Материальный и тепловой баланс получения фенола

5. Расчётная часть

Дано:

Производительность по бензолу – 150 т/сут

Конверсия бензола – 90% [4]

Конверсия кумола – 85% [6]

Конверсия гидропероксида кумола – 95% [6]  

Примеси бензола – 2% [10]  

Примеси пропилена – 6% [9]

Доля чистого кислорода – 23,15% [8]

Доля используемого воздуха – 85% [7]

1. Получение кумола(изопропилбензола) из бензола:

[pic 1]

2. Окисление кумола в гидропероксид:

[pic 2]

3. Разложение гидропероксида на фенол и ацетон:

[pic 3]

5.1. Расчёт материального баланса

M(C6H6) = 78 кг/моль

М(С3Н6) = 42 кг/моль

M(C6H5CH(CH3)2) = 120 кг/моль

М(О2) = 32 кг/моль

M(C6H5C(CH3)2OOH) = 152 кг/моль

М(C6H5OH) = 94 кг/моль

M(CH3C(O)CH3) = 58 кг/моль

Пересчитываем производительность в кг/ч:

[pic 4]

III стадия:

1) Находим массу C6H5C(CH3)2OOH, необходимую для получения заданного количества C6H5OH:

[pic 5]

[pic 6]

2) Находим массу C6H5C(CH3)2OOH с учетом конверсии:

[pic 7]

[pic 8]

3) Находим непревращенные остатки реагента C6H5C(CH3)2OOH:

[pic 9]

[pic 10]

4) Находим массу CH3C(O)CH3:

[pic 11]

[pic 12]

Материальный баланс III стадии:

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

II стадия:

1) Находим массу C6H5CH(CH3)2, необходимую для получения C6H5C(CH3)2OOH:

[pic 16]

[pic 17]

2) Находим массу C6H5CH(CH3)2 с учетом конверсии:

[pic 18]

[pic 19]

3) Находим непревращенные остатки реагента C6H5CH(CH3)2:

[pic 20]

[pic 21]

4) Находим массу O2:

[pic 22]

[pic 23]

5) Находим массу используемого воздуха:

[pic 24]

[pic 25]

6) Находим массу неиспользуемого воздуха:

[pic 26]

[pic 27]

7) Находим массу всего воздуха:

[pic 28]

[pic 29]

8) Находим массу O2 с учетом его содержания в воздухе:

[pic 30]

[pic 31]

9) Находим непревращенные остатки реагента O2:

[pic 32]

[pic 33]

10) Находим количество примесей в O2:

[pic 34]

[pic 35]

Материальный баланс II стадии:

[pic 36]

[pic 37]

[pic 38]

I стадия:

1) Находим массу C6H6, необходимую для получения C6H5CH(CH3)2:

[pic 39]

[pic 40]

2) Находим массу C6H6 с учетом конверсии:

[pic 41]

[pic 42]

3) Находим массу C6H6 с учетом примесей:

[pic 43]

[pic 44]

4) Находим непревращенные остатки реагента C6H6:

[pic 45]

[pic 46]

5) Находим количество примесей в C6H6:

[pic 47]

[pic 48]

6) Находим массу С3Н6, необходимую для получения заданного количества C6H5CH(CH3)2:

[pic 49]

[pic 50]

7) Находим массу С3Н6 с учетом примесей:

[pic 51]

[pic 52]

8) Находим количество примесей в С3Н6:

[pic 53]

[pic 54]

Материальный баланс I стадии:

[pic 55]

[pic 56]

[pic 57]

Таблица 1 – Материальный баланс по стадии I

Таблица 2 – Материальный баланс по стадии II