Курсовые ОХТ

Привести технологическую классификацию реакций
Окисление пропилена в ацетон протекает по уравнению:
Одновременно протекают три реакции...
По первой реакции окисления пропилена на катализаторе c образованием альдегида...
Гидродинамический режим реактора альдегидов карбонилированием пропилена
Карбонилизация альдегидов протекает с большей скоростью, нежели окисление металла. Процесс необходимо вести в таких условиях, чтобы скорость реакции карбонилизации 
Тепловой режим реактора альдегидов карбонилированием пропилена
При одностадийном процессе с применением технического кислорода в реактор, заполненный катализаторным раствором, непрерывно подают пропилен, кислород и оборотный газ, содержащий в основном непрореагировавший пропилен и кислород. Реакцию...
Температурный режим реактора альдегидов карбонилированием пропилена
Одностадийный процесс, в котором в качестве окислителя используется технический кислород. Смесь пропилена и кислорода барботирует через раствор катализатора при 20-60°С...
Указать класс технологической схемы, ее достоинства и недостатки.
В качестве катализатора применяют водный раствор хлорида меди с добавкой небольшого количества хлорида палладия. Катализатор в данном случае действует как переносчик кислорода...
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
Выполнить экологическую экспертизу технологической схемы
При рассмотрении схемы карбонилирование альдегида можно выделить стадию абсорбции, где образующийся альдегид вместе с парами воды и непрореагировавшими газообразными реагентами...
Выполнить энергетическую экспертизу ХТС
При анализе схемы производства альдегида карбонилированием пропилена можно выделить реакторный блок, где протекает экзотермическая реакция. Отвод тепла осуществляется водой, если снабдить данный реактор рубашкой для теплообмена, то вода...

Производство циклогексанола гидрированием фенола.
Составить материальный баланс реакторного узла процесса гидрирования фенола, если требуется получить 10000 т/год циклогексанола.
Исходные данные
– производство работает 8000 ч/год;
– массовое соотношение фенола к водороду на входе в реактор 1,9;
– чистота фенола 100 %.
Состав свежего технического водорода, % масс.:
водорода – 96;
азота – 4.
Состав "сдувки", % масс.:
водорода – 17,6;
азота – 82,4.
Степень превращения фенола и селективность по циклогексанолу в расчетах принять равными единице.

Решение

Реакция гидрирования фенола

является обратимой. Для сдвига равновесия вправо используют повышенное давление (0,8 – 2 МПа) и избыток водорода
(10 – 30- кратный мольный), рециркулирующего в системе. Инертные вещества, присутствующие в техническом водороде, накапливаясь в системе и уменьшая парциальное давление водорода, сдвигают равновесие влево. Это вызывает необходимость "сдувки" части рецикла и компенсации потерянного при этом водорода. Диаграмма материальных потоков изображена на рисунке.

Рисунок  Схема потоков процесса гидрирования фенола: 1 – реактор; 2 – система разделения; I – фенол; II – свежий технический водород; III – суммарный газ на входе в реактор; IV – рецикл после сдувки; V – рецикл до сдувки; VI – сдувка;
VII – сырой продукт

.......

Привести технологическую классификацию реакций
Дегидрирование парафинов и олефинов, а именно м-бутана, м-бутенов, изопентана и изопентенов, имеет важное практическое значение в производстве основных мономеров для синтетического каучука - бутадиена-1,3 и изопрена...
Обоснование гидродинамического режима реактора олефинов дегидрированием парафинов
Как видно из ранее рассмотренных термодинамических отношений, равновесие реакций дегидрирования парафинов неблагоприятно для получения олефинов. Поэтому при доступной...
Обоснование температурного режима пеактора олефинов дегидрированием парафинов
Близкий к изотермическому профиль температуры позволяет получать повышенную степень конверсии при хорошей селективности. Высокие металлоемкость и капитальные затраты на такой реактор привели, однако, к созданию других аппаратов...
Обоснование теплового режима реактора олефинов дегидрированием парафинов
На новых установках применяют поэтому иные конструкции реакционного узла, приближающие процесс к изотермическому и лучше учитывающие особенности равновесия реакции. В одном из них (рис. 2.2б) имеются два реактора (или два слоя катализатора)...
Указать класс технологической схемы, ее достоинства и недостатки.
Рассмотрим один из вариантов части технологической схемы, включающей три подсистемы: подготовка сырья, процесс дегидрирования, конденсация продуктов...
Рисунок 4.1 - Функциональную схема процесса дегидрирования парафинов
Рисунок 4.2 - Операторная схема процесса дегидрирования парафинов
Рисунок 4.3 – Реакторный блок процесса дегидрирования парафинов
Выполнить экологическую экспертизу технологической схемы олефинов дегидрированием парафинов
При анализе существующей схемы дегидрирования парафинов, будет получаться большое количество продуктов схожих по своим свойствам в одной азеотропной смеси, для в,
Выполнить энергетическую экспертизу ХТС олефинов дегидрированием парафинов
Снижение энергозатрат на процесс дегидрирования может достигаться не только за счет эффективного теплообмена между входящими и выходящими потоками, но и за счет использования

Производство акрилонитрила винилированием синильной кислоты
Составить материальный баланс стадии винилирования синильной кислоты ацетиленом в производстве 30000 т/год товарного акрилонитрила.
Исходные данные
– производство работает 8296 ч/год;
– содержание акрилонитрила в товарном продукте 99,51 %;
– объемное соотношение HCN : С₂H₂ = 1 : 17;
– HCN подается в избытке от стехиометрического количества 0,5 % масс.
Состав свежего технического ацетилена, % об.:
ацетилен – 99,2;
моновинилацетилен – 0,5;
углекислый газ – 0,2;
кислород – 0,02;
водород – 0,08.
Состав циркулирующего ацетилена, % об.:
ацетилен – 95,2;
моновинилацетилен – 0,2;
ацетальдегид – 1,2;
лактонитрил – 0,6;
углекислый газ – 0,1;
водяной пар – 0,5;
азот – 2,2.
Распределение превращенного ацетилена (в % масс.) на образование:
– акрилонитрила 81,03;
– ацетальдегида 4,11;
– винилацетилена 6,41;
– дивинилацетилена 2,33;
– лактонитрила 1,52;
– цианбутадиена 0,21;
– полимеров 4,39.
Потери акрилонитрила 2 % масс.
Потери ацетилена 1 % об. от превращенного.
Для вывода из слоя катализатора побочных продуктов подается вода в объемном отношении вода : ацетилен = 4,5.

Решение

........

Производство глицерина гидролизом епихлоргидрина

Привести технологическую классификацию реакций
Синтез глицерина через дихлоргидрины. Видоизменениями классического метода Вильямса являются трехстадийный синтез глицерина по схеме...
Температурный режим реактора глицерина гидролизом епихлоргидрина
Технология синтеза глицерина проходит при температуре 100-120°С. Реакцию проводят в трубчатом реакторе, охлаждаемый водой. Эпихлоргидрин и и 5% раствор Na₂CO₃ движутся ...
Тепловой режим реактора глицерина гидролизом епихлоргидрина
Тепловой режим работы реактора будет близким к изотермическому, (постоянная температура поддерживается за счет отвода тепла, выделившегося в реакции), температурный режим...
Гидродинамический режим реактора глицерина гидролизом епихлоргидрина
Гидродинамический режим обуславливается применением  5-10%-го раствора Na₂CO₃ или NaOH, который для обеспечения более высокой интенсивности процесса и повышения...
Указать класс технологической схемы, ее достоинства и недостатки.
Схема синтеза глицерина из эпихлоргидрина (рис. 1). 
Эпихлоргидрин и 5-6 %-й раствор Na₂CO₃ эмульгируют в насосе 1, где смесь сжимают до 0,6-1,0 МПа, и закачивают ее через подогреватель 2 в трубчатый реактор 3. В нем протекают 
1) функциональная схема процесса:
2) структурная схема реакторного блока:
3) операторная схема подсистем подготовки сырья и химического превращения (реакторного блока):
Выполнить экологическую экспертизу технологической схемы глицерина гидролизом епихлоргидрина
Производство глицерина из эпихлоргидринов  является токсичным, в виду содержания хлористых соединений. Побочные продукты, тяжелые остатки, образуют токсичные стоки...
Выполнить энергетическую экспертизу ХТС глицерина гидролизом епихлоргидрина
Для повышения энергетической эффективности ХТС получения глицерина предложить использование выделяющегося пара после выпарных аппаратов, а также на стадии...

