Технология производства гексахлорбензола
Получение циклогексанона из циклогексанола окислением кислородом воздуха (окислительное дегидрирование) или каталитическим дегидрированием. Технологическая схема получения циклогексанона дегидрированием циклогексанола. Материальный баланс процесса.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.08.2010 |
| Размер файла | 343,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
12
Министерство Образования и Науки РФ
Казанский Государственный Технологический Университет
Кафедра Общей Химической Технологии
Реферат
по курсу:
Технология химических производств
на тему:
Технология производства гексахлорбензола
Казань 2008
Содержание
- Теоретическая часть
- Задание
- Технологические и технико-экономические показатели процесса
- Список литературы
Теоретическая часть
Циклогексанон получают из циклогексанола окислением кислородом воздуха (окислительное дегидрирование) или каталитическим дегидрированием. Кроме дигидрирования при этом протекают дегидратация циклогексанола в циклогексен, а также расщепление циклогексанола с выделением углерода, водорода и воды.
Технологическая схема процесса получения циклогексанона дегидрированием циклогексанола приведена па рисунке 1.
Циклогексанол-ректификат (99,9% -ный) под давлением азота 0,01-0,015 МПа нагнетается через фильтр 3 в подогреватель 4 типа "труба в трубе", где нагревается до 100-110°С. Далее в испарительно-подогревательпой системе, состоящей из трубчатых аппаратов 5, 6 и 7, происходит испарение циклогексанола и перегрев его паров до 430-450°С. Перегретые пары поступают в трубы контактного аппарата 8, заполненные цинк-железным катализатором. Содержание в катализаторе 8-11% железа позволяет достичь максимальную степень конверсии цпклогексакола, равную 82-93%. Процесс протекает при 410 - 420 °С и объемной скорости подачи спирта 0,5 ч-1.
По выходе из контактного аппарата продукты реакции поступают в конденсатор 11 и далее в сепаратор 12, где конденсат (циклогексанон-сырец) отделяется от водорода. Примерный состав цпклогексанона-сырца (в%):
Циклогексанол 80-81
Продукты уплотнения 1 - 1,1
Циклогексанол 17--18
Циклогексен 0,5-0,6Вода 0,2-0,3
Рисунок 1. Технологическая схема процесса получения циклогексанона дегидрированием циклогексанола:
1 - ротационная газодувка;
2 - насос;
3 - фильтр;
4 - подогреватель;
5, 6 - испарители;
7 - перегреватель;
8 - контактный аппарат;
9 - тонка;
10 - воздуходувка;
11 - конденсатор;
12 - сепаратор.
Циклогексанол-сырец подвергают ректификации, а водород после очистки используют для гидрирования фенола в циклогексанол.
Для обогрева контактной системы в нижней части топки 9 сжигают топливный газ (метан). Для поддержания температуры топочного газа, равной 500-550 °С, его смешивают с возвратным топочным газом из борова. Газ, имеющий такую температуру, проходит в межтрубном пространстве контактного аппарата прямотоком к парам циклогексанола, движущимся по трубкам с катализатором. Топочные газы, выходящие из контактного аппарата при 430-480 °С, используются для обогрева испарительно-перегревательной системы (аппараты 5, 6 и 7). Далее часть топочных газов, имеющих температуру 340-300 °С, выпускают в атмосферу, а остальной газ с помощью ротационной газодувки 1 подают на смешение с продуктами сгорания топливного газа в верхнюю часть топки 9.
Задание
Составить и описать технологическую схему производства гексахлорбензола;
составить материальный баланс процесса;
рассчитать технологические и технико-экономические показатели.
