Производство 1,2-дихлорэтана
4. Образование хлористого этила
C2H4 + HCl C2H5Cl
При этом образуется:
ДХЭ – 15565 • 0,98 = 15254 кг/ч
ТХЭ – 15565 • 0,02 = 311,3 кг/ч
ВХ – 15565 • 0,1/100 = 15,56 кг/ч
ХЭ – 15565 • 0,1/100 = 15,56 кг/ч
Определение количества хлора и этилена, идущих на образование ДХЭ – сырца.
На образование ДХЭ (10
0%-ого):
X1 X2 15254
CH2=CH2 + Cl2 C2H4Cl2
28 71 99
М (С2Н4) = 28 кг/кмоль
М (Сl2) = 71 кг/кмоль
М (С2Н4Cl2) = 99 кг/кмоль
X1 (C2H4) = 28•15254/99 = 4402,2 кг/ч
Х2 (Сl2) = 71•15254/99 = 10939,7 кг/ч
На образование ТХЭ:
Х1 Х2 311,3 Х3
С2Н4 + 2Cl2 С2Н3Cl3 + НCl
28 142 133,5 36,5
M(HCl) = 36,5 кг/кмоль
М(С2H3Cl3) = 133,5 кг/кмоль
Х1 (С2Н4) = 28•∙311,3/133,5 = 65,3 кг/кмоль
Х2 (Cl2) = 142•311,3/133,5 = 331,2 кг/кмоль
Х3(НCl) = 65,3•36,5/28 = 85,1 кг/ч
На образование ВХ:
Х1 X2 15,56 X3
С2H4 + Сl2 C2H3Cl + HCl
28 71 62,5 36,5
M(C2H3Cl) = 62,5 кг/кмоль
Х1(C2H4) = 28•15,56/62,5 = 6,97 кг/ч
Х2 (Сl2) = 71•15,56/62,5 = 17,27 кг/ч
Х3(НCl) = 6,97•36,5/28 = 9,1 кг/ч
На образование ХЭ:
Х1 X3 15,56
С2Н4 + НCl C2H5Сl
28 36,5 64,5
M(C2H5Cl) = 64,5 кг/кмоль
Х1(С2Н4) =28•15,56/64,5 = 6,7 кг/ч
В данном случае идет утилизация хлористого водорода, образовавшегося в предыдущих реакциях.
Х3 (HCl) = 15,56•36,5/64,5=8,8 кг/ч
Определяем суммарное количество образовавшегося хлористого водорода:
На реакцию образования этилхлорида расходуется хлористого водорода – 10,1 кг/ч. остальное количество 94,2 – 8,8 = 85,4 кг/ч растворяется в дихлорэтане сырце.
Общий расход этилена.
Расход технического этилена.
Состав технического этилена, % об.:
Этилен (С2Н4) – 99,9
Метан (СН4) – 0,048
Этан (С2Н6) – 0,048
Пропилен (С3Н6) – 0,005
Плотность при нормальных условиях [5]
где М – молекулярная масса газа, кг/кмоль
– плотность газа при н.у., кг/м3
22,4 м3 – объем, занимаемый 1 кмоль газа.
(С2Н4) = 28/22,4 = 1,250 кг/м3
(СН4) = 16/22,4 = 0,714 кг/м3
(С2Н6) = 30/22,4 = 1,339 кг/м3
(С3Н6) = 42/22,4 = 1,875 кг/м3
(С2Н2) = 26/22,4 = 1,161 кг/м3
Объем при нормальных условиях [5]
где 
– объем, занимаемый газом при н.у., м3
m – масса газа, кг
- плотность газа при н.у., кг/м3
Объемный расход чистого 100%-ого этилена для получения дихлорэтана.
Общий объемный расход этиленовой фракции составит:
Расход остальных газов:
Пропилен 
или 
Метан 
или 
Этан 
или 
Общий массовый расход технического этилена составит:
Состав этилена в массовых процентах 
:
[5]
Этилен 
Пропилен 
Метан 
Этан 
Общий расход хлора
G = 11288,6 кг/ч – расход чистого 100%-ого хлора пошедшего на реакцию получения 1,2 – дихлорэтана и побочные реакции.
Определим состав технического хлора в массовых процентах.
Определим плотность газов, входящих в состав технического хлора.
(Cl2) = 71/22,4 = 3,17 кг/м3
(Н2O) = 18/22,4 = 0,8 кг/м3
(O2) = 32/22,4 = 1,43 кг/м3
Объемный расход чистого 100%-ого хлора составит:
Объемный расход технического хлора:
Остальные компоненты:
Вода 
или 
Кислород 
или 
Массовый расход технического хлора.
(вода)
где 
– массовый расход технического хлора
mi (хлор) – массовый расход 100%-ого (чистого) хлора
mi (кислород) – массовый расход 100%-ого (чистого) кислорода
mi (вода) – массовый расход 100%-ого (чистого) водяного пара
Определим состав технического хлора в массовых процентах.
[5]
хлор 
вода 
кислород 
Таблица 5.1. Материальный баланс стадии прямого хлорирование этилена
|
Приход |
Расход | ||||||
|
Компоненты |
|
|
% |
Компоненты |
|
|
% |
|
Технический этилен в том числе: Этилен Пропилен Метан Этан Технический хлор, в том числе: Хлор Вода кислород |
4484,77 4481,2 0,3 1,23 2,3 11392,6 11288,6 0,033 104 |
160,17 160,04 0,007 0,07 0,07 160,46 159 0,002 3,25 |
27,88 72,12 |
ДХЭ-товарный Побочные, в том числе: ТХЭ ВХ ХЭ Отходящие газы, в том числе: Хлористый водород Пропилен Метан Этан Вода Кислород Потери ДХЭ |
14943 342,4 311,3 15,56 15,56 193,3 85,4 0,2 1,23 2,3 0,033 104 395 |
151 2,85 3,17 0,24 0,24 5,85 1,2 0,007 0,07 0,07 0,002 3,25 4 |
94,73 1,98 1,17 2,2 |
|
ИТОГО: |
15873,7 |
100 |
ИТОГО: |
15873,7 |
100 | ||
Скачать реферат