Расчет материального и теплового баланса процесса получения изопропанола гидратацией пропилена
Автор: Vadimkinadasha • Май 22, 2018 • Курсовая работа • 932 Слов (4 Страниц) • 1,210 Просмотры
Содержание
- Описание процесса
- Принципиальная схема процесса
- Механизм химической реакции
4.Стехиометрические уравнения реакции
5. Расчет материального баланса
6. Расчет теплового баланса
7. Заключение
8. Список использованной литературы
Вариант 8
Расчет материального и теплового баланса процесса получения изопропанола гидратацией пропилена
Исходные данные | 8 |
Нагрузка установки по ППФ, тыс.м[pic 1]/год | 60 |
Состав ППФ,%об. | |
пропилен | 90 |
пропан | 10 |
Состав безводной реакционной смеси: | |
пропилен | 87,43 |
изопропанол | 11,43 |
диизопропиловый эфир | 1,14 |
Условия реакции: | |
Температура | 210[pic 2]С |
давление | 21МПа |
Мольное соотношение С3Н6 : Н2О | 1:10 |
Потери пропилена, % мас. от исходного | 0,8 |
1. Описание процесса
Пропан-пропиленовую фракцию (ППФ) нагревают до 210°С и под давлением 21 МПа подают в реактор, заполненный катализатором. Параллельно подают горячую воду.
Реакционные газы охлаждают, неконденсирующийся пропилен возвращают в процесс, а жидкую фазу разделяют азеотропной перегонкой. Тройную азеотропную смесь «изопропанол - эфир - вода» после отстаивания от воды разгоняют на эфир и товарный изопропанол.
2. Принципиальная схема процесса
[pic 3]
Рисунок 1 – Технологическая схема производства изопропанола методом гидратацией пропилена: 1 – реактор, 2 – холодильник, 3 – колонна азеотропной перегонки; 4 – отстойник.
[pic 4]
Рисунок 2 – Опереаторная схема производства изопропанола методом гидратацией пропилена.
[pic 5]
Рисунок 3 – Функциональная схема производства изопропанола методом гидратацией пропилена.
3. Механизм химической реакции
При взаимодействии пропилена с серной кислотой образуются изопропилсерная кислота и диизопропилсульфат:
[pic 6]
При гидролизе этих соединений получается изопропиловьш спирт:
[pic 7]
Пропилен реагирует с серной кислотой значительно легче, чем этилен; концентрация серной кислоты, применяемой для связывания пропилена, колеблется в пределах 70-85%. С повышением концентрации серной кислоты скорость реакции увеличивается, но при этом ускоряются также процессы полимеризации пропилена.
Под действием концентрированной серной кислоты (купоросное масло, олеум), в особенности при повышенных температурах, пропилен полимеризуется почти нацело.
4. Стехиометрические уравнения реакции
В ходе процесса получения изопропанола гидратацией пропилена протекают следующие реакции:
[pic 8] (1)
[pic 9] (2)
5. Материальный баланс процесса
1. Пропускная способность по ППФ: 60 тыс. м[pic 10]/год=60000/(340*24)=7,35 м[pic 11]/ч.
Состав ППФ:
7,35 м[pic 12]/ч –ППФ-100%
Х м[pic 13]/ч. - [pic 14]-90%
[pic 15]-объем [pic 16]
7,35 м[pic 17]/ч –ППФ-100%
Х м[pic 18]/ч. - [pic 19]-10%
[pic 20]-объем [pic 21]
[pic 22]
Потери пропилена составят:
...