Otrzymywanie bezwodnika ftalowego z o-ksylenu:
Schemat blokowy (uproszczony) instalacji:
Skład strumieni:
A  o-ksylen + powietrze (tlen + azot)
B  bezwodnik ftalowy + bezwodnik maleinowy + tlen + azot + para wodna + dwutlenek
węgla, o-ksylen
C  bezwodnik maleinowy + tlen + azot + para wodna + dwutlenek węgla
F  bezwodnik ftalowy + o-ksylen
D  woda
K - tlen + azot + dwutlenek węgla
E  roztwór kwasu maleinowego (powstający w reakcji bezwodnika maleinowego z wodą)
G  bezwodnik ftalowy
H  o-ksylen
1. Reakcja główna:
+ 3 O ®ð + 3 H O
2 2
2. Reakcje uboczne:
a) powstawanie bezwodnika maleinowego:
+ 4,5 O = 2 + 3 H O
2 2
b) spalanie o-ksylenu:
+ 10,5 O = 8CO + 5H O
2 2 2
Masy molowe: [kg/kmol]
o  ksylen 106
bezwodnik ftalowy 148
bezwodnik maleinowy 98
kwas maleinowy 116
tlen (O ) 32
2
azot (N ) 28
2
dwutlenek węgla 44
Założenie do bilansu masowego:
1. Surowiec zawiera tylko o-ksylen i powietrze w stosunku masowym:
1 kg o-ksylenu ---- 7 kg O
2
2. Czystość o-ksylenu: 100%
3. 1% o-ksylenu nie ulega przereagowaniu
80% o-ksylenu reaguje w reakcji głównej
10% o-ksylenu ulega spaleniu
9% o-ksylenu ulega utlenieniu do bezwodnika maleinowego (produkt uboczny)
4. Otrzymuje się produkt (bezwodnik ftalowy) o czystości 100%
5. Bezwodnik maleinowy usuwany jest w skruberze w postaci 5% roztworu.
wag
CEL: Otrzymać 2 tony/h bezwodnika ftalowego.
Etapy obliczania bilansu masowego:
1. Ilość o-ksylenu potrzebna do uzyskania 2000 kg/ h bezwodnika ftalowego:
2. Ilość doprowadzonego o-ksylenu ze strumieniem A
3. Ilość o-ksylenu, która ulega przemianie do bezwodnika maleinowego
4. Ilość o-ksylenu, która ulega spaleniu.
5. Ilość nieprzereagowanego o-ksylenu.
6. Ilość doprowadzonego powietrza:
7. Ilość tlenu zużyta w poszczególnych reakcjach:
a) reakcja główna
b) reakcja uboczna
c) spalanie
8. Ilość nieprzereagowanego tlenu:
9. Ilość powstającego bezwodnika maleinowego:
10. Ilość powstającej pary wodnej:
a) reakcja główna
b) reakcja uboczna
c) spalanie
11. Ilość powstającego dwutlenku węgla:
12. Reakcja powstawania kwasu maleinowego:
+ H O =
2
13. Ilość wody potrzebna do powstania kwasu maleinowego i ilość powstającego kwasu:
14. Ilość wody potrzebna do otrzymania 5% roztworu kwasu maleinowego:
15. Ilość wody wprowadzana ze strumieniem C:
16. Ilość wody jaką należy wprowadzić ze strumieniem D:
17. Masa powstajÄ…cego roztworu:
Masowe natężenie przepływu strumieni:
A (o-ksylen + powietrze czyli tlen + azot):
B (bezwodnik ftalowy + bezwodnik maleinowy + tlen + azot + para wodna + dwutlenek
węgla, o-ksylen):
C (bezwodnik maleinowy + tlen + azot + para wodna + dwutlenek węgla):
F (bezwodnik ftalowy + o-ksylen):
D (woda):
K (tlen + azot + dwutlenek węgla)
E (roztwór kwasu maleinowego)
G (bezwodnik ftalowy)
H (o-ksylen)
Bilanse aparatów:
reaktor:
bateria kondensatorów:
skruber:
kolumna destylacyjna:
Bilans procesu: