Пропускная способность по бензолу, т/сут 36 40 42 35

Молярные массы соединений:
Компонент Молярная масса, кг/кмоль
бензол 78
хлор 71
гексахлорбензол
285
трихлорбензол
181,5
хлористый водород 36,5
Согласно условию задачи пропускная способность по бензолу составляет 40 т/сут.
Массовый расход технического бензола на входе в реактор:
G(бензол техн.)вход = 40 (т/сут) = 40000/24 = 1666,667 (кг/час)
Концентрация бензола в этом потоке 97% масс.
Следовательно, массовый расход примесей и чистого бензола на входе в реактор составляют:
G(бензол)вход = 1666,667*0,97 = 1616,667 (кг/час)
G(примеси в бензоле)= 1666,667-1616,667 = 50 (кг/час)
Конверсия бензола составляет 89%. Рассчитаем количество прореагировавшего бензола и оставшегося непрореагировавшим:
G(бензол)прореаг. = 1616,667*0,89 = 1438,834 (кг/час)
G(бензол)непрореаг.. = 1616,667- 1438,834 = 177,833 (кг/час)
Потери бензола происходят в системе конденсации продуктов реакции и выделения из них бензола для направления в рецикл. На этой стадии теряется 3,3% бензола от вошедшего в реактор. Рассчитаем поток потерь бензола:
G(бензол)потери = 1616,667*0,033 = 53,35 (кг/час)
Тогда поток бензола, который направляется в рецикл, составляет:
G(бензол)в рецикл = G(бензол)непрореаг - G(бензол)потери = 177,833 - 53,35 = 124,483 (кг/час)
Селективность превращения бензола в гексахлорбензол составляет 85% . Рассчитаем, сколько бензола (из рассчитанного выше количества всего прореагировавшего бензола) вступило в реакции (1) на образование гексахлорбензола (ГХБ) и в реакцию (2) на образование трихлорбензола (ТХБ):
G(бензол)ГХБ = 1438,834*0,85 = 1223,009 (кг/час)
G(бензол)ТХБ = 1438,834- 1223,009 = 215,825 (кг/час)
C6H6 + 6 Сl2 С6Cl6 + 6 НCl (1)
Рассчитаем потоки всех соединений реакции (1) образования гексахлорбензола (ГХБ):
G(бензол)ГХБ = 1223,009 (кг/час)
В соответствии со стехиометрией реакции (1) прореагировало следующее количество хлора и образовались продукты реакции:
G(хлор)ГХБ = 1223,00978∙6∙71= 6679,511 (кг/час)
G(ГХБ) = 1223,00978∙285= 4468,687 (кг/час)
G(HCl)ГХБ = 1223,00978∙6∙36,5= 3433,833 (кг/час)
C6H6 + 3 Сl2 С6H3Cl3 + 3 НCl(2)
Рассчитаем потоки всех соединений реакции (2) образования трихлорбензола (ТХБ):
G(бензол)ТХБ = 215,825 (кг/час)
В соответствии со стехиометрией реакции (2) прореагировало следующее количество хлора и образовались продукты реакции:
G(хлор)ТХБ = 215,82578∙3∙71= 589,368 (кг/час)
G(ТХБ) = 215,82578∙181,5= 502,208 (кг/час)
G(HCl)ТХБ = 215,82578∙3∙36,5= 302,985 (кг/час)
Суммарно в обе реакции вступило следующее количество хлора:
G(хлор)= 6679,511 + 589,368 = 7268,879 (кг/час)
По условию задачи конверсия хлора составляет 100%, следовательно, это весь хлор, вошедший в реактор