Из этана получить этилен уравнение

Этан: способы получения и свойства

Этан C2H6 – это предельный углеводород, содержащий два атома углерода в углеродной цепи. Бесцветный газ без вкуса и запаха, нерастворим в воде и не смешивается с ней.

Гомологический ряд этана

Все алканы — вещества, схожие по физическим и химическим свойствам, и отличающиеся на одну или несколько групп –СН2– друг от друга. Такие вещества называются гомологами, а ряд веществ, являющихся гомологами, называют гомологическим рядом.

Самый первый представитель гомологического ряда алканов – метан CH4. , или Н–СH2–H.

Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН2– в углеводородную цепь алкана.

Название алкана Формула алкана
МетанCH4
ЭтанC2H6
ПропанC3H8
БутанC4H10
ПентанC5H12
ГексанC6H14
ГептанC7H16
ОктанC8H18
НонанC9H20
ДеканC10H22

Общая формула гомологического ряда алканов CnH2n+2.

Первые четыре члена гомологического ряда алканов – газы, C5–C17 – жидкости, начиная с C18 – твердые вещества.

Строение этана

В молекулах алканов встречаются химические связи C–H и С–С.

Связь C–H ковалентная слабополярная, связь С–С – ковалентная неполярная. Это одинарные σ-связи. Атомы углерода в алканах образуют по четыре σ-связи. Следовательно, гибридизация атомов углерода в молекулах алканов – sp 3 :

При образовании связи С–С происходит перекрывание sp 3 -гибридных орбиталей атомов углерода:

При образовании связи С–H происходит перекрывание sp 3 -гибридной орбитали атома углерода и s-орбитали атома водорода:

Четыре sp 3 -гибридные орбитали атома углерода взаимно отталкиваются, и располагаются в пространстве так, чтобы угол между орбиталями был максимально возможным.

Поэтому четыре гибридные орбитали углерода в алканах направлены в пространстве под углом 109 о 28′ друг к другу:

Это соответствует тетраэдрическому строению молекулы.

Например, в молекуле этана C2H6 атомы водорода располагаются в пространстве в вершинах двух тетраэдров, центрами которых являются атомы углерода

Изомерия этана

Для этана не характерно наличие изомеров – ни структурных (изомерия углеродного скелета, положения заместителей), ни пространственных.

Химические свойства этана

Этан – предельный углеводород, поэтому он не может вступать в реакции присоединения.

Для метана характерны реакции:

Разрыв слабо-полярных связей С – Н протекает только по гомолитическому механизму с образованием свободных радикалов.

Поэтому для этана характерны радикальные реакции.

Этан устойчив к действию сильных окислителей (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), не реагирует с концентрированными кислотами, щелочами, бромной водой.

1. Реакции замещения

В молекулах алканов связи С–Н более доступны для атаки другими частицами, чем менее прочные связи С–С.

1.1. Галогенирование

Этан реагирует с хлором и бромом на свету или при нагревании.

При хлорировании этана сначала образуется хлорэтан:

Хлорэтан может взаимодействовать с хлором и дальше с образованием дихлорэтана, трихлорэтана, тетрахлорметана и т.д.

1.2. Нитрование этана

Этан взаимодействует с разбавленной азотной кислотой по радикальному механизму, при нагревании и под давлением. Атом водорода в этане замещается на нитрогруппу NO2.

Например. При нитровании этана образуется преимущественно нитроэтан:

2. Дегидрирование этана

Дегидрирование – это реакция отщепления атомов водорода.

В качестве катализаторов дегидрирования используют никель Ni, платину Pt, палладий Pd, оксиды хрома (III), железа (III), цинка и др.

При дегидрировании алканов, содержащих от 2 до 4 атомов углерода в молекуле, разрываются связи С–Н у соседних атомов углерода и образуются двойные и тройные связи.

Например, п ри дегидрировании этана образуются этилен или ацетилен:

3. Окисление этана

Этан – слабополярное соединение, поэтому при обычных условиях он не окисляется даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.).

3.1. Полное окисление – горение

Этан горит с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения этана сопровождается выделением большого количества теплоты.

Уравнение сгорания алканов в общем виде:

При горении этана в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.

Получение этана

1. Взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)

Это один из лабораторных способов получения этана из хлорметана или бромметана. При этом происходит удвоение углеродного скелета.

