2.1.Исходные данные

 
 

Протекают реакции: 1)   С₂Н₄  +  Н₂SO₄  ® С₂Н₅ОSO₃Н + Q

                               2)   2С₂Н₄  +  Н₂SO₄  ® (С₂Н₅О)₂SO₂ + Q

                               3)  С₂Н₅ОSO₃Н + Н₂O ® С₂Н₅ОН + Н₂SO₄

                      4) (С₂Н₅О)₂SO₂ + 2Н₂O ® 2С₂Н₅ОН + Н₂SO₄  - Q

Итого:

1.С₂Н₄ + Н₂O ® С₂Н₅ОН – основная

2С₂Н₅ОН ® (С₂Н₅) ₂О + Н₂O – побочная

9. Расчеты  и составление таблицы материального баланса 

1. Построение  диаграммы материальных потоков:

2. Молекулярные  массы веществ:

М(этилена) = 28; М(воды) = 18; М(этана) = 30; М(спирта) = 46 г/; М(эфира) = 74 ; М(серн.к-ты) = 98.

3. Расчет готового продукта (т/сутки):

образуется этанола - 11×0,4 = 4,4

                    эфира - 11×0,05 = 0,55

                    воды -  11*0,55 = 6,05

4. Расчет массы этанола в побочной реакции (т/сутки):

                                        х                          0,55

2С₂Н₅ОН ® (С₂Н₅) ₂О + Н₂O

                                                                    

х – 0,55

92 –  74

х=( 92×0,55 ) ¸ 74 = 0,68

5. Масса этанола всего по двум рекциям (т/сутки):

4,4+0,68=5,08

6. Потери спирта (т/сутки):

5,08*0,02=0,10

7. Всего этилового спирта (т/сутки):

5,08+0,10=5,1816

8. Образуется спирта по реакциям:
3. 5,08*0,58=3,00
4. 5,08*0,42=2,18
9. Расчет массы этилена вступающего в основную реакцию (т/сутки):

                                               х                               5,18

С₂Н₄ + Н₂O ® С₂Н₅ОН 

х – 5,18

28 –  46

х = (28×5,18) ¸ 46 = 3,15

10. Расчет потерь  этилена (т/сутки):

3,15*0,1=0,32

11. Всего этилена (т/сутки):

3,15+0,32=3,47

12. Расчет объема этилена (м³/сутки):

х – 3470

22,4 –  28

х = (22,4×3470) ¸ 28 = 2776

13. Всего поступает этилена и этана (м³/сутки):

2776 –  56

х – 100

х = (2776×100) ¸ 56 = 4957,14

14. Поступает этана (м³/сутки):

4957,14-2776=2181,14

15. Масса этана равна (т/сутки):

х – 2181,14

30 –  22,4

х = (30×2181,14) ¸ 22,4 = 2921,17

16. Масса поступающего газа всего (т/сутки):

2,92+3,47=6,39

17. Расчет массы серной кислоты по реакциям (т/сутки):

                                                         3,00                 х

3. С₂Н₅ОSO₃Н + Н₂O ® С₂Н₅ОН + Н₂SO₄ – Q

3,00 –  х

46 –  98

х = (98×3) ¸ 46 = 6,39

                               2,18                    х

4. (С₂Н₅О)₂SO₂ + 2Н₂O ® 2С₂Н₅ОН + Н₂SO₄ - Q

2,18 –  х

92- 98

х = (2,18×98) ¸ 92 = 2,32

18. Всего кислоты (т/сутки):

6,39 + 2,32 = 8,71

19. Выходит кислоты с учетом, что она 50% (т/сутки):

х – 100

8,71 –  50

х = (8,71×100) ¸ 50 = 17,42 

20. Расчет  количества воды в 50%-ной кислоте (т/сутки):

17,42-8,71=8,71 

21.  Входит  кислоты тоже количество, что  и выходит.Всего входит кислоты с учетом того, что она 97%-ная (т/сутки):

8,71 –  97%

х – 100%

х = (8,71×100) ¸ 97 = 8,98

22. Количество воды, поступающей с кислотой (т/сутки):

8,98-8,71=0,27

23. Количество воды( т/сутки):

                                      

х                 5,18

С₂Н₄ + Н₂O ® С₂Н₅ОН

х – 5,18

18 –  46

х = (5,18×18) ¸ 46 = 2,03

24. Расчет массы воды в  побочной реакции (т/сутки):

                                      0,68                                      х

2С₂Н₅ОН ® (С₂Н₅) ₂О + Н₂O

0,68 –  х

92 –  18

х = (0,68×18) ¸ 92 = 0,13

25. Всего  воды (т/сутки):

6,05 + 2,03 – 0,13  = 7,95

26. Масса воды поступающей в реактор (т/сутки):

7,95 –  0,27 = 7,68

27. Всего подается воды в реактор (т/сутки):

7,68 + 8,71 = 16,39 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3. Таблица материального баланса