В основу расчета принять следующие реакции:
C6H6+6Cl>C6Cl6+3HCl
C6H6+3Cl2>C6H3Cl3+3HCl
Исходные данные
|
Производительность установки по гексахлорбензолу |
30 |
|
|
Состав реакционной смеси% масс гексахлорбензол трихлорбензол бензол хлор |
20 0.5 78 1.5 |
|
|
Концентрация бензола,% масс |
98 |
|
|
Концентрация хлора,% масс |
95 |
|
|
Потери бензола,% масс |
3 |
Материальный баланс:
|
ПРИХОД |
РАСХОД |
||||
|
С6Сl6 C6Н3Сl С6Н6 Cl2 HCl C6H6примесь Cl2примесь |
5392.45 1997.25 110.05 105.13 |
69.13 28.17 |
1250 31.5 4875+161.77потери 93.75 978.68 110.05 105.13 |
4.39 0.17 62.5+2.07потери 1.32 26.85 |
|
|
У = 7604.88 |
У = 7605.63 |
Mr (C6Сl6) =12*6+35.45*6=284.7 кг/кмоль
Mr (C6H3Сl3) =12*6+1*3+35.45*3=181.35 кг/кмоль
Mr (C6H6) =12*6_1*6с= 78 кг/кмоль
Mr ( (Cl2) = 35.45*2 = 70.9 кг/кмоль
Mr (HCl) =1+35.45 = 36.45 кг/кмоль
1. Производительность установки = 30 т/сут
m (C6Сl6) = 30 * 1000/24 = 1250 кг/ч
w (C6Сl6) = 1250|284/7 = 4.39 кмоль/ч
2. Состав реакционной смеси:
трихлорбензол
1250 - 20%
х - 0.5%
х = m (C6H3Сl3) = 1250 * 0.5/20 = 31.25 кг/ч
w (C6H3Сl3) = 31.25/181.35 = 0.17 кмоль/ч
не прореагировавший бензол
1250 - 20%
х - 78%
х = mнепр (C6H6) = 1250 * 78/20 = 4875 кг/ч
wнепр (C6H6) = 4875/78 = 62.5 кмоль/ч
не прореагировавший хлор
1250 - 20%
х - 0.5%
х = mнепр (Cl2) = 1250 * 1.5/20 = 93.75 кг/ч
wнепр (Cl2) = 93.75/70.9 = 1.32 кмоль/ч
3. Найдем массу и количество прореагировавшего бензола:
wпрор (C6H6) = w1 (C6H6) + w2 (C6H6),
где w1 (C6H6) - количество бензола пошедшего на целевую реакцию;
w2 (C6H6) - количество бензола пошедшего на образование трихлорбензола.
w1 (C6H6) = w (C6Сl6) = 4.39 кмоь/ч
w2 (C6H6) = w (C6H3Сl3) = 0.17 кмоль/ч
wпрор (C6H6) = 4.39+0.17 = 4.56 кмоль/ч
4. Найдем общее количество и массу бензола, с учетом не прореагировавшего:
wобщ (C6H6) = wпрор (C6H6) + wнепрор (C6H6) = 67.06 кмоль/ч
mобщ (C6H6) = 67.06 * 78 = 5230.68 кг/ч
5. Найдем массу потерь, количество и массу вступившего в реакцию бензола, учитывая потери:
5220.68 - 97%
х - 100%
х = mвсего (C6H6) = 5230.68 * 100/97 = 5392.45 кг/ч
mпотерь (C6H6) = 5392.45 - 5230.68 = 161.77 кг/ч
wпотерь (C6H6) = 161.77/78 = 2.07 кмоль/ч
wвсего чист (C6H6) = 5392.45/78 = 69.13 кмоль/ч
6. Найдем массу примесей бензола:
5392.45 - 98%
х - 2%
х = mприм (C6H6) = 5392.45 * 2/98 = 110.05 кг/ч
7. Найдем количество хлора, прошедшего на обе реакции:
w (Cl2) = w1 (Cl2) + w2 (Cl2),
где w1 (Cl2) - количество хлора, пошедшего на образование гексахлорбензола, w2 (Cl2) - количество хлора на обр-е трихлорбензола.
w1 (Cl2) = 6 * w1 (Cl2) = 26.34 кмоль/ч,
w2 (Cl2) = 3 * w2 (C6H6) = 0.51 кмоль/ч
wпрор (Cl2) = 26.34 + 0.51 = 26.85 кмоль/ч
8. Найдем количество и массу чистого, вступившего в реакцию, учитывая не прореагировавший:
wвсего чист (Cl2) = wпрор (Cl2) + wнепр (Cl2) = 26.85 + 1.32 = 28.17 кмоль/ч
m всего чист (Cl2) = 28.17 * 70.9 = 1997.25 кг/ч
9. Найдем массу примесей хлора:
1997.5 - 95%, х - 5%
х = mприм (Cl2) 1997.5 * 5/95 = 105.13 кг/ч
10. Найдем количество хлороводорода, полученного в общих реакциях:
w (НCl) = w1 (НCl) + w2 (НCl),
где w1 (НCl) кол-во НCl полученного в первой реакции; w2 (НCl) - кол-во НCl полученного во второй реакции.
w1 (НCl) = 6 * w (С6Cl6) = 4.39 * 6 = 26.34 кмоль/ч
w2 (НCl) = 3 * w (C6H3Сl3) = 3 * 0.17 = 0.51 кмоль/ч
w (НCl) = 26.34 + 0.51 = 26.85 кмоль/ч
m (НCl) = 26.85 * 36.45 = 978.68 кг/ч
Технологические и технико-экономические показатели процесса
Пропускная способность установки: 7604,88 кг/ч
Конверсия или степень превращения бензола =M (C6H6) подано - M (C6H6) непрореагировало / M (C6H6) подано * 100%= 5392,45-5036,77 /5392,45 * 100% = 6,5%
Теоретические расходные коэффициенты по С6Н6:
тС6Н6 = Mr (C6H6) / Mr (C6Cl6) = 78/284,7 = 0,274 кг/кг;
по Cl2:
т Cl2 = Mr (Cl2) / Mr (C6Cl6) = 70,9/ 284,4 = 0,249 кг/кг.
