Расчет теоретического материального баланса

 

Задание: Рассчитать на основании вышеприведенных данных материальный баланс реакции получения циклогексанона:

 

 

Молярные массы веществ участвующих в реакциях:

 

Рассчитаем количество циклогесканона в кмолях:

 

Рассчитаем количество кмоль/час циклогексана, необходимого для получения 10,20 кмоль/час циклогексанона:

 

 

Рассчитаем количество кмоль/час кислорода, необходимого для получения 10,20 кмоль/час циклогексанона:

 

 

Рассчитаем количество образовавшейся воды:

 

 

Результаты расчетов сводим в таблицу:

 

Таблица 2. Теоретический материальный баланс

Приход					Расход
вещество		% мольн.		% масс.	вещество		% мольн.		% масс.
С6Н12	10,20	50	856,8	72,4	С6Н10О	10,20	50	999,6	84,5
О2	10,20	50	326,4	27,6	Н2О	10,20	50	183,6	15,5
Итого:	20,40	100	1183,2	100	Итого:	20,40	100	1183,2	100

 

Вывод: Таким образом, в результате расчета установили, что при получении 1 тонны циклогексанона необходимо взять 856,8 кг циклогексана и 326,4 кг кислорода. При этом выделяется 183,6 кг воды.

Расчет практического материального баланса

 

Задание: Составить практический материальный баланс для получения циклогексанона:

Основная реакция

 

 

Побочная реакция

 

 

Молярные массы веществ участвующих в реакциях:

– основная реакция

 

 

– побочная реакция  – примеси

 

Переведем годовую производительность реактора, выраженную в единицах массового потока, в единицу мольного потока:

 

где П - массовая производительность реактора, т/год;

G_n - мольная производительность, ;

n - число дней работы реактора в году;

M - молекулярная масса целевого продукта – циклогексанона;

 

   

 

где 1000, 24, 60 – переводные коэффициенты.

Производительность с учетом технологического выхода продукта:

 

 

Рассчитаем приходную часть материального баланса

Количество циклогексана, требуемого для получения 0,216  циклогексанона:

 

 

Количество циклогексана, требуемого для получения 0,216  циклогексанона с учетом селективности:

 

 

Количество циклогексана, необходимого для получения циклогексанона с учетом степени превращения:

 

Количество циклогексана, пошедшее на побочную реакцию:

 

 

Количество непрореагировавшего циклогексана:

 

  

 

Количество циклогексана, с учетом состава прореагировавшей смеси:

 

 

Количество примесей, поступающих с оксидом углерода:

 

 

Количество кислорода, поступающего с циклогексаном, с учетом мольного соотношения:

 

   

 

Количество кислорода, с учетом состава:

   

 

Количество примесей, поступающих с кислородом:

 

 

Количество кислорода, пошедшее на основную реакцию:

 

 

Количество кислорода, пошедшее на побочную реакцию:

 

 

Количество непрореагировавшего кислорода: