m(сырца) = 200·1000/24 = 8333,33кг/час
2)Состав хлорвинила – сырца (производительность:
хлористый винил:
m(C2H3Cl) = 8333,33·95/100 = 7916,66 кг/час;
3) Учитывая потери хлорвинила от производительности 1,5 % масс.
mпотери(C2H3Cl) = 7916,66·1,5/100 = 118,75 кг/час;
mвсего(C2H3Cl) = 7916,66 + 118,75 = 8035,41 кг/час;
wвсего(C2H3Cl) = 8035,41 / 62,45 = 128,67кмоль/час;
4) Состав хлорвинила – сырца:
дихлорэтан:
m (C2H4Cl2) = 8333,33·4/100 = 333,33 кг/час;
w(C2H4Cl2) = 333,33 / 98,9 = 3,37кмоль/час;
ацетальдегид:
m (C2H4О) = 8333,33·1/100 = 333,33 кг/час;
w(C2H4О) = 83,33 / 44 = 1,89кмоль/час;
5) Количество ацетилена, пошедшего на образование винилхлорида:
w1(C2H2) = wвсего(C2H3Cl) = 128,67кмоль/час;
6) Количество хлороводорода, пошедшего на образование винилхлорида:
w1(HCl) = w1(C2H2) = 128,67кмоль/час;
7) Количество ацетилена, пошедшего на образование дихлорэтана:
w2(C2H2) = w (C2H4Cl2) = 3,37кмоль/час;
8) Количество хлороводорода, пошедшего на образование дихлорэтана:
w2(HCl) = 2· w2 (C2H2) = 3,37 · 2 = 6,74 кмоль/час;
9) ацетальдегида
w3(С2Н2) = w2 (C2H4О) = 1,89 кмоль/час;
10) воды:
w(Н2О) = w3 (С2Н2) = 1,89 кмоль/час;
m (Н2О)=1,89*18=34,02кг/ч
11)Количество С2Н2 прореагировавшего:
w0(С2Н2)= w1+ w2+ w3=128,67+3,37+1,89=133,93кмоль/час;
m0(С2Н2)=133,93*26=3482,18кг/час;
12) Учитывая конверсию 98% ацетилена,всего было подано:
3482,18 - 98%
Х - 100%
Х= mвсего(С2Н2)=3482,18*100/98=3553,25кг/ч
wвсего(С2Н2)=3553,25/26=136,66кмоль/час
13) Количество и масса непрореагировало ацетилена:
mнепр(С2Н2)=3553,25-3482,18=71,07кг/час
wнепр(С2Н2)=71,07/26=2,73
14) Количество хлороводорода,пошедшее на обе реакции:
w0(HCl)= w1+ w2 =128,67+6,74=135,41кмоль/час
Учитывая избыток по сравнению со стехиометрией 10% об.:
V0(HCl)= w0(HCl)*22,4=135,41*22,4=3033,18м3/час
3033,18м3/час - 100%
Х - 10%
Х= Vизб(HCl)= 3033,18м3/час*10/100=303,32м3/час
Vвсего(HCl)= V0(HCl)+ Vизб(HCl)=3033,18+303,32=3336,5м3/час
wизб(HCl)=303,32/22,4=13,54кмоль/ч
mизб(HCl)=13,54*36,45=493,53кг/ч
wвсего(HCl)=3336,5/22,4=148,95кмоль/ч
mвсего(HCl)=148,95*36,45=5429,23кг/ч
15)Масса и количество примеси углекислого газа в ацетилене 1% об.:
V(С2Н2)= w(С2Н2)*22,4=136,66*22,4=3061,18м3/час
3061,18м3/час - 99%
Х - 1%
Х= V(СО2)=3061,18*1/99=30,92м3/час
V(СО2)=30,92/22,4=1,38кмоль/час
m(СО2)=1,38*44=22,08кг/час
Технологические и технико-экономические показатели процесса
1. Производительность установки установки: 9838.58 кг/ч
2. Конверсия эцетилена: 98 %
3.Фактический выход C2H3Cl:
QФ = m(C2H3Cl) = 7916.66+118.75 кг;
4.Теоретический выход C2H3Cl:
Mr(С2Н2) ¾ Mr(C2H3Cl), 26 ¾ 62.45,
mпод(C2H2) ¾ QТ; 3553.25 ¾ QТ;
QТ = 8534.63 кг;
Выход C2H3Clпо ацетилену:
bС2Н2= QФ / QТ * 100%= 94.15 %
5. Теоретический выход C2H3Cl рассматриваемый, исходя из количество превращенного C2H2
Mr(C2H2) ¾ Mr(C2H3Cl), 26 ¾ 62.45,
mпр(C2H2) ¾ QТ'; 3482.18 ¾ QТ';
QТ' = 8363.93кг;
b' C2H2 = QФ / QТ'* 100%=96.07%
6. Теоретические расходные коэффициенты по сырью:
по C2H2:
sт= Mr(C2H2) / Mr(C2H3Cl) = 26/62.45 = 0,416 кг/кг;
по НСl:
sт:= Mr(НСl) / Mr(C2H3Cl) = 36.45/62.45 = 0.584 кг/кг.
6. Фактические расходные коэффициенты:
по C2H2:
sф = mтехн(C2H2) / m(C2H3Cl) = 3575.33/8035,41 = 0.445 кг/кг;
по НСl:
sф= mтехн(НСl) / m(C2H3Cl) = 5429.23/8035.41 = 0.676 кг/кг.
Список литературы
1. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. М.:Высш. Школа, 2005. 520с.
2. Расчеты химико-технологических процессов / Под ред. И.П. Мухленова. Л.: Химия, 2008, 300с.