МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ
Філія федерального державного бюджетного освітньої установи вищої професійної освіти
«Російський державний університет нафти і газу імені І. М. Губкіна в м Оренбурзі»
Відділення «Хімічна технологія переробки вуглеводневої сировини та екології»
Курсова робота
з дисципліни «Хімія і технологія органічних речовин»
Тема курсової роботи: «Розрахунок установки ізомеризації. Варіант 1 »
Виконав: студент групи ЗХТ - 09-01 Дугаева Е.В.
Оренбург, 2014
Зміст
Введення
. Обгрунтування вибору схеми установки ізомеризації
.1 Теоретичні основи процесу ізомеризації
.2 Технологічне оформлення процесу ізомеризації
.3 Високотемпературна ізомеризація пентанової фракції
. Технологічний розрахунок реакторного блоку установки високотемпературної ізомеризації фракції н.к.- 62оС
.1 Вихідні дані
.2 Розрахунок матеріального балансу процесу ізомеризації
.3 Розрахунок теплового балансу процесу ізомеризації
.4 Розрахунок реакторного блоку
.5 Гідравлічний розрахунок реактора
Висновок
Список використаних джерел
Введення
Процес ізомеризації парафінових вуглеводнів призначений для підвищення октанового числа пентан-гексаново фракцій бензинів, википають до 70 ° С, і отримання індивідуальних парафінових вуглеводнів - ізобутану і ізопентану - з н-бутану і н-пентану з метою збільшення ресурсів сировини при синтезі изопренового каучуку, для процесу алкілування та отримання изобутилена при синтезі метил-трет-бутилового ефіру. Ізопентан і ізогексани використовуються як компоненти автомобільного бензину.
1. Обгрунтування вибору схеми установки ізомеризації
. 1 Теоретичні основи процесу ізомеризації
Реакції ізомеризації, будучи рівноважними, відбуваються без зміни обсягу, тому термодинамічна рівновага залежить тільки від температури. Низькі температури сприяють утворенню ізопарафінових вуглеводнів і отриманню сумішей вуглеводнів з високим октановим числом. Ізомеризація протікає з невеликим екзотермічним ефектом - від 2 до 20 кДж/моль; теплота ізомеризації мало змінюється з температурою. При розрахунку рівноважних складів за значеннями констант рівноваги враховують лише найбільш вероятностно утворюються ізомери. Наприклад, в продуктах ізомеризації н-пентану на всіх каталізаторах із трьох теоретично можливих ізомерів були виявлені тільки н-пентан і ізопентан.
Ізомеризація парафінових вуглеводнів супроводжуються побічними реакціями крекінгу і диспропорціонування; для придушення цих реакцій і підтримки активності каталізатора на постійному рівні процес проводиться при тиску водню 2-4 МПа і циркуляції водородсодержащего газу. Кінетика і механізм реакції залежать від типу каталізатора та умов проведення реакції.
Процеси ізомеризації на каталізаторах, що містять метали VIII групи, відбувається за такими основними схемами:
На каталізаторах з сильною кислотністю носія ізомеризація протікає на кислотних центрах, а роль металу зводиться до обмеження утворення коксу і запобіганню від дезактивації кислотних центрів, завдяки процесам утворення більш активного атомарного водню в зоні каталітичної конверсії. Прикладом може служити ізомеризація парафінових вуглеводнів на алюмоплатіновом каталізаторі, промотувати хлором:
де К - кислотні центри.
. На каталізаторах з низькою кислотністю носія ізомеризація відбувається на металевих центрах і механізм реакції залежить від розміру кристалітів металу. При цьому збільшенням розміру кристалітів уповільнює стадію внутрішньої дифузії атомарного водню і зміщує механізм в область біфункціонального каталізу (варіант 3). Навпаки, зменшення розміру кристалітів призводить до прискорення стадії внутрішньої дифузії атомарного водню і зміщує механізм у бік низької каталізу за варіантом 1.
3. На біфункціональних каталізаторах механізм реакції відповідає схемі, що відповідає збалансованості швидкостей різних процесів:
де М - металеві центри, К - кислотні центри.
Сучасні промислові каталізатори ізомеризації парафінових вуглеводнів є каталітичними біфункціонального системами метал - носій. В якості металевого компонента каталізатора використовуються платина або паладій, як носій - фторирован...
