Реферат по предмету "Промышленность, производство"


Технология производства акролеина

Министерство Образования и Науки РФ
Казанский ГосударственныйТехнологический УниверситетКафедра: «Общей химическойтехнологии»Курсовая работа
На тему: «Технологияпроизводства акролеина»КАЗАНЬ2008

ПЛАН
1.        Технологическаясхема производства акролеина
2.        Материальныйбаланс сложной параллельной необратимой реакции
3.        Технологические итехнико-экономические показатели
Реклама
Список литературы

1. Технологическая схемапроизводства акролеина
Из ненасыщенных алифатических альдегидов широкое применение впромышленности получил акролеин./>
Физические свойства: акролеин /> -бесцветная жидкость с острым запахом. Температура кипения = />С, а температура плавления= />С. Плотность акролеинасоставляет 0,841 г/см/>. Акролеинчастично растворим в воде. Так же он токсичен (пары его сильно раздражаютслизистые оболочки глаз и дыхательных путей), но опасность отравления имсравнительно невелика вследствие легкости его обнаружения.
Акролеин является сырьем для промышленного синтеза аллиловогоспирта, акрилонитрила и его производных. Значительное количество акролеинарасходуется на производство метионина (аминокислота, добавка которой в кормдомашней птицы ускоряет ее рост). Акролеин и его производные применяются всинтезе полиуретанов, полиэфиров, различных пластификаторов и химикатов длятекстильной промышленности. Из способов получения акролеина практическоезначение имеют два:
1)        конденсацияформальдегида с ацетальдегидом
HCOH + CH3—CHO → CH2=CH—CHO
2)        прямоеокисление пропилена.
Метод прямого окисления пропилена является более перспективнымввиду большей доступности и дешевизны сырья. Формально кинетическую схему этогопроцесса можно представить следующим образом:
/>

Технологическая схема одностадийного окисления пропилена вреакторе с восходящим потоком катализатора представлена на рисунке 1. Реактор 2изготовлен в виде трубы (высота 25 м, диаметр 0,75 м), соединеннойнепосредственно с дозатором 1, где находится катализатор — молибдат висмута насиликагеле. Температура в дозаторе около 420 °С, в реакторе 435 °С; давление0,7—3 МПа. Температуру регулируют, охлаждая стенки реактора испаряющейся водойи подавая воду с паром в дозатор 1. Кислород подают в нижнюю часть реактора идополнительно в несколько точек по его высоте. Пропилен вместе срециркулирующим газом тоже поступает в нижнюю часть реактора 2 и проходит снизувверх вместе с паром, кислородом и суспензированным катализатором. Реакционнаясмесь, поступающая в реактор, имеет следующий состав [в % (мол.)]:кислорода—7,5, пропилена — 21,5, водяного пара — 38; остальное — азот инезначительное количество оксидов углерода. Скорость движения смеси в реакторесоставляет 6,1—7,6 м/с.
Парогазовый поток из реактора поступает в сепаратор 3 циклонноготипа, куда подают воду для «закалки» продуктов реакции (ихтемпература снижается до 290 °С). Катализатор в сепараторе 3 отделяют от продуктовреакции и в горячем состоянии возвращают в дозатор 1. Часть пара, образующегосяза счет отвода выделяющегося тепла, по мере необходимости подают изпаросборника 4 в сепаратор 3, а основное количество пара вводят в нижнюю частьдозатора 1. Газовый поток из сепаратора 3 после охлаждения в холодильнике (насхеме не показан) поступает в сепаратор 5, где отделяются сконденсировавшиесявода и высококипящие продукты, а также катализатор, возвращаемый на окисление.Несконденсировавшиеся продукты реакции из сепаратора 5 после холодильника 6 поступаютв газосепаратор 7, из которого парогазовый поток направляется в орошаемый водойабсорбер 8. Газ из абсорбера возвращают на окисление (часть его периодическисбрасывают в атмосферу во избежание накопления инертных примесей). Жидкиепродукты из сепаратора 7 и раствор из абсорбера 8 смешивают и подают в отпарнуюколонну 9, с верха которой отбирают акролеин-сырец, направляемый наректификацию, а снизу — воду, подаваемую в дозатор 1 или сбрасываемую изсистемы.
Выход акролеина составляет 71% в расчете на пропилен, при 50%-нойстепени конверсии пропилена и 91%-ной степени конверсии кислорода.
При двухстадийном окислении пропилена выход акролеина составляет 69—70%;степень превращения пропилена — 95%.
Рисунок 1. Технологическая схема одностадийного окисленияпропилена:
/>
1 —дозатор;
2 — реактор;
3, 5 — сепараторы циклонного типа;
4— паросборник;
6 — холодильник;
7 — газосепаратор;
9   — абсорбер;
9 — отпарная колонна.

