Материальный баланс установки окисления ИПБ в гидроперекись изопропилбензола

 

Составить материальный баланс установки окисления изопропилбензола мощностью 70000 тонн в год по фенолу.

Исходные данные для расчёта:

Окислитель-кислород воздуха

Время работы установки-8280 ч/год

Расходный коэффициент по гидроперекиси изопропилбензола-1/8 т/т фенола

Коэффициент расхода воздуха-0,17 кг/кг изопропилбензола

Степень использования кислорода воздуха-0,85.

Характеристика сырья:

ИПБ из цеха алкилирования:

ИПБ-99,7% масс; этилбензол-0,1% масс; н- пропилбензол-0,2% масс.

Воздух технологический:

Кислород-21% об; азот-79% об.

Производительность по фенолу=70000тонн/год

Производительность по фенолу:

 

 

Требуемое количество ГП ИПБ

G(ГПИПБ)=8454,11  1,8=15217,39 кг/ч;

молярная масса ГП ИПБ-152 кг/кмоль, отсюда количество ГП ИПБ

15907/152=100,11кмоль/ч.

Скорость накопления продуктов принята следующей:

ГП ИПБ-13% масс/ч;

ДМФК-0,5 масс/ч;

АЦФ-0,12% масс/ч.

Рассчитаем время реакции до накопления 30,55% масс ГП ИПБ в реакционной массе:

на накопления 13% требуется 60 мин., тогда на накопления 30,55%:

 

За время реакции 141 мин. в реакционной массе образуется следующее количество компонентов:

ГП ИПБ-13 141/60=30,55% масс;

ДМФК-0,5 141/60=1,18% масс;

АЦФ-0,12 141/60=0,28% масс.

Рассчитаем массовое и мольное количество образовавшихся продуктов:

15217,39 кг/ч ГП ИПБ составляет 30,55% реакционной массы, тогда:

1,18% масс-587,77 кг/ч ДМФК

0,28%масс-139,47 кг/ч АЦФ

Из уравнения:

 

 

СН₃СН₃

                          С-О-ОН ¾®C-ОН + ½ О₂

СН₃СН₃

                       гидроперекись            диметилфенилкарбинол

                    изопропилбензола             

 

 

следует,что на образование ДМФК расход ГПИПБ составляет:

 

Кислорода образуется:

 

 

Из уравнения:

 

                          СН₃       О                   

                          С-О-ОН ¾®C-СН₃ + СН₃ОН

                          СН₃

                       гидроперекись                   ацетофенон              метиловый

                    изопропилбензола                                                            спирт

 

следует, то на образование АЦФ расход ГПИПБ составляет:

 

Спирта образуется:

 

Из уравнения:

 

СН₃ОН + ½ О₂     СН₂О + Н₂О

 

СН₂О + ½ О₂     НСООН

 

Кислорода прореагировало:

 

 

Кислоты образовалось:

 

 

Воды образовалось:

 

Из уравнения:

 

                          СН₃СН₃

                          С-Н + О₂¾®С−ООН

                          СН₃СН₃

               изопропилбензол                                    гидроперекись ИПБ 

 

следует, что на целевую реакцию получения ГПИПБ ИПБ потребовалось:

 

 

На целевую реакцию получения ГПИПБ кислорода пошло:

 

 

На побочную реакцию получения ГПИПБ пошло ИПБ:

 

 

На побочную реакцию получения ГПИПБ пошло кислорода:

 

 

Итого на реакцию окисления ИПБ пошло:

 

 

Конверсия ИПБ составляет: