align="justify"> Виходячи з заданої продуктивності по продукту і селективності і ступеня перетворення по ацетальдегіду можна розрахувати необхідну кількість етаналю по базисному рівнянню:
де N - кількість молей вихідного ацетальдегіду, необхідне для вступу в перший реактор; M - молярна маса продукту (оцтової кислоти); а і с - стехіометричні коефіцієнти реагенту і продукту,
Отже, в блок 1 має надходити 31,6265 кмоль ацетальдегіду. Слід врахувати, що ацетальдегід надходить як чистий (вихідний), так і зворотний (після четвертого блоку) з рециркуляції. Масова витрата становить:
Розрахуємо також кількості утворюються побічних продуктів:
а) метилацетату:
б) етілідендіацетата:
Де 0,5 і 0,33 перекладні коефіцієнти (з урахуванням стехіометрії реакції). Розрахуємо кількість кисню, необхідне для реакції (з урахуванням його конверсії, тобто не повного перетворення):
Технічний кисень містить невелику кількість азоту (2,5%), яке слід враховувати:
Непрореагіровавшій альдегід:
Кількість утворюється вуглекислого газу:
Вода, що утворилася по реакціях :
Слід враховувати, що вода так само поступає з вихідною сировиною.
Далі суміш надходить в розділовий блок 3, звідки відводяться вихлопні гази, вода і частково ацетальдегід. Решта суміш протікає далі в блок 4.
Альдегид (в атмосферу):
Альдегид (в четвертому блок):
Так як весь альдегід, що переходить у блок 4, потім надходить назад у блок 1, то тепер можна розрахувати кількість свіжого альдегіду, що надходить в першу блок на змішання:
А так само кількості домішок (оцтової кислоти і води) у свіжому альдегіди:
Загальна кількість води (по реакції і з свіжим альдегідом) становить:
Оцтова кислота утворюється в результаті реакції і при надходженні з свіжим альдегідом:
Частина води видаляється разом з оцтовою кислотою (0,2% по масі):
Баланс по воді складається наступним чином: утворена з реакції + з свіжим альдегідом - з кислотою - в атмосферу=0. Тоді:
Всі розрахункові значення для зручності зводяться в таблицю потоків і таблицю матеріального балансу.
* Примітка №1: метилацетат має температуру кипіння 57 оС і є легколетучим речовиною, тому він видаляється з вихлопними газами тобто в третьому блоці (першої ректифікаційної колоні).
* Примітка №2: слід також враховувати, що в колоні знаходиться постійна кількість оцтової кислоти (як розчинник), і рециркулюючий ацетальдегід.
Висновок
кислота альдегід етаналь
На закінчення слід зазначити, що даний метод є практично основним в отриманні оцтової кислоти. Останнім часом він все частіше заміщається методом Кольбе (карбоксилювання метилового спирту), який дає вищі виходи по вихідним реагентам.
Даний метод володіє і недоліками, такими як, наприклад, викид в атмосферу непрореагировавшего ацетальдегіду та метилацетату, застосування підвищеного тиску, утворення побічних продуктів тощо.
Тим не менше, близько 50% всієї оцтової кислоти, виробленої у світі, отримують саме таким способом, використовуючи в ролі каталізатора ацетати марганцю (II). В цілому, подібний метод є одним з найбільш зручних і вигідних для технології.
Оцтова кислота є одним з найбільш ходових і використовуваних продуктів сировини, а так само вкрай затребувана в харчовій та хімічній промисловості.
Список використаної літератури
1) «Екологічний фактор або навколишнє середовище як стимул еволюції промислової хімії». Роджер А. Шелдон
) «Органічна хімія». Моррісон Р., Бойд Р., 1974
) «Механізми реакцій в органічній хімії». Сайкс П., 1991
) «Збірник завдань і методичних вказівок щодо розрахунку матеріального балансу хіміко-технологічних виробництв». МИТХТ, 2008
Додаткова література:
5) «Загальний курс процесів і апаратів хімічної технології». Айнштейн В.Г., Захаров М.К., 1999 р.
) «Короткий довідник фізико-хімічних величин». Равдель А.А., 1999 р.
) «Схеми хіміко-технологічних процесів». Носов Г.А., Вишнепольскій В.І., Лапшенков Г.І., 2011