Провести материальные расчеты и составить материальный баланс стадии каталитического дегидрирования бутана до бутиленов производительностью по бутану 48 тыс. т/год.
Исходные данные
– производство работает 8275 ч/год;
– конверсия бутана в расчете на пропущенный бутан, поступивший со свежим и рециркулирующим газом, 53,7 %;
– конверсия бутана без учета рецикла 98 %:
на образование бутиленов 92 %;
на образование метана и этана 4 %.
Состав свежего технического бутана, поступающего на окисление, мол. доли:
– бутан 0,96;
– легкие углеводороды 0,02;
– инертные примеси 0,02.
Состав газа, выходящего из реактора, мол. доли:
– бутан 0,285;
– легкие углеводороды 0,05;
– инертные примеси 0,018;
– бутилены 0,31;
– водород 0,337.
Состав бутиленовой фракции, мол. доли:
– бутан 0,01;
– легкие углеводороды 0,02;
– инертные примеси 0,005;
– бутилены 0,96;
– водород 0,005.
Молекулярные массы, кг/кмоль:
бутан – 58;
бутилен – 56;
легкие углеводороды – 24,67;
водород – 2;
инертные примеси – 28;
уголь – 12.

Решение

При дегидрировании бутана до бутиленов в реактор поступает смесь свежего технического бутана с оборотным бутаном, получаемым после разделения продуктов реакции. На рисунке изображена схема материальных потоков.

Рисунок Схема материальных потоков: 1 – аппарат смешения; 2 – реактор; 3 – система разделения; N1 – свежий технический бутан; N2 – суммарный газ на входе в реактор; N3 – реакционный газ; N6 – рецикл бутана; N4 – топлив- ный газ; N5 – бутиленовая фракция

При дегидрировании протекают реакции, в результате которых получается реакционный газ и на катализаторе откладывается уголь:
......

Привести технологическую классификацию реакций
В большинстве рассмотренных выше реакций получаемые продукты содержат группировки, способные к дальнейшему присоединению а-оксидов. В результате происходят последовательно-параллельные...
Гидродинамический режим реактора этиленгликоля
Реакции, осуществляемые при большом избытке второго реагента (т. е. при недостатке а-оксида), - производство этилен- и нропиленгликолей, диэтиленгликоля, целлозольвов...
Тепловой режим реактора этиленгликоля
Температура в контактных аппаратах 150-200°С, поддерживается за счет подачи пара в рубашку или теплой воды. С учетом эндотермической...
Температурный режим реактора этиленгликоля
Температурный режим в ректификационной колонне поддерживается за счет подачи свежего пара для поддержания температуры в процессе порядка 150-200°С, давление пара 2-4атм. Также...
Указать класс технологической схемы, ее достоинства и недостатки.
в газовое пространство реактора, куда вводят а-оксид, причем капли вновь оседают в жидкую фазу. Непрерывный метод проведения таких процессов находится в стадии разработки...
Рисунок 4 - Функциональная схема получения этиленгликоля
Рисунок 5 – Операторная схема получения этиленгликоля
Рисунок 6 – Структурная схема реакторного блока
Выполнить экологическую экспертизу технологической схемы этиленгликоля
При производстве этиленгликоля возникает проблема с очисткой отходящих газов, так как они содержат смолы и продукты реакции гликолей.
Способ очистки газов заключается...
Выполнить энергетическую экспертизу ХТС этиленгликоля
При анализе схемы производства этиленгликоля можно выделить реакторный блок, где протекает экзотермическая реакция. Отвод тепла осуществляется водой, если снабдить...

Провести материальные расчеты и составить материальный баланс производства этилбензола алкилированием бензола мощностью 200000 т/год этилбензола.
Исходные данные
– состав каталитического комплекса, % масс.:
AlCl3 (хлорид алюминия) – 20;
C6H6 (бензол) – 63;
ПАБ (полиалкилбензолы) – 10;
C2H5Cl (этилхлорид) – 7;
– из алкилатора выходит реакционная смесь следующего состава, % масс.:
C6H6 (бензол) – 45,
C6H5–C2H5 (этилбензол) – 40,
C6H4–(C2H5)2 (диэтилбензолы) – 12,
C6H3–(C2H5)3 (триэтилбензолы) – 6;
– в переалкилаторе дополнительно образуется 7 % этилбензола;
– потери реакционной массы при промывке 5 % масс.;
– после дросселирования испаряется 20 % бензола;
– потери основного продукта на стадии ректификации незначительны и составляют 0,1 %.

Решение

Производство состоит из четырех стадий: алкилирования, переалкилирования, промывки и ректификации. Материальные расчеты ведем с учетом схемы материальных потоков производства (рисунок). В соответствии с нормативами на ремонт оборудования, которое будет использовано в схеме синтеза этилбензола, суммарное время простоя оборудования в год составляет 35 дней, тогда эффективный фонд времени работы оборудования

Рисунок Схема материальных потоков производства этилбензола: 1 – алкилирование; 2 – переалкилирование;
3 – выделение бензола; 4 – промывка и нейтрализация; 5, 6, 7 – ректификация

.....

Привести технологическую классификацию реакций
Оксиэтилированные или оксипропилированные алкиламины получают по реакциям первичных, вторичных, третичных алкиламинов и их производных с оксидами  этилена  или  пропилена...
Гидродинамический режим реактора алкиламинов
Основными переменными, которые определяют эффективность работы реактора на цеолитных катализаторах, являются соотношение бензола и олефина (например, пропилена), температура и...
Тепловой режим реактора алкиламинов
Образованию алкиламин способствует повышение давления и концентрации кислоты, а также избыток СЖК (увеличение аммиак: кислота). Алкиламины более устойчивы, чем...
Температурный режим реактора алкиламинов
Повышение температуры, способствующее образованию алкиламинов, одновременно ускоряет и реакции полимеризации. Интенсивность полимеризации олефина зависит от его молекулярного...
Указать класс технологической схемы, ее достоинства и недостатки.
Получение первичных алкиламинов в промышленности на основе СЖК (фракции С₁₀ – С₁₆ С₁₇ – С₂₀) осуществляют следующим путем: получают нитрилы, восстанавливают их 
Рисунок 4.1 - Функциональная схема получения алкилосульфатов
Рисунок 4.2 – Операторная схема получения алкилосульфатов
Рисунок 4.3 – Структурная схема реакторного блока алкиламинов
Выполнить экологическую экспертизу технологической схемы алкиламинов
Рассматривая технологическую схему производства олефина можно выделить основные вредный факторы воздействующие на экологическую систему: 1) Использование...
Выполнить энергетическую экспертизу ХТС алкиламинов
Реагенты, а также катализаторный раствор подают в нижнюю часть реактора. Эмульсия поднимается вверх по трубам, охлаждаясь за счет воды, подаваемой в межтрубное пространство. Продукты синтеза (алкилаты), непрореагировавшие бензол...

Провести материальные расчеты и составить материальный баланс производства м-толуиловой кислоты жидкофазным окислением м-ксилола кислородом воздуха.
Исходные данные
– мощность 10000 т/год товарного продукта;
– процесс окисления протекает в присутствии нафтената кобальта с конверсией 32 % и селективностью 100 %;
– содержание влаги в товарной м-толуиловой кислоте (МТК) 38 %;
– мольное отношение воздуха к подаваемому м-ксилолу – 3,73.

Решение

Схема материальных потоков с указанием стадий производства представлена на рисунке.
Для расчета часовой производительности по формуле (1) необходимо знать эффективный фонд времени работы оборудования.

Рисунок Схема материальных потоков производства м-толуиловой кислоты: 1 – окисление; 2 – улавливание м-ксилола; 3 – синтез Na- соли м-толуиловой кислоты; 4 – разделение слоев; 5 – промывка и отделение м-ксилола; 6 – выделение м-толуиловой кислоты; 7 – промывка м-толуиловой кислоты

В соответствии с нормативами на ремонт оборудования, которое будет использовано в схеме синтеза МТК, суммарное время его простоя в год составляет 35 дней, тогда

Для расчета принимаем содержание влаги в товарной МТК равным 38 %. Отсюда подсчитываем количество 100%-й МТК, необходимое для обеспечения производительности:

Один из вариантов материальных расчетов предусматривает проведение их, начиная с конца схемы. В задачу расчета по этому варианту входит последовательное определение потерь продукта на всех стадиях производства с тем, чтобы с максимальной пол- нотой вычислить необходимое количество исходных продуктов для выполнения производственного задания. Как следует из схемы (см. рис), последней стадией синтеза МТК является промывка ее водой. Согласно исходным данным при промывке 2 % МКТ уносится с промывными водами или

.....