Зміст
Введення
. Фізико-хімічні основи процесу
.1 Характеристика основного продукту
.2 Характеристика реакційного процесу
.3 Термодинамічний аналіз процесу
.4 Відомості про механізм і кінетиці протікають реакцій
.5 Аналіз промислових технологій синтезу оксиду етилену
. Обгрунтування вибору оптимальних умов процесу
.1 Зв'язок селективності з кінетикою
. Програма мовою QBASIC
. Результати програми
Висновок
Список літератури
ВСТУП
Окис етилену є в даний час найбільшим за масштабом виробництва продуктом нафтохімічного синтезу. Окис етилену - найважливіша сировина, яка використовується у виробництві великотоннажної хімічної продукції, що є основою для великої кількості різноманітних товарів народного споживання у всіх промислово розвинених країнах. Основні напрямки використання окису етилену:
етиленгліколь - використовуються в якості антифризів, у виробництві поліестеру, поліетилентерефталату (ПЕТ - сировина для пластикових пляшок), агентів для осушення газів, рідких теплоносіїв, розчинників та ін.;
поліетиленгліколі - використовуються у виробництві парфумерії та косметики, фармацевтичних препаратів, любрікантов, розчинників для фарб і пластифікаторів;
ефіри етиленгліколю - входять до складу гальмівних рідин, миючих засобів, розчинників лаків і фарб;
етаноламіни - застосовуються у виробництві мила і миючих засобів, очищення природного газу та аппретірованія тканин;
етоксілати - використовують у виробництві миючих засобів, в якості сурфактантів, емульгаторів і диспергаторів.
Найбільшим напрямком використання окису етилену є виробництво етиленгліколю, проте відсоток його застосування в цьому виді сильно варіює залежно від регіону: від 44% у Західній Європі, 63% Японії та 73% у Північній Америці до 90% в решті частини Азії та 99% в Африці.
Тому оптимізація умов отримання оксиду етилену є актуальним завданням.
1. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ ПРОЦЕСУ
. 1 Характеристика основного продукту
синтез оксид етилен
О? кись етилену? на (етіленоксі? д, оксіра? н, 1,2-епоксіетан) - органічна речовина, що має формулу C2H4O. Цей безбарвний газ з солодкуватим запахом є похідним етилену і являє собою найпростіший епоксид - тричлен гетероцикл з одним атомом кисню і двома метиленовими групами.
Завдяки особливостям молекулярної структури, окис етилену вступає в реакції приєднання з розкриттям циклу, і таким чином легко піддається полімеризації.
Речовина є надзвичайно вогне- і вибухонебезпечним. Окис етилену має дезінфікуючі властивості, а також є сильним отрутою для людини, проявляючи канцерогенну, мутагенну, подразнюючу та наркотичну дію.
Окис етилену є одним з важливих об'єктів основного органічного синтезу і широко використовується для одержання багатьох хімічних речовин і напівпродуктів, зокрема етиленгліколь, етаноламінів, простих і складних гликолевих і полігліколевий ефірів та інших з'єднань.
Основні термодинамічні характеристики [7]:
температура кипіння .......................................... .. 10,7 ° C;
температура плавлення ....................................... ..? 111,3 ° C;
стандартна молярна теплоємність речовини С0p=48,19Дж/(моль K);
стандартна ентальпія утворення ....... ? H0298 =? 51,037 кДж/моль;
стандартна ентропія ........................ So298=243,4 Дж/(мольK);
стандартна енергія Гіббса освіти ...? G0298 =? 11,68 кДж/моль;
теплота згоряння ...............................? H0сгор. =? 1 306 кДж/моль [4].
температура кипіння при тиску пари вище 101,3 кПа, ° С:
, 203 МПа (2 атм.) ................................................ 57,7
, 507 МПа (5 атм.) ................................................ 83,6
, 013 МПа (10 атм.) ............................................. .114,0
в'язкість,? * 10? Па * с:
? 49,8 ° C ............................................................ .0,577
? 38,2 ° C ............................................................ .0,488
? 21,0 ° C ............................................................ .0,394
, 0 ° C ............................................................... .0,320
.2 Характеристика реакційного процесу
С2H4 + 1/2 O2=C2H4O (1)
С2H4 + 3 O2=2 CO2 + 2 H2O (2)
Реакція (1) ...