Дипломная работа: Получение уксусной кислоты
cp ( О2)=31,46 + 3,39·10-3·303 – 3,77·105·303-2
=28,38 кДж/кмоль
cp 8( О2)=31,46 + 3,39·10-3·383 – 3,77·105·383-2
=24,04 кДж/кмоль
cp 8( CH3СНО)=13,00 +
153,5·10-3·383 – 53,7·10-·3832 =80,46 кДж/кмоль
cp 8( CH3СООН)=14,82 +
196,7·10-3·383 – 77,7·10-·3832 =78,76 кДж/кмоль
cp 8( СО2)=44,14 + 9,04·10-3·383 – 8,54·105·383-2
=41,78 кДж/кмоль
cp 8( Н2О)=30,00 + 10,71·10-3·383 + 0,33·105·383-2
=34,36 кДж/кмоль
cp 0( N2)=27,88 + 4,27·10-3·303
=29,17 кДж/кмоль
cp 8( N2)=27,88 +
4,27·10-3·383 =29,51 кДж/кмоль
Приход тепла
1. Тепло, приходящее с исходными веществами:
Qисх. в-в = ΣGni · cpi · Tн = G C2H4· cp (
C2H4) · Tн + G О2· cp (
О2) · Tн + G N2 · cp 0(
N2) · Tн =
=1,786
·44,81· 303 + 3,376· 28,38· 303 + 12,698· 29,17· 303 = 165511,4 кДж/час
2.
Тепло химических реакций:
Qр= Qобркон – Qобрисх
Теплота образования конечных веществ:
Qобркон =
Σ(–ΔН°j) · Gnj
Qобр C2H4 = –52,3 · 0,143 · 10 = –7478,9 кДж/час
Qобр CH3СНО = 166,00 · (1,316 + 0,163) · 10 = 245 514 кДж/час
Qобр CH3СООН = 434,84 · 0,049 · 10 = 21307,2 кДж/час
Qобр СО2 =
393,51 · 0,23 · 10 = 90507,3 кДж/час
Qобр Н2О =
241,81 · 0,23 · 10 = 55616,3 кДж/час
Теплота образования исходных веществ:
Qобркон = Σ(–ΔН°i) · Gni
Qобр C2H4 = –52,3 · 1,786 · 10 = –93407,8 кДж/час
Qр=495465,9 – (– 93407,8 ) =498873,3 кДж/час
3. Тепло фазовых переходов.
В условиях реакции фазовых переходов продуктов реакции и
реагентов не происходит.
4. Итого, приход тепла:
Qприх = Qисх. в-в + Qр = 165511,4 + 498873,7 = 664385,1 кДж/час
Расход тепла
1. Тепло, уносимое из реактора продуктами реакции и
непрореагировавшими веществами:
Qпрод= ΣGnj· cpj · Tк = G C2H4· cp 8( C2H4) · Tк + G О2 · cp 8(О2) · Tк + G N2 · cp 8( N2) · Tк + G СО2 · cp 8( СО2) · Tк + G Н2О
· cp 8(Н2О) · Tк = (0,143·52,49 + 2,243·24,04+ 12,698·29,51 + 0,23·41,78 +
0,23·34,36)·383 = 173751,0 кДж/час
2. Тепло, затрачиваемое на подогрев исходных реагентов:
Qнагр = ΣGni· cpi · (Tк – Tн) =
[G C2H4· cp (C2H4) + G N2 · cp 0(N2) + G О2· cp ( О2)]· (Tк – Tн) =
(1,786·44,81 + 12,698·29,17 + 3,376·28,38) · (383 – 303) = 43699,4 кДж/час
3. Потери тепла:
Δ Q=
0,04·Qприх = 0,04·664385,1 = 26575,4
кДж/час
4. Тепловая нагрузка:
QF = Qприх – Qпрод – Qнагр
– Δ Q = = 664385,1– 173751,0 – 43699,4 – 26575,4
= 420 359,3 кДж/час
Таблица теплового баланса:
Приход тепла |
кДж/час |
% |
Расход тепла, кДж/моль |
кДж/час |
% |
Тепло,
приходящее с исходными веществами Qисх.в-в |
165511,4 |
24,9 |
Тепло,
уносимое из реактора продуктами реакции Qпрод |
173751,0 |
26,1 |
Тепло
химических реакций Qр |
498873,7 |
75,1 |
Тепло,
затрачиваемое на подогрев исходных реагентов Qнагр |
43699,4 |
6,6 |
Тепло
фазовых переходов |
– |
– |
потери
Δ Q |
26575,4 |
4,0 |
|
|
|
Тепловая
нагрузка QF |
420 359,3 |
63,3 |
Итого |
664385,1 |
100 |
Итого |
664385,1 |
100 |
Поверхность реактора:
Примем разность температур реакционной массы и теплоносителя
равной Δtср = 50 К, коэффициент теплопередачи k = 150 вт/м2·К , тогда
площадь поверхности реактора составит
F = QF/(k· Δtср) =
(420 359,3 · 1000)/(150 · 50 · 3600) = 15,57 м2
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 |