Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Получение изопропилового спирта из ацетона

2. Тепловой и материальный баланс адиабатического РИВ и РПС

3. Программы расчета и результаты

3.1 Выбор реактора

3.2 Расчет Ad коэффициента

3.3 Производительность в зависимости от начальной температуры

3.4 Производительность в зависимости от давления

3.5 Производительность в зависимости от начальной концентрации

Выводы

Список использованная литература

Введение

Под технологией в широком значении этого слова понимают научное описание методов и средств производства в какой-то отрасли промышленности. Процессы механической технологии основаны преимущественно на механическом воздействии, изменяющем внешний вид или физические свойства обрабатываемых веществ, но не влияющем на их химический состав. Процессы химической технологии включают химическую переработку сырья, основанную на сложных по природе химических и физико-химических явлениях.

Таким образом, химическая технология - это наука о наиболее экономичных и экологически обоснованных методах химической переработки сырых природных материалов в предметы потребления и средства производства.

Современная химическая технология, используя достижения естественных и технических наук, изучает и разрабатывает совокупность физических и химических процессов, машин и аппаратов, оптимальные пути осуществления этих процессов и управления ими при промышленном производстве различных веществ, продуктов, материалов.

Химическая технология базируется на химических науках, таких, как физическая химия, химическая термодинамика и химическая кинетика, а также развивает закономерности этих наук в приложении к крупномасштабным промышленным процессам, она тесно связана с экономикой, физикой, математикой, кибернетикой, прикладной механикой, другими техническими науками.

По мере развития химической промышленности содержание химической технологии обогащалось новыми сведениями, закономерностями. Значительный прогресс науки в последние годы связан с применением современных вычислительных средств для решения теоретических и прикладных задач. Применение вычислительной техники не только позволило ставить и решать сложные задачи, но и обогатило химическую технологию новыми подходами к их решению, связанными с математическим моделированием и системными исследованиями, также развивается кибернетика химико-технологических процессов. Новые открытия тесно связывают науку с производством, что позволяет более рационально использовать сырье и топливно-энергетические ресурсы, создавать безотходные производства, где процессы протекают с высокими скоростями в оптимальных условиях с получением продуктов высокого качества.

Химическая технология играет важную роль в химической промышленности, которая является одной из ведущих отраслей народного хозяйства, ей принадлежит определяющая роль в ускорении научно-технического прогресса, повышении эффективности общественного производства и, материального и культурного уровня жизни людей.

Химическая технология является материальной базой химизации народного хозяйства. Цель химизации - интенсификация и повышение эффективности промышленного и сельскохозяйственного производства, улучшение условий труда и повышение уровня медицинского, культурного и бытового обслуживания населения. Химизация обеспечивает: совершенствование структуры сырьевого баланса, снижение затрат на производство и эксплуатацию изделий, совершенствование топливно-энергетической базы путем интенсификации процессов и комплексной переработки нефти, природного газа, сланцев и угля, использования теплоты реакций, усиление охраны окружающей среды.

Материальной основой всех химико-технологических процессов являются машины и аппараты химических производств. Эффективность химического производства обеспечивается за счет систематического повышения его технического уровня на основе использования мощных, непрерывных, малостадийных и менее энергоемких аппаратов. Так, выбор и расчет аппарата, ректификационной колонны, реактора является важным критерием, определяющим технологический процесс.

Химико-технологический процесс представляет собой совокупность операций, позволяющих получить целевой продукт из исходного сырья. Скорость всех этапов операций будет зависеть от температурного режима, наличия примесей, а самое главное - от гидромеханических, тепло- и массообменных, химических процессов, протекающих в аппарате. Анализ единичных процессов, их взаимного влияния позволяет разработать технологический режим и рассчитать аппараты, реакторы, необходимые для проведения этих процессов в оптимальных условиях (сочетание основных параметров - температуры, давления, состав исходной реакционной смеси, катализаторов), т.е. таких, которые позволяют получить наибольший выход продукта с высокой скоростью или обеспечить наименьшую себестоимость.

Разработка и построение рациональной технологической схемы, а соответственно и выбор реактора, аппарата - важная задача химической технологии.

1. Получение изопропилового спирта из ацетона

ацетон спирт химический реактор

ЗАО "Химтэк Инжиниринг" владеет высокоэффективной технологией гидрирования ацетона в жидкой фазе на никельсодержащем катализаторе.

Процесс ведется при давлении в реакторе 0,7-1,0 Мпа и температуре 70-120⁰С. Срок службы катализатора составляет 1,5-2 года. Селективность гидрирования близка к 100%. В реакторе достигается практически полное превращение ацетона. Технология позволяет использовать водородсодержащие газы с концентрацией Н₂ > 80%. Процесс ведется в адиабатическом режиме на стационарном слое катализатора в жидкой фазе, при контактной нагрузке на катализатор 0,8-1 1/ч.

Уравнение реакции

C₃H₆0 + H₂ < == > C₃H₈0

Удельный расход сырья и энергетики

Для производства изопропилового спирта из ацетона необходима установка гидрирования. Капитальные вложения на строительство установки гидрирования мощностью 15-20 тысяч тонн составляют около 0,5 млн. долларов. В данном технологическом процессе используется водород, поэтому наличие производства водорода является преимуществом.

Стоимость переработки ацетона невелика и практически определяется стоимостью водорода. Цена на ацетон подвержена резким колебаниям, бывают сезонные периоды, когда его реализация затруднена и наблюдается избыток ацетона на рынке. В среднем удельный вес затрат на ацетон в себестоимости ИПС составляет около 80%, поэтому эта технология выгодна для предприятий, располагающих дешевым ацетоном.

Ацетон.

Свойства

Диметилкетомн (ацетомн, 2-пропанон) -- простейший представитель кетонов. Формула: CH₃-C(O)-CH₃. Летучая бесцветная жидкость с характерным запахом. Ацетон хорошо растворяет многие органические вещества (ацетилцеллюлозу и нитроцеллюлозу, жиры, воск, резину и др.), а также ряд солей (хлорид кальция, иодид калия).

Молярная масса 58,08 г/моль, агрегатное состояние-жидкость, плотность 0,7899 г/см³, температура плавления - 95 ⁰С, температура кипения 56,1 ⁰С, температура вспышки -19 ⁰С, температура самовоспламенения 465 ⁰С, давления насыщенных паров 233 Па, энтальпия испарения 31,27 кДж/ моль, показатель преломления 1,3588, растворимость- хорошо растворяется в воде и органических окислителях, хранение - от +15 ⁰С до 25 ⁰С.

Получение

В лаборатории ацетон можно получить нагреванием ацетата кальция.

(CH₃COO)₂Ca>CaCO₃+CH₃C(O)CH₃^

Применение

Ацетон - широко применяемый р-ритель орг. веществ, в первую очередь нитратов и ацетатов целлюлозы; благодаря сравнительно малой токсичности он используется также в пищевой и фармацевтич. пром-сти; А. служит также сырьем для синтеза уксусного ангидрида, кетена, диацетонового спирта, окиси, мезитила, метилизобутилкетона, метилметакрилата, дифенилолпропана, изофорона и многих др. соединений. Мировое произ-во А. ок. 3 млн. т/год (1980).

Изопропиловый спирт.

Химические свойства

Химическая формула изопропилового спирта: CH₃CH(OH)CH₃.

Изопропанол обладает всеми свойствами вторичных спиртов жирного ряда.

Реагирует с сильными окислителями. Агрессивно в отношении некоторых видов пластика и резины.

Физические свойства

Пропанол-2 -- бесцветная жидкость с характерным запахом этилового спирта, t_{плавения} -89,5 °С, t_{кипения} 82,4 °С, плотность 0,7851 г/см³ (при 20°C), t_{вспышки} 11,7 °С. Нижний предел взрываемости в воздухе 2,5% по объёму (при 25 °С). Температура самовоспламенения: 456°C. Коэффициент преломления 1,3776 (в жидком состоянии, при 20 °С).

Пар хорошо смешивается с воздухом, легко образует взрывчатые смеси. Давление паров -- 4.4 кПа (при 20°C). Относительная плотность пара -- 2.1, относительная плотность смеси пар/воздух -- 1.05 (при 20°C).

Изопропиловый спирт смешивается с водой и органическими растворителями во всех соотношениях, образует с водой азеотропную смесь (87,9% изопропилового спирта, t_{кипения} 83,38 °С).

Получение

В промышленности изопропиловый спирт получают в основном сернокислотной или прямой гидратацией пропилена (CH₃CHCH₂+H₂O). В качестве сырья используют пропан-пропиленовую фракцию газов крекинга, а также пропиленовую фракцию газов пиролиза нефти.

Применение

· ацетона (дегидрированием или неполным окислением),

· пероксида водорода,

· метилизобутилкетона,

· изопропилацетата,

· изопропиламина,

По причине особого государственного регулирования этанола, изопропиловый спирт часто является его заменителем во многих областях его применения. Так, изопропанол входит в состав:

· косметики

· бытовой химии

· дезинфицирующих средств

· средства для автомобилей (антифриз, растворитель в зимних стеклоомывателях)

· репеллентов

Влияние на человека