Реферати українською » Промышленность, производство » Виробництво етанолу методом сернокислотной гідратації


Реферат Виробництво етанолу методом сернокислотной гідратації

Міністерство Освіти і Науки РФ

Казанський Державний Технологічний Університет

Кафедра ЗагальноюХимической Технології

>КУРСОВАЯ РОБОТА

на уроках: Технологія хімічних виробництв

на задану тему: Виробництво етанолу методомсернокислотной гідратації

 

Виконала:

студентка грн. 3141-84

>Валиуллина А.

Перевірив:

>Ремизов А. Б.

Казань 2008


Зміст

Технологічна схема виробництво етанолу методомсернокислотной гідратації

Практична частина

Реклама

Список літератури


>ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ВИРОБНИЦТВОЭТАНОЛА МЕТОДОМСЕРНОКИСЛОТНОЙГИДРАТАЦИИ

>Этиловий спирт— (етанол) кипить при 78,3 °З; суміш З2H5ВІН [30% (про.)] з повітрям вибухонебезпечна; із жовтою водою спирт утворюєазеотропную суміш, що містить 95,6% З2H5>OH; киплячу при 78,1 °З.Этиловий спирт широко застосовується у харчової та медичної промисловості, є компонентомжидкостного ракетне паливо,антифризом тощо. буд. Особливо широко етанол використовують як напівпродукт органічного синтезу, і зокрема, щоб одержати складних ефірів, хлороформу,хлораля,ацетальдегида, оцтової кислоти, бутадієну та інших продуктів. За обсягом виробництва синтетичний етиловий спирт займає місце інших органічних сполук. Раніше етиловий спирт одержували доходи з харчового сировини — картопляного крохмалю та деяких менших зернових культур, проте це спосіб пов'язані з великими витратами харчового сировини. З іншого боку, його отримуютьгидролизом деревини (>гидролизний спирт). Етанол отримуютьсернокислотной і прямийгидратацией етилену. Присернокислотном способі отримання етанолу (малюнок 1) етилен під тиском 1,5—2,5МПа вступає у абсорбербарботажного типу, зрошувану97%-ной сірчаної кислотою. Температура вабсорбере 65—75 °З.Серная кислота у цьому є каталізатором і реагентом,Этилен взаємодіє зі сірчаної кислотою із заснуванняммоноетилсульфата З2H5>OSO3H ідиетилсульфата (З2H5>O)2>SO2

З2H4 + H2>SO4 З2H5>OSO3H +Q

>2C2H4 + H2>SO42H5>O)2>SO2 +Q

Гази, не зайняті вабсорбере 1, проходять водяний 2 і лужної 3скруббери і далі можна використовувати як паливо.


Малюнок 1. Схема виробництва етилового спиртусернокислотнойгидратацией етилену

1—тарельчатий абсорбер; 2, 3 —скруббери; 4 — холодильник; 5 — колона; 6 —гидролизер.

>Этилсульфати і сірчана кислота забсорбера 1 вступають угидролизер 6, куди подається вода. Угидролизере при тиску 1МПа і температурі 70—90 °З відбувається гідролізетилсульфатов

З2М5>ОSO3H + H2>O З2М5ВІН + H2>SO4

2М5Про)2>SO2 +2H2>O 2С2М5ВІН + H2>SO4

Пари спирту та води далі проходять холодильник 4, де їх конденсуються; конденсат вступає уректификационную колону 5 дляразгонки і очищення від домішок.Разбавленная кислота (50%) виводиться згидролизера, іде на концентрування і і знову повертається у процес. При ректифікації концентрація етилового спирту сягає 95—96%. У цій способу з 1 т етилену отримують 1,2 т етанолу та близько 100 кг етилового ефіру.


>ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТИНА

 

Завдання:

1. Скласти і описати технологічну схему виробництва етанолу методомсернокислотной гідратації

2. Скласти матеріальний баланс процесу

3.Рассчитать технологічні і техніко-економічні показники

4. Реклама

У основу розрахунку прийняти такі реакції:

З2H4+H2>O З2H5>OH

>2C2H5>OH (З2H5)2>O + H2>O

Вихідні дані:

Пропускна здатністьетан-етиленовой фракції,кг/ч 300
Втрати етанолу побічної реакції, % мас 7
Конверсія етилену, % 97

Складетан-етиленовой фракції, % мас.

1. етилен

2.етан

67

33

>Мольное співвідношення етилен – водяну пару 1 : 1.5
Втрати етилену, % мас 0,5

Розрахунок:

Матеріальний баланс:

Схема потоків:

 


 

Прихід Витрата
>кг/час >кмоль/час >кг/час >кмоль/час

З2H4

201 7.18

6 + 1втрати

0,21 + 0,04втрати

З2H5>OH

0 0 296.41 6.44

2H5)2>O

0 0 18.13 0,245

З2М6

99 3.3 99 3.3

H2>O (1)

193.86 10.77 69.12 3.84

H2>O (2)

0 0 4.41 0,245

>1=493.86

>2=494.07

>Mr(C2H4)=12*2+1*4=28кг/кмоль

>Mr(C2H6)=12*2+6*1=30кг/кмоль

>Mr(C2H5>ОН)=12*2+1*6+16*1=46кг/кмоль

>Mr((C2H5)2>О)=12*4+1*10+16*1=74кг/кмоль

>Mr(H2>О)=1*2+16*2=18кг/кмоль

>m(фракции)=300кг/ч;

Маса етилену поданого на реакцію:

>m (З2H4) – 67%

300 – 100%

>mвсього2H4)=300*67/100=201кг/ч

wвсього2H4)=201/28=7.18кмоль/ч

>m(С2М6)=m(фракции) -m (З2H4) = 300 – 201 = 99кг/ч

>w(С2М6)=99/30 = 3.3кмоль/ч

Відданий водяну пару:

w( H2>O(1)) =1.5wвсього2H4) =10.77кмоль/ч

>m( H2>O(1))= 10.77*18=193.86кг/ч


Відданий етилен, враховуючи втрати:

>mпід2H4) – 100 %

>mп2H4) – 0.5%

>mвтрати2H4) = 201*0,5/100 = 1кг/ч

wвтрати 2H4) = 1/28 = 0,04кмоль/ч

>m>общ2H4) =mвсього2H4) -mвтрати2H4) = 201 - 1 = 200кг/ч

>Прореагировавший етилен:

>m>прор2H4) – 97 %

200 – 100%

>m>прор2H4) = 200*97/100 = 194кг/ч

w>прор 2H4) = 194/28 = 6.93кмоль/ч

>Непрореагировавший етилен:

>m>непр2H4) =m>общ2H4) –m>прор2H4) = 200 – 194 = 6кг/ч

w>непр2H4) = 6/28 = 0,21кмоль/ч

Кількість і безліч етанолу:

wвсього2H5ВІН) = w>прор2H4) = 6.93кмоль/ч

>mвсього2H5ВІН) = 6.93*46 =318.78кг/ч

>Прореагировало етанолу:

>m>прор2H5ВІН) – 5 %

192,05–100 %

>m>прор2H5ВІН) = 192,05*5/100 = 9,603кг/ч

w>прор2H5ВІН) = 9,603/46 = 0,209кмоль/ч

>Непрореагировавшего етанолу:

>mост2H5ВІН) =mвсього2H5ВІН) –m>прор2H5ВІН) = 192,05 - 9,603 = 182,447кг/ч

wост2H5ВІН) = 182,447/46= 3,966кмоль/ч

Кількість води витраченого освіту етанолу:

w>прор( H2>O(1)) = wвсього2H5ВІН) = 6.93кмоль/ч

Кількість непрореагировавшей води:

wост( H2>O(1)) = wпід( H2>O(1)) – w>прор( H2>O(1)) = 10.77 – 6.93 = 3.84кмоль/ч

>mост( H2>O(1)) = 3.84 * 18 = 69.12кг/ч

Маса і кількість етанолу, який пішов освітудиетилового ефіру:

>m>прор2H5ВІН) – 7 %

>mвсього2H5ВІН) – 100 %

>m>прор2H5ВІН) = 318.78 * 7/100 = 22.31кг/ч

w>прор2H5ВІН) = 2.31/46 = 0.49кмоль/ч

Маса і кількість непрореагировавшего етанолу:

>mост2H5ВІН) =mвсього2H5ВІН) -m>прор2H5ВІН) = 318.48 – 22.31 = 296.41кг/ч

wост2H5ВІН) = 296.41/46 = 6.44кмоль/ч

>Полученнодиетилового ефіру: на 2 міль (З2H5ВІН) – 1 міль (З2М5)2Про

w>прор2H5ВІН) - w ((З2H5)2Про)

w ((З2H5)2Про) = 0.49*1/2 = 0,245кмоль/ч

>m ((З2H5)2Про) = 0,245 * 74 = 18.13 кг

Знайдемо кількість й безліч води, що виникла на другий реакції:

w( H2>O(2)) =w((С2М5)2Про) = 0,245кмоль/ч

>m( H2>O(2) ) = 0,245 * 18 = 4.41кг/ч.

Технологічні і техніко-економічні показники процесу

1. Пропускна здатність установки: 493.86кг/ч

2. Конверсія етилену : 97 %

3. Вихід на подані сировину:

1) Фактичний вихід:

>QФ =m(C2H5ВІН) = 296.41 кг;

2) Теоретичний вихід:

>Mr(СН2)Mr(C2H5ВІН), 28 46,

>m(C2H4)QТ; 201QТ ;

>QТ = 330.21 кг;

Вихід З2H5ВІН по З2H4


b СП3СОН =QФ /QТ * 100% = 89.76 %

4. Теоретичний вихід на перетворене сировину:

>Mr(C2H4)Mr(C2H5ВІН), 28 46,

>mін2H4)QТ'; 194QТ' ;

>QТ' = 318.71 кг;

b' СП3СОН =QФ /QТ' * 100% = 93 %

5. Теоретичні видаткові коефіцієнти із сировини:

по З2H4 :

>sт =Mr(C2H4) /Mr(C2H5ВІН) = 28 / 46 = 0,61кг/кг;

по М2Про:

>sт : =Mr(Н2Про) /Mr(C2H5ВІН) = 18/46 = 0.39кг/кг.

6. Фактичні видаткові коефіцієнти:

по З2H4:

>sф =m>техн2H4) /m(C2H5ВІН) = 300/296.41 = 1.01кг/кг;

по М2Про:

>sф =m>техн2H4) /m(C2H5ВІН) = 193/296.41 = 0.65кг/кг.


РЕКЛАМА


СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Лебедєв М.М. Хімія й технологія основного органічного і нафтохімічного синтезу. Вид. 2-ге, перекл. М., "Хімія", 2005, 736 з.

2.Юкельсон І.І. Технологія основного органічного синтезу. М.: "Хімія", 2008, 846 з.

3. Загальна хімічна технологія /Під ред.А.Г.Амелина. М.: "Хімія", 2007, 400 з.

4. Розрахунки хіміко-технологічних процесів /Під ред.И.П.Мухленова.Л.:Химия, 2008, 300 з.


Схожі реферати:

Навігація