контрольная работа. ТОХТ конт работа. Решение Уравнение реакции образования ацетилена CaC 2 2H 2 ОCa(OH) 2 c 2 h 2

• Название: Решение Уравнение реакции образования ацетилена CaC 2 2H 2 ОCa(OH) 2 c 2 h 2
• Анкор: контрольная работа
• Дата: 23.05.2023
• Размер: 31.27 Kb.
• Имя файла: ТОХТ конт работа.docx
• Тип: Решение; #1153490

1. Рассчитать материальный баланс процесса производства ацетилена из карбида кальция.

Исходные данные:

- производительность по ацетилену – 50 т/сут;

- конверсия карбида кальция – 0,7;

- конверсия воды – 0,8;

- содержание примесей в карбиде кальция – 30%;

- содержание примесей в воде – 5%.
Решение:

Уравнение реакции образования ацетилена

CaC₂+ 2H₂О⟶Ca(OH)₂+ C₂H₂↑

1. 
   Молекулярные массы компонентов:
   

Карбид кальция: CaC₂= 64, г\моль

Вода: H₂О = 18, г\моль

Гидроксид кальция: Ca(OH)₂ = 74, г\моль

Ацетилен: C₂H₂ = 26, г\моль

Проверяем соответствие баланса

М(СаС₂)+2*М(Н₂О)=М(Са(ОН)+м(С₂Н₂)

64+2*18=74+26

100=100

2. 
   Рассчитываем производительность установки
   

(кг\ч)

3. 
   Расчитываем стехиометрическое количество СаС₂ , необходимое для получения C₂H₂ массой :
   

CaC₂ + 2H₂О⟶ Ca(OH)₂ + C₂H₂↑

5128,204 (кг/час)

4. 
   Находим массу чистого CaC₂ с учетом его конвексии, которое должно находиться в техническом CaC₂:
   

Где - масса СаС₂ с учетом конверсии,

Х_Сас2 -конверсия СаС₂, выраженная в долях.

5. 
   Рассчитываем массу непревращеного остатка
   

6. 
   Найдем массу технического реагента CaC₂ с учетом его состава:
   

7. 
   Масса примесей технического реагента CaC₂ равна:
   

8. 
   Находим стехиометическую массу Н₂О, необходимую для получения заданного количества С₂Н₂:
   

9. 
   Находим массу чистого Н₂О с учетом его конвекции:
   

/час

10. 
    Находим массу непреращенного остатка Н₂О после оканчания процесса :
    

11. 
    Находим массу технического Н₂О с учетом его состава:
    

12. 
    Масса примесей Н₂О равна :
    

13. 
    Рассчитываем массу Са(ОН)₂
    

час

14. 
    Составляем уравнение материального баланса:
    

10465,723+3795,546=2083,333+5929,486+2197,802+721,154+313,717+189,777

14261,269=14261,269

15. 
    Составляем таблицу материального баланса:
    

Приход			Расход
Компонент	Кг/ч	% масс		Компонент	Кг/ч	% масс
Технический СаС2	10465,733			Целевой С2Н2	2083
- CaC2	7326,006			Побочный продукт Са(ОН)2	5929,486
-примеси	3139,717			Непревращенный СаС2	2197,802
Техническая вода:	3795,546			Непревращенный Н2О	721,154
- H2О	3605,768			примеси H2О	3139,717
-примеси	189,777			примеси СаС2	189,777
Итого	14261,269	100		Итого	14261,269	100

2. Составить материальный баланс процесса производства хлорбензола (процесс сложный необратимый параллельный). Рассчитать расходные коэффициенты по сырью, селективность процесса, выход целевого продукта.

Исходные данные:

- производительность по техническому хлорбензолу – 30 т/сут;

- содержание хлорбензола в целевом продукте – 75%;

- содержание дихлорбензола в целевом продукте – 25%;

- содержание примесей в бензоле – 16%;

- содержание примесей в хлоре – 15%;

- конверсия бензола – 0,7;

- конверсия хлора – 0,9.

Решение:

Основная реакция

C₆H₆ + Cl₂ → C₆H₅Cl + HCl (1)

Побочная реакции

C₆H₆ + 2Cl₂ → C₆H₄Cl₂ + 2HCl (2)

1. 
   Молекулярные массы компонентов:
   

Бензол: С₆Н₆= 78,

Хлорбензол: С₆Н₅Cl = 112,5,

Дихлорбензол: С₆Н₄Cl₂ = 147

Хлор: Cl₂ = 71,

Хлороводород: HCl = 36,5.

2. 
   По условию задачи производительность по техническому хлорбензолу – 30 (т/сут) или 1250 (кг/час).
   

Технический хлорбензол содержит 70% масс. хлорбензола и 30% масс. дихлорбензола.

3. 
   Определим массу каждого продукта в составе реакционной массы после протекания процесса (в техническом хлорбензоле):
   

= 1250 · 0,75 = 937,5 (кг/час)

= 1250 · 0,25 = 312,5 (кг/час)

Проверяем правильность расчета:

937,5кг/час + 312,5кг/час = 1250 кг/час

4. 
   По массе целевого продукта C₆H₅Clcогласно стехиометрии определяем расход чистых реагентов С₆Н₆ и Сl₂ на целевую реакцию:
   

78 71 112,5 36

C₆H₆ + Cl₂ → C₆H₅Cl + HCl




Помимо хлорбензола, образовался хлороводород:

5. 
   Определяем расход чистых реагентов С₆Н₆ и Сl₂ на побочную реакцию:
   

Помимо хлорбензола, образовался хлороводород:

6. 
   Суммируем массы каждого из реагентов, израсходованных на целевую и побочные реакции:
   

7. 
   Учитываем конверсию реагентов:
   

8. 
   Определяем непревращенный остаток для каждого из реагентов,
   

9. 
   Найдем массу технического реагента С₆Н₆ с учетом его состава:
   

Рассчитаем массу технического реагента Сl₂ с учетом его состава:

10. 
    Масса примесей технического реагента С₆Н₆и Сl₂равна:
    

11. 
    Составляем уравнение материального баланса
    

1387,42+1168,11=937,5+312,5+459,4+349,63+99,29+221,99+175,22

2555,53=2555,53

12. 
    Составляем таблицу материального баланса:
    

    Приход			Расход
    Компонент	Кг/ч	% масс	Компонент	Кг/ч	% масс
    Технический бензол:	21387,42		Технический продукт:	1250
    -С6Н6	1165,43		-Целевой С6Н5Cl	937,5
    -примеси	221,99		-Побочный С6Н4Cl2	312,5
    Непревращенный_С'>Технический хлор:	1168,89		Непревращенный С6Н6	349,63
    -Cl2	992,89		Непревращенный Сl2	99,29
    -примеси	175,22		примеси С6Н6	221,99
    			примеси Сl2	175,22
    			Хлороводород	459,4
    Итого		100	Итого		100

13. 
    Рассчитаем селективность процесса по реагентам:
    

Выход на подданное сырье:





Выход на превращенное сырье:





Расходные коэффициенты по сырью:

- фактические:

• 
  Теоретические