2. Материальный баланс сложнойпараллельной необратимой реакции
 
Задача:
 
/>
Исходные данные:
1. Производительность установки 80 т/сутки.
2. Состав безводной реакционной смеси (% мольных):
Акролеин 80
Ацетон 15
Масляный альдегид 5
3. Молярное соотношение "/>"5:1
4. Концентрация /> в смеси"/>" (% об) 4,8
5. Потери пропилена % масс. От производительности установки 1,0
6. Концентрация технического /> (%об.) 100
7. Концентрация технического /> (%об.)(примесь-азот) 95
8. Конверсия пропилена (%) 100
Решение:
 
/>

Материальный баланс:  приход  расход  кг/ч  кмоль/ч  кг/ч  кмоль/ч
C3H6
CH2CНСОН
(СН3)2СО
СН3СН2СНО
О2
N2
Н2О
2507,4
-
-
-
1702,24
26115,32
-
59,7
-
-
-
53,195
932,69
-
25,07
2647,66
514,33
171,33
-
26115,32
851,04
0,6
47,28
8,87
2,95
-
932,69
47,28
 Σ1=30324,96
 Σ2 = 30324,75
Молярные массы веществ:
Mr(C3H6)=12*3+1*6=42кг/кмоль
Mr(CH2СНСОН)=12*3=1*4+16=56 кг/кмоль
Mr((CH3)2СО)=12*3+1*6+16=58кг/кмоль
Mr(CH3СН2СОН)=12*3+1*6+16 = 58кг/кмоль
Mr(О2)=16*2 = 32 кг/кмоль
Mr(N2) = 14*2 = 28 кг/кмоль
m(смеси) = 80 *100/24= 3333,33 кг/ч
Состав безводной реакционной смеси:
CH2СНСОН – 80 % моль Mr(CH2СНСОН) = 56 кг/моль
(CH3)2СО – 15 % моль Mr((CH3)2СО) = 58 кг/моль
CH3СН2СОН – 5 % моль Mr(CH3СН2СОН) = 58 кг/моль
Найдем массовый процентный состав
/>
wмас (CH2СНСОН) = 4480/5640 * 100% = 79,43 %
wмас((CH3)2СО) = 870/5640 * 100% = 15,43 %
wмас (С2Н5СОН) = 290/5640 * 100% = 5,14 %
Состав3333,33 реакционной смеси
CH2СНСОН – 79,43 % масс m1(CH2СНСОН) = 2647,66 кг/ч
CH3СН2СОН – 15,43 % масс m2 (CH3СН2СОН) = 514,33 кг/ч
С2Н5СОН– 5,14 % масс m3(С2Н5СОН) = 171,33 кг/ч
ν(CH2СНСОН) = 2647,66/56 = 47,28 кмоль/ч
ν(CH3СН2СОН) = 514,33/58 = 8,87 кмоль/ч
ν(С2Н5СОН)= 171,33/58 = 2,95 кмоль/ч
1реакция
ν1(C3Н6) = ν(CH2СНСОН) = 47,28 кмоль/ч
ν1(O2) = ν1(C3Н6) = 47,28 кмоль/ч
ν1(H2O) = ν1(C3Н6) = 47,28 кмоль/ч
m(H2O) = 4747,28 * 18 = 851,04 кг/ч
2реакция
ν2(C3Н6) = ν(CH3СН2СОН) = 8,87 кмоль/ч
ν2(O2) = 1/2 ν2(C3Н6) = 4,44 кмоль/ч
3реакция
ν3(C3Н6) = ν(С2Н5СОН) = 2,95 кмоль/ч
ν3(O2) = 1/2 ν(С2Н5СОН)= 1,475 кмоль/ч

