Реактор. Никифоров Р.С._ХТбз-1401. Оптимизация процесса получения капролактама из

• Название: Оптимизация процесса получения капролактама из
• Анкор: Реактор
• Дата: 14.03.2023
• Размер: 1.35 Mb.
• Имя файла: Никифоров Р.С._ХТбз-1401.docx
• Тип: Документы; #989775
• страница: 5 из 6

Средняя теплоемкость олеума с содержанием SO₃=23% равна [6]:





При содержании SO₃=10%:





Теплоемкость воды равна [7]:





Средняя теплоемкость циклогексаноноксима[8]:






Теплоемкость циклогексанона [1]:






Теплоемкость ε-капролактама [1]:





Расчет физического тепло компонентов реакционной смеси представлен в табл. 9.

Таблица 9 – Физическое тепло компонентов реакционной массы

Компонент	Количество, кг/ч (*кмоль/ч)		Теплоемкость, кДж/кг·К (*кДж/кмоль·К)		Qисх, кДж/ч	Qпрод, кДж/ч
	Приход	Расход	при Т=353К	при Т=373 К
Оксим	417,82*		137,02		4579975,712
Циклогексанон	21,07		2,370		3994,872
Вода	1053,74		4,204		354393,8368
Олеум	33719,712	34773,46	1,43	1,42	3857535,053	4937831,32
Капролактам		19747,1		3,500		6911485
Итого:					8795899,474	11849316,3

Приход тепла:





Потери тепла примем равными 3%











Количество теплоты, которое необходимо отводить из зоны реакции для поддержания требуемого температурного режима процесса:











Количество теплоносителя (холодной воды), необходимое для снятия избыточного тепла процесса:






где , – конечная и начальная температура воды, К;
– средняя теплоемкость воды для выбранного интервала температур, кДж/кг·К.






Энергетический баланс процесса представлен в табл. 10 Таблица 10 – Энергетический баланс реактора

Приход	кДж/ч	%	Расход	кДж/ч	%
Тепло экзотермической реакции, Qр	41066250	82,36	Физиеское тепло продуктов, Qпрод	11849316,3	23,76
Физическое тепло компонентов сырья, Qисх	8795899,474	17,64	Теплопотери, Qпотерь	1495864,48	3,00
			Отводимое теплоносителем тепло, Qотв	36516968,694	73,24

Итого:

49862149,474

100

49862149,474

100

3. 
   Расчет и выбор теплообменника
   

Расчет теплообменника сводится к определению необходимой поверхности, обеспечивающей заданный температурный перепад.

Исходные данные:

• 
  начальная температура холодного теплоносителя (вода)
  

t _Х1 ^{= 20°С;}

• 
  конечная температура холодного теплоносителя (сжиженный пропан)
  

t _Х2 ^{= 70 °С;}

• 
  начальная температура горячего теплоносителя
  

• 
  конечная температура горячего теплоносителя
  

Схема теплообмена:
20 °С 70 °С,
80 °С 100 °С.
Поверхность нагрева:





где Δt_cp - средний температурный напор, С; К - коэффициент теплоотдачи.

Коэффициент теплопередачи К ориентировочно равен 800 Вт/(м²·К) = 2880кДж/( м²·К·ч) [2].

По схеме теплообмена: Δt_м=100-70=30 С, Δt_б=80-20= 60 С.

Средняя разность температур: