Расчет материального и теплового баланса процесса получения этилацетата методом дегидрирования этанола

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра нефтехимии и химической технологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Химический процесс»

Расчет материального и теплового баланса процесса получения этилацетата методом дегидрирования этанола

направление подготовки 18.03.01 Химическая технология

профиль «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных

материалов»

Студент гр. БТПв-20-01                                                           Р. А. Ялалетдинов

Доцент кафедры ТНГ                                                               Н. В. Заиченко

Уфа 2022

СОДЕРЖАНИЕ

1 Механизм химической реакции        3

2 Принципиальная технологическая схема процесса по описанию        4

3 Математическая модель химического процесса на уровне химической реакции        5

4 Расчет материального баланса        7

5 Расчет теплового баланса        11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        14

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ        15

        1 Механизм химической реакции

В начале происходит отсоединение 2 атомов водорода от молекулы этилового спирта на катализаторе, с образованием молекулы водорода. После чего образовавщиеся молекулы ацетальдегида реагирую друг с другом, образуя молекулы этилацетата.

C2H5OH = C2H4O+H2

2C2H4O = C2H5OOC2H3

Дегидрирование этанола осуществляется на медном, серебряном катализаторе, так же применяют их соединения и соединения цинка при температуре 200 - 400 °С и атмосферном давлении. Катализатор представляет собой какой-либо носитель Al2O3, SnO2 или углеродное волокно, на который нанесены компоненты серебра или меди. Данная реакция является одной из составляющих процесса Вакера, который является промышленным методом получения уксусного альдегида из этанола путем его дегидрирования или окисления кислородом.

        2 Принципиальная технологическая схема процесса по описанию

Дегидрирование этанола проводят в трубчатом реакторе, обогреваемом топочными газами. Этот же теплоноситель используют для испарения этанола и перегрева его паров до 230-300 ºС. Пары спирта проходят слой катализатора в трубах реактора, превращаясь в ацетальдегид, который тут же конденсируется в этилацетат.

Контактные газы охлаждают в сепараторе, отделяют водород от органических продуктов. Сконденсированные углеводороды направляют на ректификацию, где выделяют непревращенный этанол, возвращаемый в процесс, и товарный этилацетат.[pic 1]

[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]

Рисунок 1 – Технологическая схема дегидрирования этанола

Таблица 2.1 – Перечень аппаратов и оборудования

3 Математическая модель химического процесса на уровне химической реакции

        Уравнение процесса:

2С2Н5ОН ↔ СН3СООС2Н5 + 2Н2                                                              (3.1)