Расчет энергетического баланса фтористо-водородного алкилирования

Расчет теплоты химической реакции и количества тепла, выделяющегося в реакторе, проводится по методике, приведенной ниже.

В реакторе алкилирования протекают две основные реакции:

  • 1) реакция (3.3) между бутеном-2 и изобутаном с образованием изооктана (2,2,4-триметилпентан);
  • 2) реакция (3.4) между бутеном-1 и изобутаном с образованием 2,3-диметилгексана:

сн3

I

СНз-СН=СН-СНз+СНз-СН-СНз ->СН3-С-СН2-СН-СНз

2-бутнлен | | | (3.3)

CH3 CHa СНз

изобутан2. 2.4 трнмстнлпенган

(изооктан)

СН2=СН-СН2-СНз+€Нз-СН-СНз->СНз-СН-СН-СН2-СН2-СНз

1-бутилен

СНз СНз СНз (3-4)

нзобутан2. 3 диметилгексан

Тепловой эффект каждой реакции найдем на основе стандартных теплот образования индивидуальных веществ и следствия из закона Гесса:

• (3-5)

Для первой реакции стандартные теплоты образования инди-

видуальных веществ:

=_91^

7 2-бутен 1

МОЛЬ •

АЯ = -134,5-^^-

изобутан ’

МОЛЬ •

АН = -224,1^^

изооктан ’

МОЛЬ

Тогда по закону Гесса тепловой эффект реакции будет равен

= =-224,1 + 9,1 + 134,5 = -80,5^

МОЛЬ

Для второй реакции стандартные теплоты образования инди-

видуальных веществ:

д« =_0>1^?

1-бу/иеи ’

моль •

= -134,5^

МОЛЬ •

ДЯ = 213 9

12,3-диметилгексан 7

МОЛЬ

Тогда по закону Гесса тепловой эффект реакции будет равен

АН = АН,,, -АН -АН й =-213,9+0,1+ 134,5 =-79,3-^—

х.р. 23-диметилгексан 1-бутен изобутан х х

МОЛЬ

Следовательно, для расчетов можно принять среднее значение между двумя полученными тепловыми эффектами и при этом пренебречь долей каждой реакции в реакторе (тепловой эффект побочных реакций не рассматривается ввиду их незначительной доли):

_ 80,5 + 79,3

хр' ’ моль

Найдем количество тепла, которое выделяется в реакторе в единицу времени при протекании химических реакций:

^х.р.'^алк iq3

(3.6)

где GaJlK - выход алкилата, кг/с; Ммк - молекулярная масса алкилата, г/моль (118 г/моль);

= 79,9.47616,53= кВт хр- 114-3600

Результаты расчетов сведены в таблицу 3.13.

Таблица 3.13 - Энергетический баланс стадии реакции

Статьи прихода

№ потока

Наименование потоков и компонентов

Кг/ч

Q, кВт

1

Тепло смеси углеводородов

396610,86

10498,18

2

Тепло кислотной смеси

540421,87

23383,72

3

Тепло химической реакции

8956,12

Итого

937032,73

42 838,02

Статьи расхода

№ потока

Наименование потоков и компонентов

Кг/ч

Q, кВт

1

Тепло выходящего потока реакционной смеси

937032,37

33881,90

2

Потери тепла

428,38

3

Тепло, отводимое хладоагентом

8527,74

Итого

937032,37

42 838,02

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >