивается равной высотой его слоя (1,5 м). При объемной скорости жидкого этилбензола 0,5 ч-1 степень его конверсии за один проход составляет 60%. Определить внутренний диаметр реактора, если селективность по стиролу равна 82,6% в расчете на разложенный этилбензол. Плотность жидкого этилбензола принять 867 кг/м3.
Скачать решение задачи Pr-25 (цена 100р)
Задача 162. Стирол получают дегидрированием этилбензола в трубчатом изотермическом -реакторе производительностью 315 кг стирола в час. В реакторе имеются 92 трубы внутренним диаметром 100 ,мм и длиной по 3 од. Определить степень конверсии этилбензола за один проход. Объемная скорость жидкого этилбензола 0,42 ч-1, его плотность 867 кг/м3, селективность по стиролу 85%.
Скачать решение задачи 162 (цена 100р)
Задача 163. На установку для производства стирола, включающую ряд параллельных трубчатых реакторов, поступает в час 10250 кг паро-сырьевой смеси с мольным соотношением водяной пар : этилбензол = 8 : 1. Каждый реактор имеет 26 труб внутренним диаметром 185 мм и длиной по 3 м. Определить число реакторов, если производительность 1 м3 катализатора равна 138 кг стирола в час, а степень конверсии этилбензола в стирол за один проход составляет 33,9 %
Скачать решение задачи 163 (цена 100р)
Задача 164. Дегидрирование этилбензола до стирола проводят в шахтном адиабатическом реакторе внутренним диаметром 4,8 м. Высота слоя катализатора 3 м. В реактор поступает в час 100500 кг паро-сырьевой смеси с мольным соотношением водяной пар : этил бензол = 17 : 1. Определить производительность 1 м3 катализатора, если степень конверсии этилбензола за один проход равна 40%; а селективность по стиролу 89%.
Скачать решение задачи 164 (цена 100р)
Задача 165. Стирол получают дегидрированием этилбензола в двухступенчатом адиабатическом реакторе внутренним диаметром 5,5 м и высотой слоя катализатора в каждой ступени 1,55 м. В реактор поступает паро-сырьевая смесь с мольным соотношением водяной пар : этилбензол = 18 : 1. В этих условиях степень конверсии этилбензола за один проход составляет 59%-, а селективность по стиролу 85%. Определить расход водяного пара на 1 т образующегося стирола, если объемная скорость жидкого этилбензола равна 0,49 ч-1, а его плотность 864 кг/м3.
Скачать решение задачи 165 (цена 100р)
Задача 166. Стирол получают дегидрированием этилбензола в двухступенчатом адиабатическом реакторе, внутренний диаметр которого 5,5 м, а высота слоя катализатора в каждой ступени 1,55 м. Паро-сырьевая смесь поступает на дегидрирование с мольным соотношением водяной пар : этил бензол = 17,4 : 1. В этих условиях степень конверсии этилбензола за один проход составляет 60%. Определить суточный расход водяного пара, если селективность по стиролу равна 86,6%, а производительность 1 м3 катализатора составляет 212 кг стирола в час.
Скачать решение задачи 166 (цена 100р)
Задача 167. В двухступенчатый адиабатический реактор на дегидрирование до стирола поступает в час 125270 кг паро-сырьевой смеси с массовым соотношением водяной пар : этилбензол = 3 : 1. После первой ступени контактный газ, массовая доля стирола в котором равна 6,4%, нагревают в межступенчатом подогревателе на 62 К перегретым водяным паром. Определить секундный расход пара, если степень конверсии этилбензола за один проход через катализатор в первой ступени реактора равна 30%, селективность процесса по стиролу 85,5%, удельная теплоемкость контактного газа 2,74 кДж/(кг*К). Энтальпия греющего пара в процессе теплообмена изменяется на 230 кДж/кг.
Скачать решение задачи 167 (цена 100р)
Задача 168. Стирол получают дегидрированием этилбензола 6 двухступенчатом адиабатическом реакторе производительностью 15400 кг стирола в час. В реактор поступает парогазовая смесь с мольным соотношением водяной пар : этилбензол = 17,5 : 1. В этих условиях степень конверсии этилбензола за один проход равна 60%, а селективность процесса 86%. Определить разность температур между верхним и слоем катализатора в первой ступени реактора, если здесь образуется 48% всего получаемого стирола. Удельная теплоемкость парогазовой смеси 2,45 кДж/(кг*К), тепловой эффект процесса 1185 кДж на 1 кг превращенного этилбензола. Теплопотерями в реакторе пренебречь.
