Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Марта 2012 в 22:37, реферат
Получают уксусную кислоту окислением ацетальдегида и другими методами, пищевую уксусную кислоту уксуснокислым брожением этанола. Применяют для получения лекарственных и душистых веществ, как растворитель (например, в производстве ацетата целлюлозы), в виде столового уксуса при изготовлении приправ, маринадов, консервов. Уксусная кислота участвует во многих процессах обмена веществ в живых организмах. Это одна из летучих кислот, присутствующая почти во всех продуктах питания, кислая на вкус и главная составляющая уксуса.
ВВЕДЕНИЕ
1.АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1 Теоретические сведения об уксусной кислоте
1.2 Применение уксусной кислоты
1.3 Основные способы получения уксусной кислоты
1.3.1 Получение уксусной кислоты окислением ацетальдегида
1.3.2 Получение уксусной кислоты окислением н-бутана
1.3.3 Производство уксусной кислоты окислением н-бутенов
1.3.4 Производство уксусной кислоты окислением парафинов С4-С8 в кислоты
1.3.5 Производство уксусной кислоты из метанола и оксида углерода
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Химизм процесса
2.2 Описание технологической схемы
2.3 Технико-технологические расчёты
2.3.1 Материальный баланс реактора и стадии синтеза уксусной кислоты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
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
| φi,% | nτ,кмоль/ч | Мi,кг/кмоль | mτ,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
| φi,% | nτ, кмоль/ч | mτ, 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), mτ,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, mτ, 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 |
mτ,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),mτ,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 | |||