Производство уксусной кислоты

Технология производства уксусной кислоты из метанола и оксида углерода. Материальный баланс реактора и стадии синтеза уксусной кислоты. Получение уксусной кислоты окислением ацетальдегида, н-бутана, н-бутенов, парафинов С4-С8. Применение уксусной кислоты.

Рубрика Химия
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 22.12.2010
Размер файла 207,3 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.

nф, кмоль/ч 2,898 5,797 281,151 289,846

М, кг/кмоль 2 28 28 -

mф,кг/ч 5,796 162,316 7872,2 8040,312

Остается оксида углерода в реакционной массе:

281,151--241,539=39,612 кмоль/ч или 1109,1 кг/ч.

Расходуется:

дистиллята колонны отгонки легких фракций:

14201,2*1,8= = 25562,2 кг/ч;

кубовых остатков

14201,2*0,0665=944, 4 кг/ч;

где 1,8 и 0,0665 -- массовые отношения подаваемых на синтез продуктов очистки уксусной кислоты и 100%-и уксусной кислоты.

Определяют расход и состав потоков 3 и 4.

Наличие метилацетата в дистилляте колонны отгонки легких фракций объясняется тем, что, хотя на стадии синтеза он практически не образуется, на последующих стадиях вследствие протекания реакций

СН3ОН + СН3СООН = СН3СООСН32О (4)

СН3СООСН3 + HI = СН3СООН + СН3I (5)

метилацетат накапливается в системе, так как реакция 5 протекает медленнее реакции 4.

Рассчитывают состав дистиллята (поток 3):

CH3I CH3COOH CH3COOCH3 H2O Сумма

wi,% 48,09 22,4 4,0 24,7 100,0

mф, кг/ч 12499,9 5725,9 1022,5 6313,9 25562,2

Рассчитывают состав кубовых остатков (поток 4):

CH3COOH C2H5C00H H2O HI Сумма

wi,% 90,3 0,1 7,7 1,9 100,0

mф, кг/ч 852,8 0,9 72,7 17,9 944,4

Состава реакционной массы Таблица 4

mф,кг/ч

H2

5,796+8,2=13,996

N2

162,316

CO

1109,1

CO2

196,6

CH3I

12499,9

CH3COOH

14201,2+5725,9+852,8=20779,9

CH3COOCH3

1022,5

C2H5COOH

0,9+14,2=15,1

H2O

7,6+6313,9+72,7-77,0=6317,2

HI

17,9

Сумма

42134,512

Молярный поток отдувочных газов реактора синтеза:

39,612*89,0/30,1 = 117,125 кмоль/ч,

Где39,612 -- количество оксида углерода в реакционной массе, кмоль/ч; 89,0 -- степень отдувкн оксида углерода, %; 30,1--объемная доля оксида углерода в отдувочных газах, %.

Состав отдувочных газов реактора (поток 5) Таблица 5

цi,%

nф,кмоль/ч

Мi,кг/кмоль

mф,кг/ч

H2

5,2

6,091

2

12,2

N2

4,2

4,919

28

137,7

CO

30,1

35,255

28

987,1

CO2

2,7

3,162

44

139,1

CH3I

26,0

30,453

142

4324,3

CH3COOH

11,2

13,118

60

787,1

CH3COOCH3

1,1

1,288

74

95,3

H2O

19,5

22,839

18

411,1

Сумма

100,0

117,125

-

6893,9

Определяют молярный поток отдувочных газов из сепаратора С1:

35,255*98,5/68,8=50,474 кмоль/ч,

где 98,5 -- степень отдувки оксида углерода, %;

68,8 -- объемная доля оксида углерода в отдувочных газах из сепаратора С1, %.

Состав отдувочных газов сепаратора С1 (поток 7) Таблица 6

цi,%

nф, кмоль/ч

mф, кг/ч

H2

12,0

6,057

12,1

N2

9,7

4,896

137,1

CO

68,8

34,726

972,3

CO2

4,9

2,473

108,8

CH3I

4,1

2,069

293,8

CH3COOH

0,1

0,050

3,0

CH3COOCH3

0,1

0,050

3,7

H2O

0,3

0,151

2,7

Сумма

100,0

50,474

1533,5

Учитывая составы потоков 5 и 7, рассчитывают состав жидкой фазы сепаратора С1 (поток 10), mф,кг/ч:

H2 - 0,1 ;N2- 0,6; СО - 14,8;С02 - 30,3;СН3I -4030,5;CH3COOH - 784,1; СН3СООСН3-91,6; Н2О - 408,4; что в сумме составляет 5360,4 кг/ч.

В реактор подают:

7587,7 кг/ч метанола (поток 2), 8040,312 кг/ч технического оксида углерода (поток 1), 25562,2 кг/ч дистиллята (поток 3). Всего поступает в реактор 41190,212 кг/ч.

Уходит из сепаратора С1: 1533,5 кг/ч отдувочного газа (поток 7), 41190,212--1533,5=39656,712 кг/ч жидкой фазы.

Время пребывания веществ в реакторе составляет 15-- 18 мин, следовательно, количество жидкой фазы, отбираемой из реактора с целью обеспечения максимальной степени конверсии метанола (с растворенными в ней газами), составляет:

39656,712*60/18=132189,04 кг/ч.

Учитывая количество газов в реакционной массе и в отдувочных газах сепаратора С1 (поток 7), рассчитывают количество газов, растворенных в жидкой фазе, mф, кг/ч:

Н2- 1,896; N2 -25,216; СО-136,8; СО2 - 87,8; что в сумме составляет - 251,712 кг/ч

Отбирают из реактора жидкой фазы:

132189,04 - 251,712=131937,328 кг/ч

Рассчитывают состав жидкой фазы из реактора (поток 6) Таблица 7

CH3I

CH3COOH

CH3C00CH3

C2H5COOH

H20

HI

Сумма

wi,%

9,7

70,0

0,9

0,1

16,3

3,0

100,0

mф,кг/ч

12797,9

92356,1

1187,4

131,9

21505,8

3958,1

131937,328

В сепаратор С2 подают также кубовые остатки (поток 4) в количестве 944,4 кг/ч. Жидкую фазу из реактора дросселируют и разделяют в сепараторе С2. В отдувочные газы на выходе из сепаратора переходит 251,712 кг/ч всех растворенных газов, 17,9 кг/ч иодоводорода из кубовых остатков (см. состав потока 4), 15,1 кг/ч прошюповой кислоты (см. состав реакционной массы), что в сумме составляет 284,712 кг/ч.

Учитывая состав реакционной массы и отдувочных газов сепаратора С1(поток 7),рассчитывают количество остальных компонентов отдувочных газов (поток 9),mф,кг/ч:

Н2-1,896;N2 - 25,216; СО - 136,8; СО2 - 87,8; СН3I - 12206,1;

СH3СООН - 20776,9; СН3СООСН3 - 1018,8; С2Н5СООН - 15,1;Н20 - 6314,5; HI - 17,9;что в сумме составляет 40601,012 кг/ч.

Учитывая составы потоков 4, 6 и 9, рассчитывают состав жидкой фазы сепаратора С2 (поток 8) кг/ч:

CH3I - 591,8; СН3СООН - 72432,0; СН3СООСН3 - 168,6; С2Н5СООН - 117,7; Н2О - 15264,0; НI - 3958,1; что в сумме составляет 92532,2 кг/ч.

Материальный баланс реактора Таблица 8

Входит

кг/ч

кг/с

%

Выходит

кг/ч

кг/с

%

Метанол

Отдувочные газы:

CH3OH

7587,7

99,9

H2

12,2

0,19

H2O

7,6

0,1

N2

137,7

2,12

Итого…

7595,3

2,110

100,0

CO

987,1

15,23

Техн.оксид углерода

CO2

139,1

2,15

CO

7872,2

97,91

CH3I

4324,3

66,70

H2

5,796

0,07

CH3COOH

787,1

12,14

N2

162,316

2,02

CH3COOCH3

95,3

1,47

Итого…

8040,312

2,233

100,0

H2O

411,1

См.*

Дистиллят:

Итого…

6893,9

1,915

100,00

CH3I

12499,9

48,9

Жидкая фаза:

CH3COOH

5725,9

22,4

H2

1,896

-

CH3COOCH3

1022,5

4,0

N2

25,216

0,02

H2O

613,9

24,7

CO

136,8

0,10

Итого…

25562,2

7,101

100,0

CO2

87,8

0,07

Ж.ф. из сепаратора С1:

CH3I

12797,9

9,68

N2

0,6

-

CH3COOH

92356,1

69,87

CO

14,8

0,28

CH3COOCH3

1187,4

0,90

CO2

30,3

0,57

C2H5COOH

131,9

0,10

CH3I

4030,5

75,19

H2O

21505,8

16,27

CH3COOH

784,1

14,63

HI

3958,1

2,99

CH3COOCH3

91,6

1,71

Итого…

132189,04

34,721

100,00

H2O

408,4

7,62

Итого…

5360,4

1,489

100,00

Ж.ф. из сепаратора С2:

CH3I

591,8

0,64

CH3COOH

72432,0

78,28

CH3COOCH3

168,6

0,18

C2H5COOH

117,7

0,13

H2O

15264,0

16,49

HI

3958,1

4,28

Итого…

92532,2

25,703

100,00

Всего…

139090,412

36,636

-

Всего…

139090,412

36,636

Материальный баланс стадии синтеза Таблица 9

Входит

кг/ч

Выходит

кг/ч

Метанол:

Отдувочные газы из сепаратора С1:

CH3OH

7587,7

H2

12,1

H2O

7,6

N2

137,1

Итого…

7595,3

CO

972,3

Технический оксид углерода:

CO2

108,8

CO

7872,2

CH3I

293,8

H2

5,796

CH3COOH

3,0

N2

162,316

CH3COOCH3

3,7

Итого…

8040,312

H2O

2,7

Дистиллят:

Итого…

1533,5

CH3I

12499,9

Отдувочные газы из сепаратора С2:

CH3COOH

5725,9

H2

1,896

CH3COOCH3

1022,5

N2

25,216

H2O

613,9

CO

136,8

Итого…

25562,2

CO2

87,8

Кубовые остатки:

HI

17,9

CH3COOH

852,8

CH3I

12206,1

C2H5COOH

0,9

CH3COOH

20776,9

H2O

72,7

CH3COOCH3

1018,8

HI

17,9

C2H5COOH

15,1

Итого…

944,4

H2O

6314,5

Всего…

42134,512

Итого…

40601,012

Всего… 42134,512

Расчёт основных расходных коэффициентов

Расходные коэффициенты:

по метанолу техническому: 7595,3/14201,2=0,535 кг/кг

по оксиду углерода: 8040,312/14201,2=0,566 кг/кг

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе разработана технология производства уксусной кислоты из метанола и оксида углерода. Проведён обзор типового и современного технологического оборудования, который был подобран по стандартам, проведены проверочные, точные расчёты. Рассчитан и составлен материальный баланс реактора и стадии синтеза уксусной кислоты.


Подобные документы

  • Формула уксусной кислоты, ее производные ацетаты. Упоминания о практическом применении уксусной кислоты как продукта брожения вина. Свойства уксусной кислоты, их зависимость от содержания в ней воды. Синтез уксусной кислоты из неорганических материалов.

    презентация [2,3 M], добавлен 03.03.2013

  • Физико-химические свойства уксусной кислоты. Характеристика процесса окисления альдегида. Способ получения ацетальдегида и этаналя. Принципы расчёта количества образующихся побочных продуктов в процессе получения уксусной кислоты. Сущность метода Кольбе.

    курсовая работа [1009,8 K], добавлен 08.04.2015

  • Выбор метода производства готового продукта. Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов и продукции. Способы получения уксусной кислоты из метанола. Уравнение реакции карбонилирования метанола. Катализаторы, носители, поглотители.

    дипломная работа [136,8 K], добавлен 03.11.2013

  • Сущность процесса, особенности и стадии оксосинтеза, его катализаторы. Различные реакции с участием оксида углерода. Уравнение гидроформилирования. Механизм гидрокарбалкоксилирования ацетилена. Процессы карбонилирования метанола до уксусной кислоты.

    реферат [73,4 K], добавлен 28.01.2009

  • Неопределенность проведения испытаний - метод оценки точности полученных результатов. Методика выполнения измерений массовой доли уксусной кислоты в горчице пищевой методом горячего титрования. Теоретические основы расчета неопределенностей измерений.

    курсовая работа [110,6 K], добавлен 27.12.2011

  • Свойства и применение ацетальдегида, методы получения. Электронная структура реагентов и продуктов реакции, термодинамический анализ, исходные данные для расчёта. Получение ацетальдегида, анализ факторов, влияющих на протекание реакции окисления этилена.

    дипломная работа [1,6 M], добавлен 08.12.2010

  • Структурная, химическая формула серной кислоты. Сырьё и основные стадии получения серной кислоты. Схемы производства серной кислоты. Реакции по производству серной кислоты из минерала пирита на катализаторе. Получение серной кислоты из железного купороса.

    презентация [759,6 K], добавлен 27.04.2015

  • Строение и схема получения малонового эфира. Синтез ацетоуксусного эфира из уксусной кислоты, его использование для образования различных кетонов. Таутомерные формы и производные барбитуровой кислоты. Восстановление a,b-Непредельных альдегидов и кетонов.

    лекция [270,8 K], добавлен 03.02.2009

  • Стадии синтеза 3,5-динитро-4-гидрокси-пиридиноксида. Распространение методикиа синтеза пиридин N-оксидов при помощи смеси перекиси водорода и уксусной кислоты. Реакции нуклеофильного замещения. Химические свойства 3,5-динитро-4-гидроксипиридиноксида.

    реферат [131,7 K], добавлен 05.02.2015

  • Общие свойства карбонильных соединений, номенклатура альдегидов и кетонов, свойства альдегидов. Получение. Применение. Применение альдегидов в медицине. Альдегиды необходимы для получения пластмасс, лаков, красителей, уксусной кислоты.

    реферат [18,7 K], добавлен 14.09.2003

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.