Акрилонитрил получают окислительным аммонолизом пропилена в псевдоожиженном слое катализатора. В реактор, производительность которого по целевому продукту равна 5600 кг/ч, поступает газовая смесь, объемная доля пропилена в которой 8%. При 450 °С степень

В условиях примера 2 определить объем катали¬затора, если дана производительность реактора по акрилонитрилу при заданной температуре и степень кон¬версии пропилена.
Производительность реактора 4 830 кг/ч, температура 472˚С, степень конверсии пропилена 67 %.

Пример 2. Акрилонитрил получают окислительным аммонолизом пропилена в псевдоожиженном слое катализатора. В реактор, производительность которого по целевому продукту равна 5600 кт/ч, поступает газовая смесь, объемная доля пропилена в которой 8%. При 450 ˚С степень конверсии пропилена равна 60%, а селектив¬ность по акрилонитрилу составляет 75%. Определить объем ката¬лизатора а реакторе, приняв для расчета константы скорости формулу
k=2,8 ∙10^5∙e^(-80000/RT).

Решение. Уравнение реакции:
СН2 = СН− СН3 + NН3 + 1,5O2 → СН2 = СН− СN + 3H2O
42кг (22,4 м3) 17 кг 15·32 кг 53 кг 3·18 кг

Расход пропилена на проведение процесса:
теоретический:
5600∙22,4/53=2367 м^3/ч;


фактический:
2367∙100/60∙100/75=5260 м^3/ч.
Объемный расход газовой смеси на входе в реактор:

5260/3600∙100/8=18,3〖 м〗^3/с.
Определение константы скорости:

k=2,8 ∙10^5∙e^(-80000/(RT ))=2,8 ∙10^5∙e^(-80000/(8,314∙(450+273) ))=0,56 с^(-1),

где R=8,314 кДж/(моль·К); е=2,72.
При соотношении исходных веществ С3Н6: NН3: О2: Н2О, рав¬ном 1:0,7:1,7:3, реакция окислительного аммонолиза имеет пер¬вый порядок по пропилену, а по кислороду и аммиаку − нулевой.
Формула для расчета времени пребывания веществ в реакционной зоне:
τ=2,303/(k´) ∙lg a/(a-x)= 2,303/0,56∙lg ( 1)/(1-0,6)=1,65c.
Объем катализатора в реакторе:
18,3·1,65 = 30 м3.
Ответ: 30 м3.