Материальный баланс стирола

Исходные данные:

Производительность по стиролу, т/сут             30 

Состав этилбензола, % мас.:

этилбензол                                                          98 

О-КСИЛОЛ                                                              2 

Мольное соотношение «этилбензол : Н2О» 1 : 15

Условия реакции:

температура, С                                                     640 

давление, атм.                                                         1 

Значение Кр при температуре реакции         0,432 

Степень достижения равновесия                    0,83

Работа выполнена по следующему плану

 1. Составлена технологическая, функциональная и операторная схему производства в виде эскизов, а также схема реатора

2. Составилен материальный баланс процесса (пояснения к расчету и таблица материального баланса приход/расход)

3. Рассчитаны технико-экономические параметры процесса

а) производительность и пропускную способность

б) выход продукта на поданное сырье.

в) теоретический и фактический расходные коэффциенты по сырью.

г) конверсия и селективность

Файл помощи оформления заказа и порядок (инструкция) его получения 

 Краткая теория процесса

При дегидрировании ввиду отщепления водорода всегда происходит увеличение объема газов и, следовательно, повышению степени конверсии благоприятствует низкое давление. По этой причине выбирают давление близкое к атмосферному, а в некоторых случаях осуществляют процесс в вакууме. Так, при 595 °С равновесная степень конверсии этилбензола в стирол при 0,1 МПа составляет 40 %, а при 0,001 МПа уже 80 %. [2]

Вместо того, чтобы применять вакуум иногда удобно разбавлять реакционную смесь газом или паром инертным в условиях реакции, что также ведет к снижению парциальных давлений реагентов и росту равновесной степени конверсии. Так как водород смещает равновесие в сторону гидрирования, а другие газы затрудняют выделение целевых продуктов, то на практике часто применяют перегретый водяной пар, сохраняя общее давление 0,1 МПа. Разбавление ведут в массовом соотношении ЭБ: в.п. =1: 2,6. [3].

Кроме термических превращений протекающих при высокой температуре и сопровождающихся глубоким расщеплением и конденсацией, все реакции дегидрирования - каталитические. Применение катализаторов позволяет достигнуть высокой скорости процесса при сравнительно низкой температуре, когда еще не получают значительного развития нежелательные побочные реакции. Ввиду обратимости реакций дегидрирования и способности любых катализаторов одинаково ускорять как прямой, так и обратный процесс, обе эти реакции в принципе катализируются одними и теми же веществами. Их можно разделить на три основные группы:

металлы VII группы (Fe, Co, Ni, Pd, Pt) и IБ подгруппы (Cu, Ag) периодической системы, а также смеси этих металлов (сплавы).

оксиды металлов (MgO, ZnO, Cu₂O₃, Fe₂O₃ и т.д.). Отечественный катализатор К-22 имеет состав, % (масс.): Fe₂O₃ - 69-73; K₂CO₃ - 19-20; Cr₂O₃ – 7,5-8,5; K₂SiO₃ – 2,0-2,6 При использовании этого катализатора водяной пар, подаваемый на разбавление, газифицирует углистые соединения на поверхности катализатора, благодаря чему срок его службы без регенерации составляет 1,5 - 2 года.