Lượng SO2 cần có là: (kg/h)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (594.15 KB, 81 trang )
Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội
C6H4(ONa)2
C6H5S Na
NaO-C6H4-C6H4-ONa
C6H5-O- C6H5
C6H5- C6H5
Na2SO3
Tạp chất
77,491
318,82
10,624
35,337
15,497
3075,808
269,64
Tổng lợng vào
15987,495
Đồ án tốt nghiệp
C6H5S H
OH -(C6H4)2- OH
C6H5ONa d
SO2 d
Na2SO3
C6H5- C6H5
C6H5-O- C6H5
Tạp chất
Tổng lợng ra
265,683
8,591
42,846
500,319
3031,985
15,497
35,337
269,64
15986,518
VII. Qúa trình lắng.
Hỗn hợp phenol và chất nhận đợc sau qúa trình axit hóa đợc đa đi lắng, tách
các tạp chất khi đó chúng ta thu đợc phenol thô. Hiệu suất của qúa trình này là
99% .Vậy phenol nhận đợc sau qúa trình này là
6909,23.0,99 = 6840,138 (kg/h)
VIII. Qúa trình chng cất.
Phenol thô sau qúa trình lắng đợc đa vào tháp chng cất thu đợc phenol tinh
khiết. Theo đầu bài hiệu suất của qúa trình chng cất là 97%. Do đó lợng phenol
thu đợc sau qúa trình này là
6840,138.0,97 = 6634,933 (kg/h)
Kết luận
Sau qúa trình tính toán chúng ta có thể rút đợc các lợng nguyên liệu cho qúa
trình sản xuất phenol với năng suất 55.000 tấn/năm đợc thể hiện qua bảng số liệu
sau.
Lợng nguyên liệu
Kg / h
Ghi chú
C6H6 99%
6813,99
Lợng kỹ thuật
H2SO4 98 %
8842
Lợng kỹ thuật, lấy d 1,06
mol so với phản ứng
Na2SO3 82%
8480,044
Lợng kỹ thuật, lấy d 20%
so với phản ứng
NaOH 85%
4584,333
Lợng kỹ thuật, lấy d 15%
so với phản ứng
SO2
2964,846
Lấy ở quá trình trung hoà
H2O
693,148
Nguyễn Văn Tiến
44
Lớp Hóa Dầu 2 - K44
Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội
Chơng II:
Đồ án tốt nghiệp
Tính cân bằng nhiệt lợng trong các qúa
trình sản xuất
I. Cân bằng nhiệt lợng của qúa trình sunpho hóa
- Nhiệt độ đầu vào của hỗn hợp 25 0 C
- Nhiệt độ đầu ra của sản phẩm là 150 0C
Nguyên liệu C6H6 và H2SO4
Phợng trình cân bằng nhiệt lợng
Q1 + Q2 = Q3 + Q4 + Q5
Q1 Nhiệt lợng do nguyên liệu mang vào, Kcal / h
Q3 Nhiệt lợng do phản ứng tỏa ra, Kcal / h
Q2 Nhiệt lợng do sản phẩm mang ra, Kcal / h
Q4 Nhiệt lợng mất mát ra môi trờng, Kcal / h
Q5 --Nhiệt do tác nhân làm lạnh, Kcal / h
1. Nhiệt lợng do nguyên liệu mang vào.
Q1 = G1. C1. T1 + G2. C2. T2
Trong đó
T1 là nhiệt độ đầu vào của hỗn hợp, bằng 250C.
G1 là lợng C6H6 và G1 = 6813,99 (kg/h)
C1 là nhiệt dung riêng của C6H6 , C1 = 0,38 Kcal / kg.độ
G2 là lợng H2SO4 , G2= 8842 (kg/h)
C2 là nhiệt dung riêng của H2SO4 ,C1 = 0,35 Kcal / kg.độ
T2=T1
Vậy Q1 = 6813,99.0,38.25 + 8842.0,35.25
=142100,405 (Kcal/h) = 142100,405.4,187 = 594974,395 (kj/h)
Nguyễn Văn Tiến
45
Lớp Hóa Dầu 2 - K44
Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội
Đồ án tốt nghiệp
2. Nhiệt lợng do sản phẩm mang ra.
+ Nhiệt lợng do C6H5SO3H mang ra
q1 = C1 . m1 . t1
C1- là nhiệt dung riệng của C6H5SO3H, Kcal / kg.độ
t1- là nhiệt độ của sản phẩm ra, t1 = 150 0C
m1- lợng C6H5SO3H, m1 = 12720,58 (kg/h)
Nhiệt dung riêng của hợp chất C6H5SO3H đợc xác định nh sau
M .C =n1.C1 + n2.C2
Trong đó
M khối lợng mol của hợp chất
C là nhiệt dung riêng của hợp chất hóa học, J/kg.độ
n1, n2 số nguyên tử các nguyên tố trong hợp chất đó
C1,C2 Nhiệt dung riêntg của các nguyên tử tơng ứng, J/ kg nguyên tử.độ
Tra bảng ta có CC = 11700 J / kg nguyên tử . độ
CH = 18000 J / kg nguyên tử . độ
CS = 31000 J / kg nguyên tử . độ
CO = 25100 J / kg nguyên tử . độ
Thay vào ta có
158. C = 6.11700 + 6.18000 + 31000 + 3.25100
C = 1800,633 ( J / kg.độ)
Vậy q1 = 12720,58. 1800,633. 150 = 3435764419 (J/h)
= 3435764,419 (kj/h)
+ Nhiệt lợng do H2O mang ra
q2 = C2 . m2 . t2
C2- là nhiệt dung riệng của H2O, Kcal / kg.độ
t2- là nhiệt độ của H2O ra , t2 = 150 0C
m2- lợng H2O , m2 = 1496,99 (kg/h)
C2 = 0,476 . 4,18 .103 J / kg.độ
q2 = 0,476 . 4,18 .103 . 150. 1496,99
= 446779659 (J/h)
= 446779,659 (kj/h)
+ Nhiệt lợng do benzen d mang ra
q3 = C3 . m3 . t3
Trong đó
C3- là nhiệt dung riệng của benzen, Kcal / kg.độ
Nguyễn Văn Tiến
46
Lớp Hóa Dầu 2 - K44
Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội
Đồ án tốt nghiệp
t3- là nhiệt độ của benzen , t3 = 150 0C
m3- lợng benzen, m3 =130,828 (Kg / h)
C3 = 0,38 . 4,18 .103 J / kg.độ
Q3 = 0,38 . 4,187.103 . 150. 130,828 = 31171,079. 103 (j/ h )
=31171,079 (kj/h)
+ Nhiệt lợng do H2SO4 d mang ra
q4 = C4 . m4 . t4
Trong đó
C4- là nhiệt dung riệng của H2SO4 d , Kcal / kg.độ
t3- là nhiệt độ của H2SO4 , t4 = 150 0C
m4- lợng H2SO4 d, m4 =569,72 (kg/h)
C4 = 0,35 . 4,18 .103 J / kg.độ
q4 = 0,35 . 4,18 .103 . 150. 569,72 = 125025,054. 103 (J/h)
=125025,054 (kj/h)
Vậy tổng nhiệt lợng do sản phẩm mang ra là
Q3 = q1 + q2 + q3 + q4 = 3435764,419 + 446779,659 +31171,079 + 125025,054
=4038740,211 (kj/h) = 964590,449 (kcal/h)
3. Nhiệt lợng do phản ứng tỏa ra.
Các phản ứng toả nhiệt
+ Phản ứng toả nhiệt thứ nhất
C6H6 + HO-SO3H C6H5SO3H + H2O (1)
H1 Hiệu ứng nhiệt của phản ứng (1)
H1 = ( ni .ci ) đầu - (ni .ci )cuối
H1 = 3 C[ C=C] + 3 C[ C-C] + 6 C[ C-H] + 2 C[ S=O] +2 C[ H-O] -3 C[ C=C] - 3 C[ C-C]
- C[ S-S] - 2 C[ S=O] - C[ H-O] - 2C[ H-O] - 5C[ C-H]
Tra bảng ta có
C[ C=C] =101,2 (Kcal / mol)
C[ S=O] = 92,2
C[ C-H] = 85,6
C[ C-S] = 54( Kcal / mol)
C[ C=S] =
62,8
( Kcal / mol )
(Kcal / mol)
( Kcal / mol)
C[ H-O] = 110( Kcal / mol)
Vậy H1 =-78,4 (Kcal / mol)
Số mol C6H6 đã tham gia phản ứng (1) là 83,864 (kmol/h)
q1= 83,864.103.78,4 = 6574981,826 (Kcal/h)
Nguyễn Văn Tiến
47
Lớp Hóa Dầu 2 - K44
Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội
Đồ án tốt nghiệp
= 27529448,9 (kj/h)
+ Phản ứng toả nhiệt thứ hai
HO-SO3H + C6H5SO3H C6H4(SO3H)2
+ H2O (2)
H2 Hiệu ứng nhiệt của phản ứng (1)
H2 = ( ni .ci ) đầu - (ni .ci )cuối
H2 = C[ C=C] + C[ C-H]
- C[ C-C] - C[ C-S]
Tra bảng ta có
C[ C=C] =101,2 Kcal / mol
C[ S=O] = 92,2
C[ C-H] = 85,6
Kcal / mol
C[ C-S] = 54
C[ C=S] =
Kcal / mol
C[ H-O] = 110
62,8
Kcal / mol
Kcal / mol
Kcal / mol
Vậy H1 =-70 Kcal / mol
Số mol H 2SO4 đã tham gia phản ứng (2) là
119,6.98
= 49,247 (kg/h) = 0,503 (kmol/h)
238
q2 = 503.70 = 35210 (Kcal/h) = 147424,27 (kj/h)
+ Phản ứng toả nhiệt thứ ba
C6H6 + C6H5SO3H C6H5-SO2- C6H5
+ H2O (3)
H3 Hiệu ứng nhiệt của phản ứng (3)
H3 = ( ni .ci ) đầu - (ni .ci )cuối
H3 = C[ C-H] - C[ H-O]
Tra bảng ta có
C[ C=C] =101,2 Kcal / mol
C[ S=O] = 92,2
C[ C-H] = 85,6
Kcal / mol
C[ C-S] = 54
C[ C=S] =
Kcal / mol
C[ H-O] = 110
62,8
Kcal / mol
Kcal / mol
Kcal / mol
Vậy H3 = 24,4 Kcal / mol
Số mol C6H6 đã tham gia phản ứng (3) là 0,419 (kmol/h)
q3 =
419. 24,4 = 10223,6 (Kcal/h) = 42806,213 (kj/h)
Vậy tổng nhiệt lợng do phản ứng toả ra là
Nguyễn Văn Tiến
48
Lớp Hóa Dầu 2 - K44
