Abstract and keywords
Abstract (English):
The process of producing ethyl bromide was considered. A mathematical model is recorded. A dependence of the sulphuric acid discharge rate on time and temperature is obtained, which allows controlling the temperature regime of the reactor

Keywords:
ethyl bromide, mathematical model, temperature control
Text
Publication text (PDF): Read Download

Этил бромистый технический применяется в фармацевтической промышленности в производстве барбитуровых  препаратов, в производстве этиловой жидкости.

Основные реакции технологического процесса

2 NaBr+H2SO4k1Na2SO4+2HBr

(1)

C2H5OH+HBrk2C2H5Br+H2O

(2)

Реакция гидратации

H2SO4+H2Ok3H3O++HSO4-+Q

(3)

            Согласно регламенту 75-процентная серная кислота идет на образование этила бромистого, а прилив 92-процентной серной кислоты необходим для поднятия температуры в реакторе.

Введем обозначения: Cit – концентрация -го вещества; ρi – плотность i-го вещества; cpi – теплоемкость i-го вещества; qi –  подача или отвод i-го вещества; cp – теплоемкость смеси; ρ – плотность смеси; Vt – объем смеси. В этих обозначениях индексы соответствуют следующим веществам: 1 – NaBr; 2 – HBr; 3 – C2H5OH; 4 – H2O; 51 – H2SO4-75%; 52 – H2SO4-92%;   6 – C2H5Br.

            Запишем уравнения материального и теплового балансов:

 

dC1dt=-k1C12C51

(4)

dC2dt=k1C12C5-k2C2C3

(5)

dC3dt=-k2C2C3

(6)

dC4dt=k2C2C3-k3C4C52

(7)

dC51dt=-k1C12C51

(8)

q52C520Vt=k3C4C52

(9)

dC6dt=k2C2C3-q6C6Vt

(10)

cpρVtdTdt=q52cp5ρ5T520+VtQk3C4C52-q6cp6ρ6T

(11)

            Запишем уравнение (11) с учетом уравнения (9)

cpρVtdTdt=q52cp5ρ5T520+q52C520Q-q6cp6ρ6T

(12)

            Управлять сливом 92-процентной серной кислоты нужно таким образом, чтобы температура в реакторе поднималась равномерно. По экспериментальным данным

dTdt=0,3 град/мин

(13)

q6=q524

(14)

Vt=V0+34q52t

(15)

           

Подставим формулы (13), (14) и (15) в формулу (12) и получим зависимость скорости слива 92-процентной серной кислоты от времени и от температуры

 

q52=0,3 V0cpρcp5ρ5T520+C520Q-0,25 cp6ρ6T- 0,225 cpρt

(16)

 

            Формула (16) хорошо согласуется с экспериментальными данными и позволяет управлять тепловым режимом реактора.

References

1. Vol'ter B.V. Ustoychivost' rezhimov raboty himicheskih reaktorov / Vol'ter B.V., Sal'nikov I.E. - Moskva: "Himiya", 1981. - 200 s.

Login or Create
* Forgot password?