Зміст
Введення
1. Матеріальний баланс стадії синтезу
2. Тепловий баланс стадії синтезу
3. Термодинамічний аналіз основної реакції і розрахунок константи рівноваги
4. Кінетичні розрахунки
5. Принципова технологічна схема стадії синтезу
Список літератури
Введення
Практичне значення процесів окислення в промисловості основного органічного і нафтохімічного синтезу важко переоцінити. Їх першорядну роль зумовили такі причини:
) велика цінність з'єднань одержуваних окисленням (спиртів, альдегідів, кетонів, карбонових кислот та їх ангідридів, нітріли і т.д.)
2) широке різноманіття реакцій окиснення, до яких здатні органічні речовини, в тому числі і вуглеводні всіх класів.
) доступність і низька собівартість більшості окислювачів, серед яких чільне місце займає кисень повітря.
Викладені причини призвели до того, що окислювальні процеси отримали велике поширення в органічному синтезі. Для здійснення ряду процесів велике значення набуло гетерогенно-каталітичне окислення (окислення олефінів по насиченому атому вуглецю, прямий синтез етиленоксиду).
Методом окислення олефінів по насиченому атому вуглецю отримують акролеїн і акрилову кислоту.
Акролеїн - найпростіший альдегід ряду етилену. Він може бути використаний для різноманітних синтезів, заснованих на реакціях приєднання по подвійному зв'язку і на реакціях карбонільної групи, а також для дієнових синтезів, характерних для сполук з сполученими подвійними зв'язками.
Акролеїн - рідина з різким запахом дратівливим. Він добре розчинний у воді і утворює з нею азеотропную суміш. При тривалому зберіганні або нагріванні легко полімеризується в циклічні або лінійні полімери, що змушує при його переробці використовувати добавки інгібіторів. Акролеїн широко застосовується для отримання акрилової кислоти і ефірів, аллилового спирту, синтетичного гліцерину та інших продуктів, у тому числі метіоніну, що є цінною добавкою до корму для птахів.
1. Матеріальний баланс стадії синтезу
Дані для розрахунку матеріального балансу:
Основна реакція СН 2=СН-СН 3 + О 2=СН 2=СН-СНТ + Н 2 О (1)
Побічні реакції: 2СН 2=СН-СН 3 + О 2=2СН 3 С (О) СН 3 (2)
СН 2=СН-СН 3 +9 О 2=6СО 2 + 6 Н 2 О (3)
Таблиця № 1
Продуктивність реактора, т/г Число днів роботи реактора в році, n Технологічний вихід продукту, f,% 9500 340 97,0Степень перетворення Х А,% 6 Селективність реакцій ,% Основний (1) 75побочной (2) 19Состав пропілено-повітряної суміші% (об.) пропілен9,5прімесь - пропан2,5воздух88Состав повітря, (% об.) азот79,0кіслород21
Фізичні властивості речовин, учасників реакції представлені в таблиці № 2.
Таблиця № 2
ВеществаСвойстваМолекулярная массаПлотность, кг/м 3 Т пл, 0 СТ кіп, 0 С С 3 Н 6 42233-187,65-47,7 З 3 Н 8 442,019-187,69-42,7 О 2 32 N 2 28 Пн 3 Н 4 О56838,9-86,9552,69 Н 2 О18998,2 З 3 Н 6 О58790,5 СО 2 44 Прихід
) Кількість пропілену, необхідний для отримання 0,356 кмоль/хв акролеина:
.
2) Кількість пропілену з урахуванням селективності:
.
3) Кількість пропілену, необхідний для отримання акролеїну з урахуванням ступеня перетворення:
. (177, 408 м3/хв)
4) Кількість пропілену, який пішов на побічні реакції:
G n, 4=G n, 2 - G n, 1=0,475 - 0,356=0,119 кмоль/хв.
) Селективність другий побічної реакції:
.
6) Кількість пропілену, який пішов на перший побічну реакцію:
7) Кількість пропілену пошедшего на другому побічну реакцію:
8) Кількість непрореагировавшего пропілену:
G n, 7=G n, 3 - G n, 2=7,92 - 0,475=7,445 кмоль/хв.
) Процентний вміст кисню та азоту повітря в пропілено-повітряної суміші
об'єм кисню в суміші
обсяг азоту в суміші
10) Обсяг кисню та азоту в суміші (визначається за пропілену):
, 408 - 9,5%, Х - 18,48% G n, 8 (О 2)=345,1 м 3/хв або 15,4 кмоль/хв.
, 408 - 9,5%, Х - 69,52% G ...