Общееколичество затраченного кислорода
ν0(O2) = ν1+ν2+ν3 = 53,195 кмоль/ч
m0(O2) =53,1995* 32 = 1702,24 кг/ч
Общее количество прореагировавшего пропилена
ν0(C3Н6) = 59,1 кмоль/ч m0(C3Н6) = 59,1*42 = 2482,2 кг/ч
Конверсияпропилена 100 % поэтому весь пропилен реагирует и его не остается. Количествопропилена с учетом потерь 1 % масс
m0(C3Н6) – (100-1)%
m (C3Н6) – 100 %
m (C3Н6) = 2482,2 * 100/99 = 2507,27кг/ч
ν(C3Н6) = m/Mr = 2507,27/4259,7 кмоль/ч
Потерипропилена
m (C3Н6) = 2507,27 – 2482,2 = 25,07 кг/ч
ν(C3Н6) = 25,07/43 = 0,6 кмоль/ч
Концентрациякислорода в смеси C3Н6+О2+N2 = 4.8 %
V(O2) = ν0(O2)/22.4 = 1191.56 м3/ч
1191.56 – 4.8 %
V(C3Н6) – х %
V(C3Н6) = ν (C3Н6) * 22.4 = 1337,28 м3/ч
х =1337,28 * 4.8/1191.56 = 5,38 %

КонцентрацияC3Н6 в смеси C3Н6+О2+N2 = 5,38 %
отсюдаконцентрация N2 = 100 – 5,38 – 4,8 = 89,82 %
Объемазота в смеси всего:
191,56 –4,8 %
х – 89,82%
х = V1( N2) = 1191,56 * 89,82/4,8 = 22297,06 м3/ч
w1( N2) = V1( N2)/22,4 = 995,4 кмоль/ч
Количествоазота который поступает с техническим кислородом:
V(O2) – 95 %
V2( N2) – 5 %
V2( N2) = 1191/56 * 5/95 = 62,71 м3/ч
ν2( N2) = V2( N2)/22,4 = 62,71 кмоль/ч
Всего технического азота:
ν( N2) = ν1( N2) — ν2( N2) = 932,69 кмоль/ч
m( N2) = 932,69 * 28= 26115,32 кг/ч
Технологическиеи технико-экономические показатели процесса
1. Пропускнаяспособность установки: 30324,96 кг/час.
2. Конверсия или степеньпревращения пропилена: 100%.
3. Теоретическиерасходные коэффициенты:
по С3Н6:
sтС3Н6 = Mr(C3H6) / Mr(CH2CНСОН) = 42 / 56 = 0,75 кг/кг;
по О2:

sтО2 = Mr(О2) / Mr(CH2CНСОН) = 32 / 56 = 0,57 кг/кг.
4. Фактическиерасходные коэффициенты:
по С3Н6:
sфС3Н6 = m(C3H6) / m(CH2CНСОН) = 2507,4 / 2647,66 = 0,95 кг/кг;
по О2:
sфО2 = m(О2техн) /m(CH2CНСОН) = 1702,24+26115,32 / 2647,66 =0,065 кг/кг.
Выход наподанное сырье:
1)        Фактический выходCH2CНСОН:
QФ = m (CH2CНСОН) = 2647,66 кг;
2)        Теоретическийвыход CH2CНСОН:
Mr(С3Н6)¾ Mr(CH2CНСОН),42 ¾ 56,
m(С3Н6)¾ QТ; 2507,4 ¾ QТ;
QТ = (2507,4 * 56) / 42 = 3343,2 кг;
Выход CH2CНСОН по пропилену:
bС3Н6 = QФ / QТ * 100%= 2647,66 / 3343,2 * 100% = 79 %

РЕКЛАМА
/>

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического инефтехимического синтеза. Изд. 2-е, пер. М., «Химия», 2005, 736 с.
2. Юкельсон И.И. Технология основного органического синтеза.М.: «Химия», 2008, 846 с.
3. Общая химическая технология /Под ред. А.Г.Амелина. М.: «Химия»,2007, 400 с.
4. Расчеты химико-технологических процессов /Под ред.И.П.Мухленова. Л.: Химия, 2006, 300 с.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Система государственного управления РФ
Реферат Художественный промысел. Резьба по дереву. Виды резьбы. Абашевская игрушка. Абрамцево-кудринская резьба
Реферат Система российского права
Реферат Communist China Essay Research Paper Communism in
Реферат Кримінологічна політика у сфері боротьби з організованою злочинністю
Реферат Возникновение Солнечной системы и планеты Земля
Реферат Система государственной власти в период с 1917 по 1922 гг.
Реферат Налоговые агенты по Налоговому кодексу Российской Федерации при налогообложении иностранных юрид
Реферат Система юридических наук
Реферат Система цивільного права України
Реферат Системы экологического права
Реферат Система регистрации юридических лиц в РФ
Реферат Ситуации преступной (криминальной) деятельности
Реферат Система соціального захисту в Україні
Реферат Инфляция и политика регулирования доходов 4