Например , хлорметан реагирует с натрием с образованием этана:

2. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)

Реакция Дюма — это взаимодействие солей карбоновых кислот с щелочами при сплавлении.

R–COONa + NaOH → R–H + Na2CO3

Декарбоксилирование — это отщепление (элиминирование) молекулы углекислого газа из карбоксильной группы (-COOH) или органической кислоты или карбоксилатной группы (-COOMe) соли органической кислоты.

При взаимодействии пропионата натрия с гидроксидом натрия при сплавлении образуется этан и карбонат натрия:

CH3–CH2 –COONa + NaOH → CH3–CH2 –H + Na2CO3

3. Гидрирование алкенов и алкинов

Этан можно получить из этилена или ацетилена:

При гидрировании этилена образуется этан:

При полном гидрировании ацетилена также образуется этан:

4. Синтез Фишера-Тропша

Из синтез-газа (смесь угарного газа и водорода) при определенных условиях (катализатор, температура и давление) можно получить различные углеводороды:

Это промышленный процесс получения алканов.

Синтезом Фишера-Тропша можно получить этан:

5. Получение этана в промышленности

В промышленности этан получают из нефти, каменного угля, природного и попутного газа . При переработке нефти используют ректификацию, крекинг и другие способы.

Из этана получить этилен уравнение

Этилен – это газ. Он растворяется в воде — 25,6мл в 100мл. А в этане – 359 мл в 100 мл. Поэтому он достаточно легко может быть получен из этана (этилового спирта) путем дегидратации. Дегидрирование – это отщепление водорода от молекулы какого-либо органического соединения. В данном случае – от молекулы этана (C2H5OH).

Два способа, как получить этилен

  1. из этана термически, в присутствии Аl2О3. Но таким способом получают этилен в промышленности.
  2. из этана под действием серной кислоты (H2SO4), так называемого дегидратирующего агента (вещества, связывающего воду).

Мы рассмотрим второй способ.

Как получить этилен из этана

Получение происходит в результате простой химической реакции:

Этот способ доступен и в бытовых условиях. Вам нужно поместить какое-то количество спирта в емкость, добавить аккуратно H2SO4. Так как этилен немного легче воздуха, то его нужно собирать в открытый, перевернутый вверх дном сосуд, закрепив тот вертикально. В него будет скапливаться газ в результате реакции.

Во время проведения реакции следует быть крайне осторожным, так как кислота может обжечь глаза или попасть на кожу.

Когда реакция закончится, не переворачивая верхнюю емкость, закрываете ее. Все. Газ вы получили.

гидрирование алкенов в присутствии катализаторов:

C2H6=C2H4+H2 путем пиролиза

Другие вопросы из категории

Как очистить этан от примеси этилена? Напишите уравнение реакции .

Читайте также

серной кислоты. Назовите соли. Напишите уравнения реакций, с помощью которых кислую и основную соль можно перевести в средние. 3.Вычислите массовую долю хлорида натрия в растворе если в результате электролиза 250 г этого раствора образовался газ объемом 33,6 л

реакции галогенирования этого соединения. назовите целевой продукт реакции. 4)Напишите уравнение реакции получения этого углеводорода методом Вюрца 5)Определите относительную плотность паров вашего углеводорода по водороду и воздуху.

неорганических веществ 4.уравнение реакции взаимодействия соляной кислоты и карбоната натрия. 5. уравнение реакции взаимодействия серной кислоты с оксидом цинка 6. уравнение реакции получения пикриновой кислоты

условие ее проведения 3. Укажите на основании каких свойств можно различить этилен,гексан и бензон . Составьте соответствующие уравнения реакций

Автор: А.И. Абсаттаров, Н.И. Зеленцова (ООО «ВНИИОС-наука»), Ю.А. Писаренко (МТУ).

Опубликовано в журнале Химическая техника №11/2016

В последнее время все чаще стал возникать вопрос о малотоннажных установках производства этилена.

Зачастую это связано с потребностью в обеспечении сырьем производств сопоплимеров. Большая удаленность потребителей и производств этилена друг от друга, сложности при транспортировке этилена все чаще заставляют большие компании задумываться об самостоятельных установках получения этилена.

В таких случаях, как правило, рассматривают целесообразность строительства производства этилена путем пиролиза углеводородного сырья. При пиролизе углеводородов, кроме этилена, продуктами термической обработки являются метан, ацетилен, углеводородные фракции С3, С4, С5, С6+ и др. компоненты. Даже при пиролизе этана селективность по основному продукту – этилену, составляет не более 80% при конверсии этана 60-65 %.

Наличие вышеуказанных продуктов требует их дальнейшей переработки, реализации, или утилизации. Выделение этилена полимеризационной чистоты из такой смеси продуктов требует высоких эксплуатационных и капитальных затрат. Для предприятий, нуждающихся исключительно в небольших количествах этилена и не имеющих потребности в побочных продуктах пиролиза (такие как производства полимеров/сополимеров) строительство установки пиролиза углеводородного сырья может быть крайне невыгодно по следующим причинам:

  • несмотря на низкую производительность установки, технология выделения этилена из продуктов пиролиза остается по-прежнему сложной, т.е. снижение производительности установки не исключает каких-либо стадий и узлов газоразделения;
  • на фоне низкой производительности по целевому продукту и высоких капитальных затрат, обусловленных причинами, указанными в пункте выше, такая установка имела бы высокие удельные капитальные затраты и, как следствие, длительный потенциальный срок окупаемости капиталовложений;
  • как уже было указано, даже при пиролизе этана получаются побочные продукты, которые необходимо отделять и впоследствии утилизировать или перерабатывать;
  • в результате такой проект имел бы крайне мало шансов на получение инвестиций на реализацию.

Спрос на этилен со стороны производств сополимеров гарантирует переработку этилена в более дорогие продукты. Переработка дешевого сырья в этилен и впоследствии в сополимеры в рамках одного промышленного комплекса позволит достичь наименьших значений себестоимости товарной продукции, и, следовательно, высокой прибыли от ее реализации.

Рис. 1. Способы получения и использования этилена в промышленности

В связи с вышеуказанными причинами все чаще в качестве способов малотоннажного производства этилена рассматриваются альтернативные методы получения этилена. Среди таких методов: выделение этилена из отходящих газов каталитического крекинга (при наличии поблизости НПЗ, эксплуатирующего каталитический крекинг), окислительное дегидрирование этана, окислительная димеризация метана, получение этилена из низших спиртов – этанола и метанола (рис. 1). ООО «ВНИИОС-наука» уже много лет работает в области промышленного производства этилена, пропилена и других продуктов нефтехимии. Компания участвует в модернизациях и разработках технологий различных методов получения этилена: как основного способа получения этилена – пиролиза, так и альтернативных методов получения этилена, в том числе выделение этилена из отходящих газов каталитического крекинга, окислительное дегидрирование этана, окислительная димеризация метана, получение этилена из этанола. По данным процессам имеются патенты и готовые разработки.

Цели разработки альтернативных методов получения этилена

В данной статье более подробно остановимся на двух альтернативных методах получения этилена: окислительном дегидрировании этана и дегидратации биоэтанола. С учетом указанных недостатков пиролиза в условиях низкой производительности, требования к данным альтернативным процессам очевидны:

  • достижение приемлемых удельных затрат на производство этилена при условиях низкой производительности (ориентировочно до 30 тыс. т/год по этилену). Также стоит рассматривать альтернативные процессы получения этилена в условиях отсутствия нефтяного сырья, что зачастую актуально для стран Европы, Латинской Америки и Южной Азии. В таких случаях цель ставится таким образом:
  • достижение конкурентоспособной себестоимости по сравнению с себестоимостью этилена, получаемого путем пиролиза углеводородного сырья.

Окислительное дегидрирование этана

Реакция окислительного дегидрирования этана (ОДЭ) производится по следующей формуле:

C2H6 + 1/2O2 = C2H4 + H2O (1)

В качестве окислителя может применяться как концентрированный кислород, так и кислород в составе воздуха. Последние опыты по окислительному дегидрированию этана показали следующие результаты (в качестве окислителя применялся кислород с концентрацией 99,5 %):

  • конверсия этана 74,0 %;
  • селективность по этилену 82,0 %.

С использованием полученных данных была разработана схема выделения этилена из контактного газа окислительного дегидрирования этана, основанная на абсорбционном методе извлечении этан-этиленовой фракции. Принципиальная схема получения этилена путем ОДЭ представлена на рис. 2.


Рис. 2. Технология получения этилена методом ОДЭ

Схема включает реакционный узел Р-1, узел водной отмывки К-1, стадию предварительного удаления СО2 путем аминовой хемосорбции К-2, компримирования М-1, осушку С-1, колонны абсорбции и десорбции ЭЭФ (соответственно К-3 и К-4), колонну выделения товарного этилена К-5.

Разработанная технология является достаточно гибкой, чтобы проводить окислительное дегидрирование как концентрированным кислородом, так и кислородом воздуха или какой-либо промежуточной смесью воздухкислород. Для любого случая в зависимости от применяемого окислителя в представленной технологии решена проблема образования взрывоопасных смесей кислород-углеводороды-монооксид углерода, что делает технологию простой и безопасной.

Кроме того, гибкость технологии позволяет использовать различные катализаторы окислительного дегидрирования этана, т.е. при появлении новых катализаторов, являющихся по тем или иным характеристикам лучше ныне существующих, их также можно применять в данной технологической схеме.

Благодаря разработанной технологии, а также применению абсорбционной технологии выделения ЭЭФ из контактного газа, исключающей использование хладагентов с температурой ниже минус 37 °С, удалось достичь приемлемых для промышленной установки показателей эксплуатационных параметров. При моделировании технологии были получены следующие результаты:

Расходный коэффициент по сырью, т этана/т этилена 1,29

Расход электроэнергии, МВт⋅ч/т этилена 0,60

Степень извлечения этилена, % 98,5

Моделирование технологии ОДЭ с применением концентрированного кислорода показало значительно более низкие эксплуатационные затраты по сравнению с пиролизом этана (в качестве примера: потребление электроэнергии составляет соответственно 0,6 и 1,0).

Кроме того, технология ОДЭ имеет значительно более простую схему выделения этилена: отсутствуют узлы каталитического удаления ацетилена, низкотемпературного (до минус 100 °С) удаления метана и водорода и другие. В связи с этим данный способ получения этилена претендует на получение высоких результатов при дальнейших более подробных оценках экономической целесообразности реализации данного проекта.

Дегидратация биоэтанола

Реакция дегидратации этанола производится по следующей формуле:

C2H5OH = C2H4 + H20 (2)

Последние опыты по окислительному дегидрированию этилена показали следующие результаты:

  • выход этилена, близкий к теоретическому, потребление сырья 1,77…1,87 т этанола/т этилена;
  • содержание этилена в контактном газе после конденсации основной части реакционной воды 96–97% мас.;
  • состав контактного газа позволяет исключить из технологии выделения этилена из реакционных газов дегидратации биоэтанола стадию удаления «легких» компонентов – содержание в смеси реакционных газов метана, СО и водорода не превышает 0,04% мас., что дает возможность получить этилен полимеризационной чистоты без применения упомянутой стадии газоразделения.

Таким образом, была разработана технология выделения этилена из реакционных газов, принципиальная схема технологии представлена на рис. 3.

Рис. 3. Принципиальная схема технологии выделения этилена из реакционных газов дегидратации биоэтанола

Схема включает узел конденсации реакционной воды Т-1, предварительную осушку С-1, узел удаления кислородсодержащих примесей А-1, компримирования М-1, колонну выделения товарного этилена К-1 и стадию доочистки этилена от остаточных примесей А-2.

Благодаря высокой селективности процесса, а также отсутствию стадии удаления «легких» компонентов, технология выделения этилена из реакционных газов дегидратации биоэтанола при моделировании показала весьма привлекательные коэффициенты эксплуатационных параметров. Например, потребление электроэнергии составило 0,35 МВт/т. этилена.

Учитывая простоту разделения газов дегидратации биоэтанола, низкий расходный коэффициент по сырью, а также низкие эксплуатационное параметры, можно сделать следующие выводы:

  • процесс получения этилена из биоэтанола может быть конкурентоспособным способам получения этилена из нефтяного сырья;
  • процесс имеет хорошие перспективы для реализации в странах, где нет прямого доступа к нефтяному сырью и имеется доступное сырье для производства биоэтанола (Украина, страны Южной Азии, страны Южной Америки и др.);
  • процесс может быть альтернативой аналогичным, но более энергозатратным технологиям получения этилена из этанола, в странах, где рентабельность получения биоэтилена уже доказана, и подобные процессы реализуются в промышленном масштабе (Бразилия).

