Курсовая с практикой на тему Тепловой и материальный расчет алкилатора (Вариант №5)

Содержание:

Введение 2
1. Теоретическая часть 3
1.1 Исходное сырье 3
1.2 Физико-химические свойства продукта 6
1.3 Физико-химическое обоснование процессов производства этилбензола 7
1.4 Технология алкилирования бензола этилбензолом 9
2. Расчетная часть 12
2.1 Исходные данные 12
2.2 Материальный расчет 12
2.3 Технологический расчет алкилатора 19
2.4 Тепловой расчет 20
Заключение 28
Список использованной литературы 29

Введение:

Алкилароматические соединения широко используются в химии и химической технологии для получения полимерных материалов, поверхностно-активных веществ, высокооктановых добавок к топливу и в качестве полупродуктов. Наибольшее значение имеют этилбензол и изопропилбензол как исходные вещества при получении таких мономеров, как стирол и a-метилстирол. Этилбензол используется как добавка к топливам. Промышленное производство этилбензола в России впервые было организовано в 1936 г. Во время Великой Отечественной войны изопропилбензол широко применяли в качестве высокооктановой добавки к топливу. И в настоящее время он является одним из важнейших продуктов органического синтеза.
Непрерывный рост производства алкилароматических углеводородов обусловлен высокой потребностью в продуктах, получаемых на их основе.
Каталитическое алкилирование бензола олефинами занимает ведущее место среди многочисленных процессов основного органического и нефтехимического синтеза. Около 80 % общего потребления бензола приходится на долю производства алкилбензолов. Структура потребления бензола в промышленно развитых странах примерно одинакова: около 50% бензола идет на производство этилбензола и около 20% — на производство изопропилбензола.

Заключение:

В результате расчета процесса алкилирования бензола этиленом были получены следующие величины:
Общее число устанавливаемых в серии аппаратов: 1 шт.
Часовая производительность: 1287,5 кг/час.
Количество подаваемого в алкилатор бензола: 15977,13 кг/ч.
Общий расход теплоты: 1049,0кВт.
Выводы по материальному и тепловому балансу приведены в соответствующих таблицах.

Фрагмент текста работы:

1. Теоретическая часть
1.1 Исходное сырье

Ароматические соединения:
Бензол и его гомологи.
Бензол С6Н6:
Физические свойства: бесцветная нерастворимая в воде жидкость со своеобразным запахом, температура плавления 5,4oС, температура кипения 80,1oС, плотность 0,88 г/см3. Пары бензола ядовиты.
Получение бензола:
1. Выделение из природных источников.
2. Ароматизация нефти:
C6H12 3H2+ C6H6 C6H14 4H2+ C6H6
3. Тримеризация алкинов (лабораторный способ):
3C2H2 C6H6
Алкилирующие агенты:
В промышленности в качестве алкилирующих агентов при производстве этилбензола и изопропилбензола чаще всего используют олефины или их углеводородные фракции (в частности, этилен и пропилен).
В качестве алкилирующих агентов могут применяться не только олефины, но и спирты и алкилгалогениды.
В нашем процессе в качестве алкилирующего агента используется 100% этилен.
Этилен С2Н4:
Физические свойства:
Бесцветный газ, tкип=103,7 °С.
В больших количествах (до 20%) содержится в газах нефтепереработки; входит в состав коксового газа. Один из основных продуктов нефтехимической промышленности: применяется для синтеза этилбензола, винилхлорида, этиленоксида, этилового спирта, полиэтилена и др[2].
Получение этилена:
Этилен получают каталитическим способом из природного газа,
окислительной димеризацией метана на оксидных катализаторах.
Процесс реализуется при температурах 700-8000С и непрерывной подаче смеси метана с воздухом в присутствии оксидного катализатора, содержащего щелочные добавки. В настоящее время, достигнут выход этилена 20-25% при селективности по этилену ~60%.
Экономическая эффективность процесса ОДМ обусловлена низкой стоимостью природного газа и большим потенциалом по выработке водяного пара с давлением 3-10 МПа. Рентабельность процесса определяется соотношением цен одной тонны этилена и 1000 м3 природного газа, которое должно быть больше 15 .