Фактические расходные коэффициенты:
по С6Н6:
фС6Н6 = m (C6H6) / m (C6Cl6) = 5392,45/1250 = 4,402 т/т;
по Cl2:
фHCl = m (Cl2) / m (C6Cl6) = 1997,25/1250 = 1,682 т/т.
Выход на поданное сырье:
Фактический выход C6Cl6:
QФ = m (C6Cl6) = 1250 кг;
Теоретический выход C6Cl6:
Mr (С6Н6) Mr (C6Cl6), 78 284,7,m (С6Н6) QТ; 5392,45 QТ;
QТ = (5392,45 * 284,7) / 78 = 19682,44 кг;
Выход C6Сl6 по бензолу:
С6Cl6 = QФ / QТ * 100% = 1250/19682,44 кг * 100% = 6,35%
5. Теоретический выход C6Cl6, рассматриваемый, исходя из кол - ва превращенного С6Н6:
78 - 284.7
mпревр (С6Н6) - Qт'
Qт' = (5392.45 - (4875 - 161.77)) * 284.7/78 = 1161.43 кг
Выход C6Cl6 на превращенный С6Н6:
в' C6Н6 = QФ / QТ * 100% = 1250/1161.43 *100% = 107,63%
Список литературы
1. ??????? ?.?. ????? ? ?????????? ????????? ????????????? ? ???????????????? ???????. ???.2-?, ???.?., "?????", 2005, 736 ?.
2. ???????? ?.?. ?????????? ????????? ????????????? ???????. ?.: "?????", 2008, 846 ?.
3. ????? ?????????? ?????????? / ??? ???. ?.?. ???????. ?.: "?????", 2007, 400 ?.
4. ??????? ??????-??????????????? ????????? / ??? ???. ?.?. ?????????. ?.: ?????, 2008, 300 ?.
Подобные документы
Окислительное дегидрирование циклогексанола, дегидратация циклогексанола в циклогексен, расщепление циклогексанола с выделением углерода, водорода и воды. Составление материального баланса процесса. Производительность реактора по циклогексанону.
реферат [343,6 K], добавлен 25.08.2010Характеристика уксусной кислоты, технологическая схема ее производства окислением ацетальдегида. Материальный баланс процесса ее получения. Расчет технологических и технико-экономических показателей. Составление рекламы для продажи уксусной кислоты.
курсовая работа [787,2 K], добавлен 19.08.2010Ознакомление с основами процесса получения стирола, свойствами целевого продукта, современным состоянием производства, термодинамикой и кинетикой процесса. Описание реактора и технологической схемы производства стирола дегидрированием этилбензола.
контрольная работа [3,0 M], добавлен 16.01.2012Материальный баланс и расходные нормы для получения готового продукта. Недостатки процесса фильтрования под вакуумом. Номенклатура лекарственных препаратов-кремов. Технологическая схема производства мази. Производство таблеток, капсул и микрокапсул.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 15.07.2011Материальный и тепловой расчет процесса получения осахаривателя крахмалсодержащего сырья. Технологическая схема, план и разрезы цеха по производству глюкаваморина. Оборудование для получения и подготовки питательных сред. Получение посевного материала.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 08.12.2011Описание натуральных соков в сухом виде: паст, гранул, порошков. Характеристика и значение химического состава плодов и ягод. Технологическая сущность процесса очистки воды, схемы производства нектара "Мультифруктовый". Материальный баланс производства.
курсовая работа [307,4 K], добавлен 26.10.2009Изучение схемы технологического процесса получения пленки-основы для кинофотоматериалов и магнитных лент. Анализ механизма процесса пленкообразования и структуры технических пленок. Составление материального баланса производства основы кинофотопленок.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 07.04.2015Технологическая схема производства серной кислоты: краткое описание процесса, функциональная и операторная схема. Этапы сернокислого производства. Получение обжигового газа из серы. Контактное окисление диоксида серы. Материальный расчет, показатели.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 23.02.2015Свойства винилацетата и его применение. Общие методы получения винилацетата. Технология получения винилацетата окислением этилена в присутствии уксусной кислоты. Характеристика сырья технологии. Сравнение различных методов получения винилацетата.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 25.12.2009Технологическая схема производства нитробензола. Материальный баланс процесса. Расчет технологических и технико-экономических показателей. Реклама оптовых поставок нитробензола в качестве сырья для производства анилина и селективного растворителя.
курсовая работа [243,2 K], добавлен 19.08.2010
