Чем больше водорода приходится на 1 моль нитробензола, тем при более низкой температуре происходит испарение нитро­бензола. Эта температура повышается с увеличением внешнего давления.

Таблица 10. Зависимость точки росы нитробензола от давления и мольного соотношения водорода и нитробензола (т)

Если обозначить мольное соотношение водорода и нитробензола в испаренной водородо-нитробензольной смеси (ВНС) через от, то мольная доля нитробензола будет равна 1/(m+ 1), а парциальное давление нитробензола (Р_нб) соста­вит:

      (10)

где Р — внешнее давление в системе. Известно, что в интерва­ле 108—300 °С зависимость давления насыщенного пара нитро­бензола от температуры [16] можно рассчитать по формуле:

 (11)

Подставляя выражение (10) в (11) и решая его относитель­но t, получим:

 (12)

 Из уравнения (12), можно определить зависимость (табл. 10) точки росы нитробензола в ВНС от мольного соотношения водород: нитробензол (т) и от давления в системе (Р), обычно определяемого сопротивлением контактной системы.

Рассмотрим тепловой баланс испарителя нитробензола. Схема тепловых потоков представлена на рис. 16. В испаритель приходят нитробензол (в ко­личестве m1 моль/ч с температурой t1 и теп­лоемкостью C1) и водород (в количестве m2 моль/ч с температурой t2 и теплоемко­стью c2). Из испарителя выходят неиспаренный остаток (при температуре t2 в количе­стве m4 с теплоемкостью C1 и смесь нитро­бензола и водорода [в количестве (m1+ + m 2—m4)]. Таким образом испаряется (m1 — m4) моль нитробензола в час. Обо­значим теплоту испарения нитробензола H.

Рис 16 Схема тепловых потоков при испарении нитробензола.

Уравнение теплового баланса можно записать в виде:

 (13)

Введем обозначения:

Тогда уравнение (13) примет вид:

Откуда:

Средняя теплоемкость нитробензола в интервале температур, указанных в табл. 10, равна C1 = 170 Дж/(моль-К), теплоемкость водорода c2 = 28, 9 Дж/(моль-К), теплоемкость смеси нитробензола и водорода при т = 15 равна С₃ = 37,3 Дж/(моль-К). Теплота испарения нитробензола Н = 40 780 кДж/моль. Принимаем, что количество кубового остатка m_k = 0,005.

Подставив эти значения в уравнение (15), получим зависимость темпе­ратуры ВНС от температуры нитробензола (t1) и температуры водорода (t2);

Эта зависимость для т = 15 представлена в табл. 11.  При температурах, рас­положенных выше жирной ломаной линии, не обеспечивается испарение всего нитробензола, подаваемого в систему. При температурах, указанных ниже ло­маной линии, испаряется заданное количество нитробензола и происходит не­который перегрев ВНС.  Ломаная линия построена по данным табл. 10 для давления 0, 14 МПа.