Материальный баланс химической реакции

Составление материального баланса печи для сжигания серы, материальный баланс хлоратора в производстве хлорбензола и производства окиси этилена прямым каталитическим окислением этилена воздухом, печи окислительного обжига в производстве ванадата натрия.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ государственный НЕФТЕГАЗОВЫЙ университет»

Технологический институт

Кафедра переработки нефти и газа

Курсовая работа

«Общая химическая технология»

Выполнила:

студентка группы ХТОб-11

Пологрудов Виталий

Проверил:

Глазунов А.М.

Тюмень 2013

Задание № 1

Составить материальный баланс печи для сжигания серы производительностью 55 т/сутки. Степень окисления серы 0,75 (остальная сера возгоняется и сгорает вне печи). Коэффициент избытка воздуха б = 1,7. Расчет следует вести на производительность печи по сжигаемой сере в кг/ч.

Вариант	10
Производительность, т/сут.	55
Степень окисления S	0,75
Коэффициент избытка воздуха, б	1,7

Решение: Процесс горения серы описывается уравнением:

S + O2 = SO2.

Производительность печи: 55*103/24=2291,6667 кг/ч;

Масса серы:

- окисленной до SO2: 2291,67*0,75=1718,7500 кг,

- не окисленной: 2291,6667-1718,7500=572,9167 кг.

Израсходовано кислорода:

- на окисление: 1718,7500*22,4/32=1203,1250 м3,

- с учетом б: 1203,1250*1,7=2045,3125 м3 или 2045,3125*32/22,4=2921,8750 кг.

Поступило с кислородом азота:

2045,3125*79/21=7694,2708 м3 или 7694,2708*28/22,4=9617,8385 кг.

Образовалось SO2 по реакции:

1718,7500*64/32=3437,5000 кг или 3437,5000*22,4/64=1203,1250 м3.

Осталось не израсходованного кислорода:

1203,1250*0,7=842,1875 м3 или 842,1875*32/22,4=1203,1250 кг.

Материальный баланс печи:

Приход	Расход
	кг	м3		Кг	м3
S	2291,6667	-	S	572,9167	-
O2	2921,8750	2045,3125	SO2	3437,5000	1203,1250
N2	9617,8383	7694,2708	O2	1203,1250	842,1875
			N2	9617,8385	7694,2708
Итого:	14831,380	9739,583	Итого:	14831,380	9739,583

Задание № 2

Составить материальный баланс хлоратора в производстве хлорбензола (1 т хлорбензола), если состав жидких продуктов в %(масс.) следующий: бензола - 68,0; хлорбензола - 27,0; дихлорбензола - 2,8; трихлорбензола - 2,2. Технический бензол содержит 95,0 %(масс.) С6Н6. Технический хлор - 92,5 %(масс.) Сl2.

Вариант	10
Бензол, %масс.	68,0
Хлорбензол, %масс.	27,0
Дихлорбензол, %масс.	2,8
Трихлорбензол, %масс.	2,2
Технический бензол содержит в %масс. С6Н6	95,0
Технический хлор содержит в %масс. Cl2	92,5

Решение: Молекулярные массы компонентов - С6Н6 = 78, С6Н5Cl = 112,5, С6Н4Cl2 = 147, С6Н3Cl3 = 181,5, Cl2 = 71, HCl = 36,5.

Уравнения реакций: С6Н6 + Cl2 = С6Н5Cl + HCl, (1)

С6Н5Cl + Cl2 = С6Н4Cl2 + HCl, или С6Н6 + 2Cl2 = С6Н4Cl2 + 2HCl, (2)

С6Н4Cl2 + Cl2 = С6Н3Cl3 или С6Н6 + 3Cl2 = С6Н3Cl3 + 3HCl. (3)

В продукционной (жидкой) смеси находится, согласно заданному составу жидких продуктов реакции:

- С6Н5Cl = 1000 кг,

- С6Н4Cl2 = 1000*2,8/27=103,70 кг,

- С6Н3Cl3 = 1000*2,2/27=81,48 кг,

кроме того HCl, полученного:

- по реакции 1: 1000*36,5/112,5=324,44 кг,

- по реакции 2: 103,70*2*36,5/147=51,50 кг,

- по реакции 3: 81,48*3*36,5/181,5=49,16 кг,

- итого HCl: 324,44+51,50+49,16=425,1 кг.

Расход чистого бензола на 1т продукта:

- на образование С6Н5Cl: 1000*78/112,5=693,33 кг,

- на образование С6Н4Cl2: 103,7*78/147=55,03 кг,

- на образование С6Н3Cl3: 81,48*78/181,5=35,02 кг,

- не прореагировавшего: 1000*68/27=2518,52 кг,

- общий: 693,33+55,03+35,02+2518,52=3301,90 кг,

- технического: 3301,90/0,96=3439,47 кг.

Расход хлора:

- на образование С6Н5Cl: 1000*71/112,5=631,11 кг,

- на образование С6Н4Cl2: 103,7*2*71/147=100,18 кг,

- на образование С6Н3Cl3: 81,48*3*71/181,5=95,62 кг,

- общий: 631,11+106,17+95,02=826,91 кг,

- технического: 826,91/0,925=893,96 кг.

Материальный баланс хлоратора бензола на 1т хлорбензола:

Приход	Расход
	кг		кг
Технический бензол:		С6Н5Cl	1000
-С6Н6	3301,90	С6Н4Cl2	103,70
-примеси	137,58	С6Н3Cl3	81,48
Технический хлор:		С6Н6	2518,52
-Cl2	826,91	НCl	425,10
-примеси	67,05	Примеси к С6Н6	137,58
		Примеси к Cl2	67,05
Итого:	4333,43	Итого:	4333,43

Задание № 3

Составить материальный баланс производства окиси этилена прямым каталитическим окислением этилена воздухом. Состав исходной газовой смеси в %(об): этилен - 7,5, воздух - 92,5. Степень окисления этилена Х = 0,54. Расчет вести на 1 т оксида этилена.

Вариант	10
Этилен, % (об.)	7,5
Воздух, %(об.)	92,5
Х	0,54

сжигание сера этилен каталитический

<...