материальный баланс реактора дегидрирования

[Darius]

Добрый день
Необходимо составить материальный баланс реактора для проведения реакции:
СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₂ –СН₃ = С₅Н₁₀ + Н₂,
С₅Н₁₀= С₅Н₈ + Н₂
Производительность пентену 800000 т/год, конверсия пентана 0,7, селективность по С5Н10 – 0,75.

Я решаю так:

Пусть реактор работает 350 дней=350*24=8400 ч

Тогда часовая производительность по пентену: 800000/8400=95,238 т/ч=95238 кг/ч

Мольная часовая производительность: n(C₅H₁₀)=95238/70=1360,542 кмоль/ч.

Чтобы получить данное количество пентена необходимо также 1360,542 кмоль/ч пентана.

Так как конверсия пентана 0,7, то общее количество подаваемого пентана составит 1360,542/0,7=1 943,63 кмоль/ч.

Но что делать с селективность по пентену, я не совсем понимаю. 

Либо считать, что фактическая производительность составляет не 800000 т/г, а 800000/0,75=1066666,7 т/г. Из которых мы забираем как основной продукт 800000 т/г пентена, а 206666,7 т/н дегидрируется до пентина.

Подскажите, пожалуйста.

[yatcheh]

2 часа назад, Darius сказал:

Добрый день
Необходимо составить материальный баланс реактора для проведения реакции:
СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₂ –СН₃ = С₅Н₁₀ + Н₂,
С₅Н₁₀= С₅Н₈ + Н₂
Производительность пентену 800000 т/год, конверсия пентана 0,7, селективность по С5Н10 – 0,75.

Я решаю так:

Пусть реактор работает 350 дней=350*24=8400 ч

Тогда часовая производительность по пентену: 800000/8400=95,238 т/ч=95238 кг/ч

Мольная часовая производительность: n(C₅H₁₀)=95238/70=1360,542 кмоль/ч.

Чтобы получить данное количество пентена необходимо также 1360,542 кмоль/ч пентана.

Так как конверсия пентана 0,7, то общее количество подаваемого пентана составит 1360,542/0,7=1 943,63 кмоль/ч.

Но что делать с селективность по пентену, я не совсем понимаю. 

Либо считать, что фактическая производительность составляет не 800000 т/г, а 800000/0,75=1066666,7 т/г. Из которых мы забираем как основной продукт 800000 т/г пентена, а 206666,7 т/н дегидрируется до пентина.

Подскажите, пожалуйста.

 

Производительность по пентену - это заданная константа, она уже фактическая.

С учётом селективности по пентену, надо просто увеличить расход пентана, поделить ваш расход 1943.63 кмоль/ч на 0.75

[Darius]

2 часа назад, yatcheh сказал:

 

Производительность по пентену - это заданная константа, она уже фактическая.

С учётом селективности по пентену, надо просто увеличить расход пентана, поделить ваш расход 1943.63 кмоль/ч на 0.75

Если мы поделим 1943.63/0.75=2591,506 кмоль/ч. Получим такое количество пентана, поступающего в реактор. Но чтобы получить 800000 тн/год пентена, то фактически нужно получить больше. Так как идет побочная реакция с образованием пентина. Что то  я запутался(

 

[yatcheh]

Только что, Darius сказал:

Если мы поделим 1943.63/0.75=2591,506 кмоль/ч. Получим такое количество пентана, поступающего в реактор. Но чтобы получить 800000 тн/год пентена, то фактически нужно получить больше. Так как идет побочная реакция с образованием пентина. Что то  я запутался(

 

 

А вы не путайтесь! Вам дана конверсия 0.7 и селективность 0.75. Значит, из 1 тонны пентана получится  70/72*1000*0.7*0.75 = 510 кг пентена.

Ну, отсюда и танцуйте

[Darius]

17 минут назад, yatcheh сказал:

 

А вы не путайтесь! Вам дана конверсия 0.7 и селективность 0.75. Значит, из 1 тонны пентана получится  70/72*1000*0.7*0.75 = 510 кг пентена.

Ну, отсюда и танцуйте

а из 25% пентана образуется пентин? верно?

 

[yatcheh]

3 минуты назад, Darius сказал:

а из 25% пентана образуется пентин? верно?

 

 

Да не важно - пентин, там, или хренотин. Для решения задачи вам не важно, какие побочные продукты образуются. Вам важны только два числа - это конверсия (сколько пентана прореагировало) и селективность (сколько пентана из того, что прореагировало превратилось именно в пентен). Всё остальное - за рамками задачи.

[Darius]

21 минуту назад, yatcheh сказал:

 

Да не важно - пентин, там, или хренотин. Для решения задачи вам не важно, какие побочные продукты образуются. Вам важны только два числа - это конверсия (сколько пентана прореагировало) и селективность (сколько пентана из того, что прореагировало превратилось именно в пентен). Всё остальное - за рамками задачи.

просто реакции писал не я, а даны в условии задачи

я думал, что реакция (2) С₅Н₁₀= С₅Н₈ + Н₂  должна как то учитываться в решении

 

[yatcheh]

9 минут назад, Darius сказал:

просто реакции писал не я, а даны в условии задачи

я думал, что реакция (2) С₅Н₁₀= С₅Н₈ + Н₂  должна как то учитываться в решении

 

 

Не надо быть слишком мудрым, надо быть мудрым в меру.

Условия вашей задачи сводится к одной строке:

Производительность по пентену 800000 т/год, конверсия пентана 0,7, селективность по С5Н10 – 0,75.

Решение задачи так же к одной строке сводится:

x = 800000*72/70/0.7/0.75 = 1567347 тонн/год

где x - расход пентана.

Здесь учтена реакция(1), все прочие реакции - идуд лесом, они никак в решении не участвуют.

[M_GM]

14 часов назад, Darius сказал:

Мольная часовая производительность: n(C₅H₁₀)=95238/70=1360,542 кмоль/ч.

Чтобы получить данное количество пентена необходимо также 1360,542 кмоль/ч пентана.

Точнее:

Чтобы получить данное количество пентена необходимо, чтобы в пентен превращалось 1360,542 кмоль/ч пентана, массой 97959 кг

С учетом селективности превращения в пентен, при этом всего будет расходоваться 97959/0,75=130612 кг/ч пентана

при этом 32653 кг/ч пентана будет превращаться в побочные продукты

С учетом конверсии пентана для этого в реактор должно подаваться 130612/0,7=186589 кг/ч пентана
при этом 55977 кг/ч пентана не будет подвергаться конверсии и уходить с продуктами реакции

За год расход пентана составит 186589*24*350/1000=1567347 т/год,

при этом из отходящих газов реактора может быть возвращено в производство 470204 т/год пентана

При условии 100%-ного возврата расход пентана составит 1097143 т/год

Изменено 28 Февраля, 2021 в 05:17 пользователем M_GM

[Darius]

Тогда я же не смогу составит материальный баланс, если не учту побочные реакции? 

Ведь приход пентана будет состоять из

1) Пентана, из которого получился пентен

2) Пентана, который ушел на побочные реакции;

3) Пентан, который вообще не прореагировал.

А расход из

1) Пентена;

2) Водорода, который образовался из реакции дегидрирования пентана;

3) Пентан, который вообще не прореагировал.

 

Получается же приход не совпадет с расходом. Разве это не так?