В РФ имеется большой потенциал для производства биоэтанола как для нужд нефтехимии, так и для использования в качестве присадок к жидкому топливу, однако из-за акцизной политики государства биоэтанол не может быть реализован как продукт, так как это повлечет за собой высокую себестоимость биоэтанола ввиду попадания под акциз (доля акциза достигает значений до 90 %).

Данный фактор затрудняет возможность использования биоэтанола в качестве сырья для получения этилена, так как требует реализацию такого процесса в рамках предприятия, также производящего биоэтанол, что влечет за собой дополнительные трудности, связанные с различной спецификой аграрных и нефтехимических производств.

Выводы

Разработанные технологии получения этилена позволяют достичь выгодных эксплуатационных параметров при достаточно простом конструктивном оформлении, являются гибкими и безопасными при эксплуатации. ООО «ВНИИОС-наука» может провести работы как по описанным в статье процессам, так и по другим альтернативным методам получения этилена: выделение этилена из сухого газа, окислительная димеризация метана. Проводится весь цикл работ по разработке и реализации технологии до этапа пуска установки.

получение этилена из этана. 1) ПОЛУЧЕНИЕ ЭТИЛЕНА ИЗ ЭТАНА. Материальный расчет

НазваниеМатериальный расчет
Анкорполучение этилена из этана
Дата24.01.2021
Размер47.63 Kb.
Формат файла
Имя файла1) ПОЛУЧЕНИЕ ЭТИЛЕНА ИЗ ЭТАНА.odt
ТипДокументы
#170820
С этим файлом связано 1 файл(ов). Среди них: Реферат Хыржеу Д.Ю. Хар. Осн. Проф. неф.т.хим. и неф.тпер..docx.
Показать все связанные файлы Подборка по базе: Упругие свойства горных пород; характеристики распространенных п, stud41 Практическая часть Организация безналичных расчетов.docx, Пример расчета трансформатора.docx, прак.раб Расчет себестоимости по видам (1).docx, Примеры расчётов.doc, Курсовая расчеты.docx, 1 Кинематический и силовой расчет привода (2).pdf, Акустические расчеты Практика Латыповой О.А.гр.ПТМз-514_compress, тест Алгоритм расчета по аккредитиву_бо.docx, математика 1 типовой расчет.pdf

ПОЛУЧЕНИЕ ЭТИЛЕНА ИЗ ЭТАНА

Пиролиз этана осуществляют в трубчатых печах в среде водяного пара при температуре

830-900 ° С и давлении, близком к атмосферному.
МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ

годовая производительность установки по этилену 250000т;

годовой фонд рабочего времени 8000ч;

массовое отношение водяной пар : этановая фракция = 0,4 : 1,0;

температура процесса 845 ° С.
Последовательность расчета:

б) рассчитывают объемный расход компонентов этановой фракции на входе в трубчатую печь (основной аппарат пиролизной установки);

в) определяют изменение состава газа в процессе пиролиза и состав газа на выходе из трубчатой печи.

Схема потоков узла пиролиза приведена на рис.3
1- этановая фракция;

3- парогазовая смесь;

4- топливный газ;

8- умягченная вода;

9- продукты сгорания;

10- пар высокого давления;
П1- печь пиролиза;

АТ1 — АТ3- теплообменники;

ЗИА1- закалочно-испарительный аппарат

Рис.3 Схема потоков узла пиролиза
Кинетика основной реакции процесса пиролиза C 2 H 6 ⇄ C 2 H 4 + H 2 удовлетворительно описывается уравнением первого порядка

K = (2 ,303/τ) lg [a/ (a-x)]

где K- константа скорости реакции , c -1 ; τ- время , прошедшее от начала реакции (оптимальной продолжительность пребывания реагентов в зоне высоких температур) , с; а , x- количество реагента исходное и вступившее в реакцию соответственно , %

Определяют степень конверсии этана:

3,5 = (2 ,303/0 , 32 ) lg [ 100 / ( 100 -x)] ; x=67,3%

Селективность процесса по основной реакции равна:

β =α / /α = 0 ,6/0,673=0,89

Часовая производительность установки в расчете на 100%-й этилена составит:

250000 * 1000/8000=31250 кг/ч или 31250/28= 1116, 071 кмоль/ч

Расход этана, находящегося в составе поступающей на пиролиз этановой фракций:

Общий расход этановой фракции:

Определяют состав этановой фракции (расчет см. Пример 4) на входе в трубчатую печь (табл.5).

Количество водяного пара на входе в трубчатую печь (поток 2):

64684*0,4=25874 кг/ч или 1437,444 кмоль/ч

Таблица 5 . Состав этановой фракции (поток 1)

Компонентφi (xi), %nτ, кмоль/чVτ, м 3 /чmτ, кг/чwi, %
C2H4 0,7315,1213394230,65
C2H689,801860,118416665580486,27
C3H6 4,6997,149217640806,31
C3H84,7097,356218142846,62
C4H8 0,081,65737930.15
∑100,002071,4014639964684100,00

Количество парогазовой смеси на входе в трубчатую печь (поток 3):

64684 + 25874=90558 кг/ч

По основной реакции

р асход этана составляет 1116,071 кмоль/ч или 33482 кг/ч; образуется:

этилена: 1116,071 кмоль/ч или 31250 кг/ч

водорода: 1116,071 кмоль/ч или 2232 кг/ч

Всего конвертируется этана:

1860,118* 0,673 =1251,859 кмоль/ч

По реакции образования метана

этана: 1251 , 859 — 1116,071=135, 788 кмоль/ч или 4074 кг/ч

водорода: 135, 788 кмоль/ч или 271 кг/ч

о бразуется метана:

135,788 * 2=271,576 кмоль/ч или 4345 кг/ч

Остается этана в составе пирогаза:

1860,118 – 1251,859= 608,259 кмоль/ч или 18248 кг/ч

Пропилен в составе этановой фракции конвертируется по двум реакциям:

C 3 H 6 + 3 H 2 ⇄ 3 CH 4 (4)
П о реакции 3, согласно экспериментального данным , расходуется 8, 5% пропилена, что составляет:

97,149 * 0,085=8,258 кмоль/ч или 347 кг/ч;

ацетилена: 8,258 кмоль/ч или 215 кг/ч;

метана: 8,258 кмоль/ч или 132 кг/ч.

По реакции 4 расходуется 26% пропилена, что составляет:

97, 149 * 0,260 = 25,259 кмоль/ч или 1061 кг/ч;

25 , 259 * 3 = 75,777 кмоль/ч или 1212 кг/ч.

Расход водорода составляет 75,777 кмоль/ч или 151 кг/ч. Остается пропилен в составе пирогаза:

97,149 – 8,258 – 25,259 = 63,632 кмоль/ч или 2672 кг/ч.

Пропан в составе этановой фракции конвертируется по следующим реакциям:

По реакции 5 расходуется 55,0% пропана, что составляет:

97, 356 * 0,55 = 53,546 кмоль/ч или 2356кг/ч

бутадиена: 53,546/2=26,773 кмоль/ч или 1446 кг/ч;

метана: 53, 546 кмоль/ч или 857 кг/ч;

водорода: 26,773 кмоль/ч или 53 кг/ч;

По реакции 6 расходуется 6, 0% пропана, что составляет:

97 , 149*0,06=5,841 кмоль/ч или 257 кг/ч

бутиленов: 5 , 841/2 = 2,920 кмоль/ч или 163 кг/ч

метана: 5, 841 кмоль/ч или 94 кг/ч

Всего содержится бутиленов в пирогазе:

2 , 920 + 1,657=4,577 кмоль/ч или 256 кг/ч

По реакции 7 расходуется 8, 5% пропана, что составляет:

97,356 * 0,085 = 8,275 кмоль/ч или 364 кг/ч

пентенов: 8,275/2 = 4,138 кмоль/ч или 290 кг/ч

метана: 4,138 кмоль/ч или 66 кг/ч

водорода: 4,138 кмоль/ч или 8 кг/ч

По реакции 8 расходуется 10% пропана, что составляет:

97,356 * 0,1 = 9,736 кмоль/ч или 428 кг/ч

бутана : 9 , 736 /2 = 4,868 кмоль/ч или 283 кг/ч

этилена: 4,868 кмоль/ч или 136 кг/ч

водорода: 4,868 кмоль/ч или 9 кг/ч

По реакции 9 расходуется 17, 5 % пропана, что составляет:

97,356 * 0,1 75 = 17 , 0 3 7 кмоль/ч или 750 кг/ч
Расход водорода составляет:

17,037 * 2 = 34,074 кмоль/ч или 68 кг/ч

17,037 * 3 = 51 , 111 кмоль/ч или 818 кг/ч

Остается пропана в пирогазе:

97,356 – (53,546 + 5,841 + 8,275 + 9,736 + 17,037)= 2,921 кмоль/ч или 129 кг/ч

Бутадиен взаимодействует с этиленом по реакции

В эту реакцию вступает 23 , 5% образовавшегося бутадиена, что составляет:

26,773 * 0,235 = 6,292 кмоль/ч или 3 40 кг/ч

Р асход этилена составляет:

6,292 кмоль/ч или 176 кг/ч

бензола : 6, 292 кмоль/ч или 491 кг/ч;

водорода: 6, 292 * 2 = 12,584 кмоль/ч или 25 кг/ч;

О стается бутадиена:

26,773 – 6,292 = 20,481 кмоль/ч или 1 106 кг/ч

В сего образуется метана по реакциям 2 — 7 , 9:

271,576 + 8,258 + 75,777 + 53,546 + 5,841 + 4,138 + 51,111 = 470,247 кмоль/ч или 7524 кг/ч

конвертируется 2,6% метана, что составляет:

470,247 * 0,026 = 12,226 кмоль/ч или 195 кг/ч

Расход водяного пара:

12,226 кмоль/ч или 2 20 кг/ч

оксида углерода : 12 , 226 кмоль/ч или 342 кг/ч;

водорода: 12 , 226 * 3 = 36 , 678 кмоль/ч или 73 кг/ч.

метана : 470, 247 – 12,226 = 458,021 кмоль/ч или 7 32 9 кг/ч;

водяного пара : 1 437,444 – 12,226 = 1 425,218 кмоль/ч или 2 5654 кг/ч.

где 1 437,444 – молярный поток водяного пара на входе в трубчатую печь (потока 2), кмоль/ч
Образуется водорода по реакциям 1, 5, 7, 8, 10, 11:

1116,071 + 26,773 + 4,138 + 4,868 + 12,584 + 36,678=1201,112 кмоль/ч или 2402 кг/ч
Р асход водорода по реакциям 2, 4, 9:

135,788 + 75,777 + 34,074 = 245,639 кмоль/ч или 492 кг/ч

Остается водорода в пирогазе:

1201,112 – 245,639 = 955,473 кмоль/ч или 1910 кг/ч

Этилен в составе этановой фракции содержится 15, 121 кмоль/ч ( см. табл. 5), образуется по реакции 8 4, 868 кмоль/ч, расходуется по реакции 10 6, 292 кмоль/ч.

Остаток 15, 121 + 4,868 – 6,292 = 13,697 кмоль/ч представляет собой потери на стадии выделения этилена из пирогаза. В составе пирогаза (на выходе из трубчатой печи) содержится этилена:

1116,071 + 13,697 = 1129,768 кмоль/ч или 31633 кг/ч
Таблица 6. Состав пирогаза (поток 6)

Компонентnτ, кмоль/ч xi, % Vτ, м 3 /ч mτ, кг/ч wi, %
Сухой газ:
метан458,02113,9710260732911,29
ацетилен8,2580,251852150,33
этилен1129,76834,46253073163348,74
этан608,25918,55136251824828,11
пропилен63,6321,94142526724,12
пропан2,9210,09651290,20
бутадиен-1,320,4810,6245911061,70
бутилены4,5770,141022560,39
бутан4,8680,151092830,44
пентены4,1380,13932900,45
бензол6,2920,191414910,76
водород955,47329,142140319102,94
оксид углерода12,2360,372743420,53
∑3278,914100,007344864904100,00
Водяной пар1425,218—3192525654—
Всего4704,132—10537390558—

Потери этилена составляют:

13,697 * 100/1129,768 = 1,2%

что соответствует оптимальному технологическому режиму. Коксообразованием в процессе пиролиза пренебрегают.


источники:

http://piteika.com/zavisimosti/kak-poluchit-iz-jetana-jetilen-reakcija.html

http://topuch.ru/materialenij-raschet/index.html

© 2023 Русский язык. Привила написания. Наш первый проект тут и тут