Задача 169. Стирол получают дегидрированием этилбензола в двухступенчатом адиабатическом реакторе с радиальным вводом сырья. Производительность 540 т стирола в сутки. Катализатор в реакторе размещен в кольцевом зазоре между двумя коробками круглого сечения, вставленными друг в друга по типу «труба в трубе». Внутренний диаметр наружной коробки 3,1 м, наружный диаметр внутренней коробки 1,2 м. Определить высоту слоя катализатора в одной ступени реактора, если степень конверсии этилбензола за один проход составляет 60%, селективность процесса 85,5%, объемная скорость жидкого этилбензола в каждой ступени 1 ч-1, а плотность этилбензола 864 кг/м3.
Скачать решение задачи 169 (цена 100р)
Задача 170. Стирол получают дегидрированием этилбензола в двухступенчатом адиабатическом реакторе производительностью 15600 кг стирола в час. В процессе дегидрирования выход стирола составляет 51% в расчете на пропущенный этилбензол. Перед поступлением в первую ступень реактора смешивают этилбензол с водяным паром, который вносит 55% общего количества теплоты, необходимой для нагревания этилбензола на 61 К для его испарения при 136,2°С (теплота испарения 339 кДж/кг) и перегрева паров до 165 °С. Определить площадь поверхности теплообмена испарителя, если удельная теплоемкость равна: для жидкого этилбензола 2 -кДж/(кг*К), а для его перегретых паров 1,7 кДж/(кг*К). Коэффициент теплопередачи 59 Вт/(м2*К), средний температурный напор 61 К.
Скачать решение задачи 170 (цена 100р)
Задача 171. В двухступенчатый адиабатический реактор для получения стирола в час поступает на дегидрирование 125800 кг паро-этилбензольной смеси с массовым соотношением водяной пар : этил бензол = 3 : 1. В процессе дегидрирования при степени конверсии этилбензола за один проход, равной 59,5%, и селективности 86,5% образуется контактный газ, массовая доля стирола в котором равна 10,5%. Теплоту контактного газа используют в котле-утилизаторе, где вырабатывают водяной пар с давлением 0,65 МПа и теплотой парообразования 2066 кДж/кг. Определить суточное количество образующегося водяного пара, если контактный газ охлаждается на 415 К, а его средняя удельная теплоемкость равна 1,73 кДж/(кг-К).
Pr-26 В шахтный адиабатический реактор в час поступает на дегидрирование до а-метилстирола 6240 кг паро-изопропилбензольной смеси с мольным соотношением водяной пар : изопролнлбензол 17,6:1. В этих условиях степень конверсии изопропилбензола за один проход через катализатор равна 45%, а селективность по а-метилстиролу 83%. Определить число трубчатых изотермических реакторов, необходимых для обеспечения заданной производительности установки, если число труб в таком реакторе 26, длина трубы 3 м, внутренний диаметр ее 185 мм. Производительность 1 м3 катализатора принять равной 97 кг а-метилстирола в час.
Скачать решение задачи Pr-26 (цена 100р)
Задача 172. Производительность установки, равная 3875 кг а-метилстирола, получаемого дегидрированием изопропилбензола в час, обеспечивается работой шести параллельных шахтных адиабатических реакторов с объемом катализатора в каждом 6,5 м3. Определить объемную •скорость жидкого изопропилбензола на входе в реактор, если степень конверсии изопропилбензола равна 46%, селективность по а-метилстиролу 85%, плотность жидкого изопропилбензола 862 кг/м3.
Задача 173. Производительность установки дегидрирования изопропилбензола, состоящей из нескольких параллельных шахтных адиабатических реакторов, составляет 4100 кг а-метилстирола в час. На установку при объемной скорости 0,3 ч-1 по жидкому изопропилбензолу поступает паро-изопропилбензольная смесь, массовая доля изопропилбензола в которой равна 25%. В этих условиях степень конверсии изопропилбензола за один проход равна 45,5%, а селективность процесса 84,4% по целевому продукту. Определить число реакторов для обеспечения заданной производительности, если -внутренний диаметр реактора 2,6 м, высота слоя катализатора 1,13 м, а плотность жидкого изопропилбензола 862 кг/м3. Определить также часовую нагрузку каждого реактора по водяному пару.
Задача 174. Производительность шахтного адиабатического реактора по а-метилстиролу, получаемому дегидрированием изопропилбензола, составляет 650 кг/ч. В реактор поступает паро-изопропилбензольная смесь с массовым соотношением водяной пар : изопропилбензол, равным 3,2 : 1. В этих условиях селективность по а-метилстиролу равна 83,5%. Определить степень конверсии изопропилбензола за один проход через реактор, если тепловой эффект процесса равен 1010 кДж на 1 кг превращенного изопропилбензола, удельная теплоемкость паро-сырьевой смеси 2,85 кДж/(кг*К), а разность температур между верхним и нижним слоями катализатора в реакторе 38 К.
Скачать решение задачи 174 (цена 100р)
Задача 175. Производительность шахтного адиабатического реактора для дегидрирования изопропилбензола составляет 680 кг а-метилстирола в час. Перед дегидрированием изопропилбензол испаряют, смешивают с водяным паром (15% от массового расхода изопропилбензола), используемым в качестве транспортирующего агента, перегревают и подают в штуцер смесителя реактора (внутренний диаметр патрубка в смесителе равен 350 мм). Определить скорость паров изопропилбензольной шихты в сечении патрубка, если степень конверсии изопропилбензола за один проход через реактор равна 46%, селективность процесса 86%, а плотность паров изопропилбензольной шихты в условиях процесса 1,45 кг/м3.
Задача 176. Дегидрирование изопропилбензола до а-метилстирола проводят в шахтном адиабатическом реакторе внутренним диаметром 2,6 м и высотой слоя катализатора 1,13 м. Из реактора уходит контактный газ, массовая доля а-метилстирола в котором равна 10,7%, а плотность 0,5 кт/м3 в условиях процесса. Определить диаметр патрубка штуцера" для выхода контактного газа (скорость в сечении 11 м/с), если степень конверсии изопропилбензола за один проход равна 46,5%, селективность процесса 85,7%, объемная скорость жидкого изопропилбензола 0,4 ч-1, а его плотность 863 кг/м3.
Скачать решение задачи 176 (цена 100р)
Задача 177. В шахтном адиабатическом реакторе, внутренний диаметр которого 3 м, а высота слоя катализатора 1,2 м, дегидрированием изопропилбензола получают а-метилстирол. Производительность 1 м3 катализатора а-метилстиролу составляет 105 кг/ч. Из реактора при 560°С уходит контактный газ, объемная доля а-метилстирола в котором равна 2,2%, плотность равна 0,94 кг/м3, а удельная теплоемкость 1,75 кДж/(кг*К). Теплоту контактного газа на 85% используют в котле-угилизаторе, где за счет охлаждения газа до 170°С генерируется водяной пар с давлением 0,6 МПа и теплотой парообразования 2075 кДж/кг. Определить количеств водяного пара, образующегося в котле-утилизаторе.
Скачать решение задачи 177 (цена 100р)
Задача 178. В шахтный адиабатический реактор, производительность которого равна 685 кг а-метилстирола в час, поступают в час 2000 кг изопропилбензола и водяной пар в массовом соотношении к изопропилбензолу 3,1 : 1. В результате эндотермических реакций поглощается 1010 кДж теплоты на 1 кг превращенного изопропилбензола, что определяет разность температур между верхним н нижним слоями катализатора в реакторе, равную 36 К. Определить селективность процесса по а-метилстиролу, если удельная теплоемкость паро-сырьевой смеси равна 2,81 кДж/(кг*К).
Задача 179. В двухступенчатый адиабатический реактор для получения а-метилстирола поступает в час 117500 кг паро-сырьевой смеси с массовым соотношением водяной пар изопропилбензол, равным 3: 1. Пройдя первую ступень реактора, контактный газ, массовая доля а-метилстирола в котором равна 3,64%, подогревается на 35 К в межступенчатом подогревателе. Определить площадь поверхности теплообмена подогревателя, если степень конверсии изопропил бензола в первой ступени реактора равна 30%, селективность 86,5%, удельная теплоемкости контактного газа 2,35 кДж/(кг*К.), коэффициент тепли! передачи 59 Вт/(м2*К), а средний температурный напор 47 К.
Задача 180. Дегидрирование изопропилбензола проводят м двухступенчатом адиабатическом реакторе с подогревом контактного газа на 36 К в межступенчатом подогревателе (число труб 4001, длина трубы 6 м, диаметр трубы 24 мм). Теплообмен осуществляется при среднем температурном напоре 46 К и коэффициенте теплопередачи 57 Вт/(м2-К). Объемная доля а-метилстирола в контактном газе 1,77%, а его объемная теплоемкость 1,97 кДж/(м2*К). Определить часовую объемную нагрузку реактора по жидкому изопропилбензолу, если его плотность равна 864 кг/м3.
Скачать решение задачи 180 (цена 100р)
Задача 181. В адиабатический двухступенчатый реактор на дегидрирование до а-метилстирола поступает в час 120 т паро-сырьевой смеси с мольным соотношением водяной пар: изопропилбензол, равным 20:1. В процессе дегидрирования в первой ступени реактора образуется контактный газ, объемная доля а-метилстирола в котором равна 2,48%. Этот газ при 550 °С и избыточном давлении 0,08 МПа поступает в трубы межступенчатого подогревателя (площадь сечения трубного пространства 1,14 м2, длина трубы 6 м), где его температура повышается на 30 К. Определить время пребывания контактного газа в трубах подогревателя, если выход а-метилстирола равен 53% в расчете на пропущенный изопропилбензол за один проход через реактор.
Скачать решение задачи 181 (цена 100р)
Pr-27. Дивинилбензол получают дегидрированием диэтилбензола в трубчатом изотермическом реакторе с числом труб 193 (диаметр трубы 89х4,5 мм, длина 3,6 м). Трубы заполнены катализа тором, производительность которого по дивинилбензолу равна 110 кг/(м3*ч). Определить нагрузку реактора по водяному пару, если мольное соотношение водяного пара и диэтилбензола на входе равно 13,4 : 1 степень конверсии диэтилбензола за один проход через реактор равна 42,5%, а селективность по дивинилбензолу 90%.
Скачать решение задачи Pr-27 (цена 100р)
Задача 182. Дивинилбензол получают дегидрированием диэтилбензола в трубчатом изотермическом реакторе с телом труб 797 (диаметр трубы 89X4,5 мм, длина 3 м). II трубы, заполненные катализатором, поступает в час 10500 кг паро-сырьевой смеси с мольным соотношением водяной пар : диэтилбензол, равным 14:1. В этих условиях степень конверсии диэтилбензола за один проход через реактор равна 42%, а селективность процесса по дивинилбензолу 88%. Определить производительность 1 м3 катализатора по целевому продукту.
Скачать решение задачи 182 (цена 100р)
Задача 183. Дивинилбензол получают дегидрированием диэтилбензола в трубчатом изотермическом реакторе с шелом труб 191 (диаметр трубы 89X4,5 мм, длина 2,5 м). Степень конверсии диэтилбензола за один проход через реактор равна 41,4%, селективность процесса 10%. В этих условиях из реактора уходит контактный гл:), массовая доля дивинилбензола в котором равна 2,3%, а доля винилэтилбензола 5,5%. Определить часовую массовую производительность по винилэтилбензолу, если объемная скорость жидкого диэтилбензола на входе 0,4 ч-1, а его плотность 865 кг/м3.
Скачать решение задачи 183 (цена 100р)
Задача 184. Дегидрирование диэтилбензола осуществляют на установке производительностью 4500 кг дивинилбензола в час. Перед дегидрированием диэтилбензол нагревают на 74 К, испаряют (теплота испарения 356 кДж/кг) и перегревают от 180 до 600 °С за счет сжигания топливного газа в межтрубном пространстве испарителя. Теплота сгорания газа 46*103 кДж/м3, к. п. д. топки 0,7. Определить часовой объемный расход топливного газа, если выход дивинилбензола равен 52% и расчете на пропущенный диэтилбензол, удельная тепло емкость жидкого диэтилбензол а 1,88 кДж/(кг*К), а его перегретых паров 2,6 кДж/(кг*К).
Скачать решение задачи 184 (цена 100р)
Задача 185. На установку дегидрирования диэтилбензол а до дивинилбензола поступает в час 24000 кг паро-сырьевом смеси. Перед дегидрированием диэтилбензол нагревают на 75 К, испаряют его при температуре кипения (теплота испарения 355 кДж/кг) и перегревают от 180 до 600 °С, на что затрачивают 320 м3 топливного газа и час. Теплота сгорания газа 45*103 кДж/кг, к.п.д. топки 0,73. Определить мольное соотношение водяной пар : диэтилбензол в паро-сырьевой смеси на входе, если удельная теплоемкость жидкого диэтилбензола равна 1,9 кДж/(кг*К), а его перегретых паров 2,62 кДж/(кг*К).
Скачать решение задачи 185 (цена 100р)
Задача 186. Дивинилбензол получают дегидрированием диэтилбензола в шахтном адиабатическом реакторе. дегидрирование поступает в час 6500 кг паро-сырьевой смеси с массовым соотношением диэтилбензол : водяном пар, равным 1:3. В этих условиях степень конверсии диэтилбензола за один проход через реактор составляет 43%. В результате эндотермических реакций разности температур между верхним и нижним слоями катализатора достигает 38 К. Определить тепловой эффект эндо термических реакций (в кДж на 1 кг превращенной диэтилбензола), если удельная теплоемкость паро-сырьевой смеси равна 3,4 кДж/(кг*К).
Скачать решение задачи 186 (цена 100р)
Задача 187. Дивинилбензол получают дегидрированием диэтилбензола в шахтном адиабатическом реакторе, внутренний диаметр которого 2,8 м, а высота слоя катализатора 1,6 м. В реактор поступает паро-сырьевая смесь мольным соотношением диэтилбензол : водяной пар. равным 1 : 22. В этих условиях выход дивинилбензола составляет 364% в расчете на пропущенный диэтилбензол В результате дегидрирования (при средней температур 583,5°С и давлении 75 кПа) образуется контактный газ массовая доля водяного пара в котором равна 76% плотность газа 0,98 кг/м3. Определить скорость контактного газа в сечении реактора, если производительность 1 м3 катализатора равна 112 кг дивинилбензола в час.