Курсовые ОХТ

Производство этанола прямой гидратацией этилена
Провести расчеты и составить материальный баланс реактора гидратации при производстве синтетического этилового спирта.

Исходные данные

– производительность установки по этиловому спирту 120000 кг/ч;
– распределение этилена на образование продуктов, % масс.: этилового спирта С1 = 95,5; диэтилового эфира С2 = 2; ацетальдегида С3 = 1,5; полимеров С4 = 1,0;
– мольное соотношение водяной пар : этилен = 0,7 : 1;
– конверсия этилена за один проход 4,5 %.

Примечание: для упрощения расчетов принимаем концентрации исходных продуктов (этилена и воды) равными 100 %

Производство акролеина окислением пропилена

Привести технологическую классификацию реакции, положенной в основу способа производства химического продукта; назвать объекты управления, перечислить основные группы факторов, используемых для оптимизации показателей процесса.
Окисление пропилена в акролеин сопровождается выделением тепла (2110 ккал на 1 кг акролеина); при полном окислении пропилена в двуокись углерода и воду выделяется 11 390 ккал на 1 кг пропилена. ..
Тепловой режим реактора окислением пропилена
Реакцию проводят в разных реакторах..
Гидродинамический режим окислением пропилена
Процесс сопровождается образованием побочных веществ: ацетальдегида, ацетона, уксусной и акриловой кислот..
Указать   класс  технологической   схемы,   ее   достоинства   и недостатки.
Процесс сопровождается образованием побочных веществ: ацетальдегида, ацетона, уксусной и акриловой кислот, СО и СО2. Оксиды углерода, как обычно при гетерогенно-каталитическом окислении..
Начертить  функциональную  схему  процесса,  структурную схему реакторного блока и операторную схему одной их подсистем.
1) функциональная схема процесса:
2) структурная схема реакторного блока:
3)операторная схема подсистем подготовки сырья и химического превращения (реакторного блока)
где 1 – реактор;..
Выполнить экологическую экспертизу технологической схемы акролеина окислением пропилена
Созданию любого производства предшествует анализ альтернативных химических способов получения целевого продукта из заданного сырья или различных видов сырья, и в каждом конкретном случае оценивается степень безотходности способа...
Выполнить энергетическую экспертизу химико-технологической системы (ХТС) акролеина окислением пропилена
Рассматриваемая химико-технологическая система процесса получения акролеина с точки зрения энергетической эффективности относится к технологическим схемам...

Составить материальный баланс реактора окисления этилена воздухом при производстве оксида этилена.

Исходные данные

– степень окисления этилена 0,5;
– состав исходной газовой смеси, % об.:
этилен – 2,8;
воздух – 97,2.
Молекулярные массы, кг/кмоль:
этилен – 28;
оксид этилена – 44;
кислород – 32;
азот – 28.
Расчет вести на 1 т оксида этилена

Решение

Составить материальный баланс реактора окисления этилена воздухом при производстве оксида этилена.

Исходные данные

– степень окисления этилена 0,5;
– состав исходной газовой смеси, % об.:
этилен – 2,8;
воздух – 97,2.
Молекулярные массы, кг/кмоль:
этилен – 28;
оксид этилена – 44;
кислород – 32;
азот – 28.
Расчет вести на 1 т оксида этилена

Решение

При прямом каталитическом окислении этилена протекает реакция


........

Производство ацетальдегида окислением этилена

1. Привести технологическую классификацию реакций
В последнее время большое распространение получил способ получения ацетальдегида на базе этилена...
Гидродинамический режим реактора ацетальдегида окислением этилена
Выход ацетальдегида в зависимости от условий проведения реакций и состава катализатора колеблется в пределах 84-98%. При этом в качестве побочных продуктов...
Тепловой режим реактора ацетальдегида окислением этилена
В жидкофазном процессе тепло отводится за счет испарения продуктов синтеза и воды в токе газа. При этом из зоны реакции выводится ацетальдегид. Таким образом, в одностадийном способе процесс проводится при t=90-100°С и Р=1 МПа...
Температурный режим реактора ацетальдегида окислением этилена
Процесс проводят при 3-7 ат и 100-120° С. Образующиеся продукты вместе с раствором отработанного катализатора из верхней части реактора перетекают в сепаратор...
3. Указать класс технологической схемы, ее достоинства и недостатки.
В одностадийном варианте производства ацетальдегида из этилена все реакции проводятся в одном реакторе колонного типа. Технологическая схема представлена на рис. 3.1. 
Рисунок 4.1 - Функциональная схема производства альдегидов карбонилированием пропилена 
Рисунок 4.2 – Операторная схема производства альдегидов карбонилированием пропилена
Рисунок 4.3 – Структурная схема реакторного блока
5. Выполнить экологическую экспертизу технологической схемы ацетальдегида окислением этилена
Получение ацетальдегида из этилена более предпочтителен, прежде всего из-за того, что растворенные газы сразу отделяются от продуктов в колонне с обратным конденсатором. Вместе с тем в этом способе все ректификационные колонны обогреваются «острым паром»....
6. Выполнить энергетическую экспертизу ХТС ацетальдегида окислением этилена
Парофазный процесс прямого окисления этилена может быть только одностадийным, причем так же, как и в случае парофазного процесса, на основе ацетилена он может...

Провести материальные расчеты и составить материальный баланс реактора для каталитического окислительного дегидрирования метанола в формальдегид.
Производительность реактора 10000 т/год CH₂O.
Исходные данные
– степень превращения метанола в формальдегид 0,7;
– общая степень превращения метанола (с учетом побочных реакций) 0,8;
– содержание метанола в спирто-воздушной смеси 40 % об.;
– мольное соотношение побочных продуктов в продукционном газе
Агрегат работает 341 день в году. Процесс превращения протекает на твердом серебряном катализаторе при 550 – 600 øС. Молекулярные массы, кг/кмоль: формальдегид – 30; метанол – 32; кислород – 16; муравьиная кислота – 46; диоксид углерода – 44; оксид углерода – 28; водяной пар – 18; метан – 16; кисло- род – 32; азот – 28.

Решение

Окислительное дегидрирование метанола протекает одновременно по двум реакциям

Производство изопрена из 2-метилпропена и формальдегида

Привести технологическую классификацию реакций
Способ получения изопрена из 2-метилпропена и формальдегида, разработанный впервые в нашей стране и уже освоенный промышленностью, состоит из двух стадий:
Гидродинамический режим реактора изопрена из 2-метилпропена и формальдегида
При взаимодействии изобутена с формальдегидом (реакция Принса) при более высокой температуре ...
Тепловой режим реактора изопрена из 2-метилпропена и формальдегида
Вторая стадия - расщепление 4,4-диметил-1,3-диоксана - идет с поглощением тепла 30 ккал/моль (126 кДж/моль). Подвод тепла может быть организован разными ...

Производство уксусной кислоты
Провести материальные расчеты и составить материальный баланс стадии каталитического окисления ацетальдегида кислородом.
Исходные данные
– производительность установки по уксусной кислоте 35000 т/год;
– производство работает 8000 ч/год;
– степень превращения ацетальдегида 99,2 %;
– содержание уксусной кислоты в товарном продукте 99,5 % масс.;
– конверсия кислорода 98 %;
– содержание азота в кислороде 2 %.
Состав технического ацетальдегида, поступающего на окисление, % масс.:
– ацетальдегид 99,5;
– паральдегид 0,1;
– уксусная кислота 0,1; 
– кротоновый альдегид 0,1;
– вода 0,2.
Распределение ацетальдегида (в % масс.) на образование:
– уксусной кислоты 96,0;
– метилацетата 0,95;
– муравьиной кислоты 1,4;
– этилидендиацетата 0,25;
– диоксида углерода 1,4.
Потери, % масс.:
– при окислении 4;
– при ректификации 5,5.
В качестве катализатора используется раствор ацетата марганца.
Состав катализаторного раствора, % масс.:
– ацетат марганца 3,5;
– уксусная кислота 70;
– вода 26,5.
Ацетат марганца подается в количестве 0,065 % от массы технического ацетальдегида, поступающего на окисление.

Решение

В аппарате протекают реакции образования:
– уксусной кислоты


.......

Производство вторичных алкилосульфатов
Привести технологическую классификацию реакций
Олефины охлаждают до 5°С и при сильном перемешивании и охлаждении обрабатывают серной кислотой. Образуются моно- и диалкилсульфаты...
Гидродинамический режим реактора вторичных алкилосульфатов
Неразветвленные бутилены и амилены, например н-бутилен, н-амилен, псевдобутилен СН3—СН=СН—СН3, а также амилен СН3—СН=СН—С2Н8, образуют с 75—80%-ной ...
Тепловой режим реактора вторичных алкилосульфатов
Образованию диалкилсульфатов способствует повышение давления и концентрации кислоты, а также избыток олефина (увеличение соотношения олефин: кислота). Диалкилсульфаты ...
Температурный режим реактора вторичных алкилосульфатов
Повышение температуры, способствующее образованию алкилсульфатов, одновременно ускоряет и реакции полимеризации. Интенсивность полимеризации олефина зависит от его молекулярного веса...
Указать класс технологической схемы, ее достоинства и недостатки.
Олефины охлаждают до 5°С и при сильном перемешивании и охлаждении обрабатывают серной кислотой. На второй стадии (нейтрализация)...
Рисунок 4.1 - Функциональная схема получения алкилосульфатов
Рисунок 4.2 – Операторная схема получения алкилосульфатов
Рисунок 4.3 – Структурная схема реакторного блока вторичных алкилосульфатов
Выполнить экологическую экспертизу технологической схемы
Рассматривая технологическую схему производства олефина можно выделить основные вредный факторы воздействующие на экологическую систему:
1) Использование серной кислоты...
Выполнить энергетическую экспертизу ХТС вторичных алкилосульфатов
Схема производства алкилосульфатов не использует для производства больших затрат энергии. Но существующую схему возможно усовершенствовать за счет использующегося тепла реакции...

Производство хлорбензола
Произвести материальные расчеты и составить материальный баланс процесса хлорирования бензола в производстве 1 т хлорбензола.
Исходные данные
Состав жидких продуктов реакции, % масс.:
– бензола 65;
– хлорбензола 32;
– дихлорбензола 2,5;
– трихлорбензола 0,5.
Технический бензол содержит 97,5 % масс. чистого бензола.
В техническом хлоре содержание чистого вещества 98 % масс.
Молекулярные массы, кг/кмоль:
бензол – 78;
хлорбензол – 112,5;
дихлорбензол – 147;
трихлорбензол – 181,5;
хлор – 71;
хлористый водород – 36,5.

Решение

Хлорбензол получают, пропуская хлор в жидкий бензол в присутствии хлорида железа. По мере образования хлорбензола по основной реакции

......

Производство высших жирных спиртов гидрированием синтетических жирных кислот

Привести технологическую классификацию реакций
В настоящее время в мировой практике для получении высших жирных спиртов фракции С10 С20 широко используется процесс восстановления жирных кислот или их эфиров...
Гидродинамический режим реактора высших жирных спиртов гидрированием синтетических жирных кислот
С точки зрения экономических показателей более эффективным оказывается процесс с применением цинкхромового катализатора. В этом случае потребуется...
Тепловой режим реактора высших жирных спиртов гидрированием синтетических жирных кислот
В начальный период окисление проводят осторожно, при интенсивном охлаждении...
Температурный режим реактора высших жирных спиртов гидрированием синтетических жирных кислот
Реакцию проводят при 60-70° С и 10 ат. Образующийся три-этилалюминий частично возвращают на получение диэтилалюми-нийгидрида...
Указать класс технологической схемы, ее достоинства и недостатки.
Этерификация синтетических жирных кислот. Этерификация смеси жирных кислот может осуществляться различными спиртами. В промышленной практике ...
Рисунок 4.1 - Функциональная схема процесса получения высших жирных кислот
Рисунок 4.2 – Операторная схема подсистемы получения высших жирных кислот
Рисунок 4.3 Схема реакторного блока высших жирных спиртов гидрированием синтетических жирных кислот
Выполнить экологическую экспертизу технологической схемы высших жирных спиртов гидрированием синтетических жирных кислот
Рафинация эфиров заключается в удалении не вступивших в реакцию синтетических жирных кислот. Сырой эфир непосредственно из этерификатора или со склада подается и нейтрализатора
Выполнить энергетическую экспертизу ХТС высших жирных спиртов гидрированием синтетических жирных кислот
При анализе технологической схемы получения высших жирных видно что наиболее энергоемкое отделения является ректификационная установка. Для наиболее эффективного