Современное технологическое оформление процесса

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

51743 + 20697 = 72420 кг/ч.

По основной реакции:

С2Н6 = C2H4 + H2 (1)

расход этана составляет 892,86 кмоль/ч или 26786 кг/ч; образуется:

этилена: 892,86 кмоль/ч или 25000 кг/ч;

водород: 892,86 кмоль/ч или 1786 кг/ч.

Всего конвертируется этана:

1488,1 · 0,673 = 1001,5 кмоль/ч.

По реакции образования метана

С2Н6 + Н2 = 2СН4 (2)

расходуется:

этана: 1001,5 - 892,86 = 108,64 кмоль/ч или 3259 кг/ч;

водорода: 108,64 кмоль/ч или 217 кг/ч;

образуется метана:

108,64 · 2 = 217,28 кмоль/ч или 3476 кг/ч.

Остается этана в составе пирогаза:

1488,1 - 1001,5 = 486,6 кмоль/ч или 14598 кг/ч.

Пропилен в составе этановой фракции конвертируется по двум реакциям:

СзН6 = С2Н2 + СН4 (3)

С3Н6 + ЗН2 = ЗСН4 (4)

По реакции 3, согласно экспериментальным данным, расходуется 8,5% пропилена, что составляет:

77,7 · 0,085 = 6,6 кмоль/ч или 277 кг/ч;

образуется:

ацетилена: 6,6 кмоль/ч или 172 кг/ч;

метана: 6,6 кмоль/ч или 106 кг/ч.

По реакции 4 расходуется 26% пропилена, что составляет:

77,7 · 0,260 = 20,202 кмоль/ч или 848 кг/ч;

образуется метана:

20,202 ·3 = 60,61 кмоль/ч или 970кг/ч.

Расход водорода составляет 60,61 кмоль/ч или 121 кг/ч. Остается пропилена в составе пирогаза:

77,7 - 6,6 - 20,202 = 50,898 кмоль/ч или 2138 кг/ч.

Пропан в составе этановой фракции конвертируется по следующим реакциям:

2С3Н8 = С4Н6 + 2СН4 + Н2 (5)

2С3Н8 = С4Н8 + 2СН4 (6)

2С3Н8 = C5Hl0 + CH4 + H2 (7)

2СзН8 = С4Н10 + С2Н4 + Н2 (8)

С3Н8 + 2Н2 = ЗСН4 (9)

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

77,9 · 0,55 = 42,845 кмоль/ч или 1885 кг/ч;

образуется:

бутадиена: 42,845/2 = 21,423 кмоль/ч или 943 кг/ч;

метана: 42,845 кмоль/ч или 686 кг/ч;

водорода: 21,423 кмоль/ч или 42 кг/ч.

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

77,9 · 0,06 = 4,674 кмоль/ч или 206 кг/ч;

образуется:

бутиленов: 4,674/2=2,337 кмоль/ч или 135 кг/ч;

метана: 4,674 кмоль/ч или 74 кг/ч.

Всего содержится бутиленов в пирогазе:

2,337 + 1,3 = 3,637 кмоль/ч или 203 кг/ч.

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

77,9 · 0,085 = 6,6 кмоль/ч или 290 кг/ч;

образуется:

пентенов: 6,6/2=3,3 кмоль/ч или 231 кг/ч;

метана: 3,3 кмоль/ч или52 кг/ч;

водорода: 3,3 кмоль/ч или 6 кг/ч.

По реакции 8 расходуется 10% пропана, что составляет:

77,9 · 0,1 = 7,79 кмоль/ч или 342 кг/ч;

образуется:

бутана: 7,79/2 = 3,895 кмоль/ч или 225 кг/ч;

этилена: 3,895 кмоль/ч или 109 кг/ч;

водорода: 3,895 кмоль/ч или 7 кг/ч.

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

77,9 · 0,175 = 13,633 кмоль/ч или 600 кг/ч.

Расход водорода составляет:

13,633 · 2 = 27,268 кмоль/ч или 54 кг/ч.

Образуется метана:

13,633 ·3 = 40,899 кмоль/ч или 654 кг/ч.

Остается пропана в пирогазе:

77,9 - (42,845 + 4,674 + 6,6 + 7,79 + 13,633) = 2,358 кмоль/ч или 103 кг/ч.

Бутадиен взаимодействует с этиленом по реакции

С4Н6 + С2Н4 = С6Н6 + 2Н2 (10)

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

21,423 · 0,235 = 5,034 кмоль/ч или 271 кг/ч.

Расход этилена составляет: 5,034 кмоль/ч или 140 кг/ч;

образуется:

бензола: 5,034 кмоль/ч или 392 кг/ч;

водорода: 5,034 · 2 = 10,068 кмоль/ч или 20 кг/ч.

Остается бутадиена:

21,423 - 5,034 = 16,389 кмоль/ч или 885 кг/ч.

Всего образуется метана по реакциям 2 - 7, 9:

217,28 + 6,6 + 60,61 + 42,845 + 4,674 + 3,3 + 40,899 = 376,208 кмоль/ч или 6019 кг/ч.

По реакции

СН4 + Н20 = СО + ЗН2 (11)

конвертируется 2,6% метана, что составляет:

376,208 · 0,026 =9,781 кмоль/ч или 156 кг/ч.

Расход водяного пара:

9,781 кмоль/ч или 176 кг/ч;

образуется:

оксида углерода: 9,781 кмоль/ч или 273 кг/ч;

водорода: 9,781 · 3 = 29,343 кмоль/ч или 58 кг/ч.

Остается:

метана: 376,208 - 9,781 = 366,427 кмоль/ч или 5862 кг/ч;

водяного пара: 1149,844 - 9,781 = 1140,063 кмоль/ч или 20521 кг/ч;

где 1149,844 - молярный поток водяного пара на входе в трубчатую печь (поток 2), кмоль/ч.

Образуется водорода по реакциям 1, 5, 7, 8, 10, 11:

892,86 + 21,423 + 3,3 + 3,895 + 10,668 + 29,343 = 960,886 кмоль/ч

или 1922 кг/ч.

Расход водорода по реакциям 2, 4, 9:

108,64 + 60,61 + 27,268 = 196,518 кмоль/ч или 393 кг/ч.

Остается водорода в пирогазе: