Главная » Химия |
Содержание Введение 1. Характеристика продукта реакции 2. Характеристика исходного сырья, материалов и полупродуктов . Пожаро-взрывоопасные и токсические свойства сырья, полупродуктов и готового продукта . Описание технологии . Расчет материального баланса процесса оксиэтилирования . Нормы технологического режима . Тепловой расчет процесса оксиэтилирования . Технологический расчет оксиэтилирования Список используемой литературы Введение Практически все органические красители являются соединениями ароматического ряда или производные гетероциклических соединений. Все они производятся из небольшого количества исходных соединений. В данном случае для производства полупродукта исходным соединением является анилин. Он подвергается реакции оксиэтилирования с этиленоксидом. Этиленоксид с воздухом образует взрывоопасные смеси. Поэтому перед реакцией аппарат и все трубопроводы продувают азотом. В результате реакции оксиэтилирования получается диоксиэтиланилин, который в свою очередь является промежуточным продуктом в процессе получения красителя зеленого противоореольного ф-3. Производство диоксиэтиланилина технического состоит из одного технологического потока. Проектная мощность производства - 18,6 т/год. 1. Характеристика продукта реакции Наименование продукта: диоксиэтиланилин технический. Диоксиэтиланилин технический должен соответствовать требованиям и нормам СТП 6-14-04-121-85. Таблица 1. Наименование показателей Норма 1.Внешний вид при 40°С Кристаллическая масса светло-коричневого цвета 2.Температура кристаллизации, °С не ниже 48 Основные физико-химические свойства и константы: Эмпирическая формула: С10H15О 2N Структурная формула:
Молярная масса: 181,234 кг/кмоль. Внешний вид перегнанного продукта - твердая воскообразная масса, белого или желтоватого цвета. Температура кипения 187-195°С при 1 мм.рт.ст. или 210-214°С при 8-10 мм.рт.ст. Температура кристаллизации - 50оС. Область применения: диоксиэтиланилин после дистилляции применяется для получения красителя зеленого противоореольного ф3. Примечание: свойства, характеризующие пожаро-взрывоопасность и токсичность диоксиэтиланилина технического приведены в разделе «Основные правила безопасной эксплуатации производства». 2. Характеристика исходного сырья, материалов и полупродуктов Таблица 2 Наименование сырья и полупродуктов ГОСТ или ОСТ, ТУ или методика на подготовку сырья Показатели, обязательные для проверки Регламентируемые показатели с допус-тимыми отклонениями 1. Анилин технический ГОСТ 313-77Е 1.Внешний вид 2.Массовая доля влаги, %, не более Маслянистая масса светло-желтого или светло-коричневого цвета 0,2 2.Окись этилена ГОСТ 7568-73 высшая категория качества 1.Внешний вид 2.Массовая доля основ-ного вещества, %, не менее 3.Массовая доля воды, %, не более Бесцветная прозрачная жидкость, не содержащая механических примесей. 99,9 0,01 3.Азот газообразный ГОСТ 9293-74 сорт 1 1.Объёмная доля кислорода, %, не более 0,4 Примечание: Свойства, характеризующие пожаро-взрывоопасность и токсичность сырья приведены в разделе «Основные правила безопасности эксплуатации производства». 3. Пожаро-взрывоопасные и токсические свойства сырья, полупродуктов и готового продукта Таблица 3 Наименование сырья, полупродуктов, готового продукта, отходов производства Температура,оС Область воспламе-нения, %, объёмн. Характеристика токсичности ПДК в воздухе рабочей зоны в производственном помеще-нии, мг/м3 вспышки воспла-менения самовос-пламене-ния Предел нижний Предел верхний 1 2 3 4 5 6 7 8 1.Анилин 79 - 493 1,2 8,3 Высокоопасное вещество. 2 класс опасности (ГОСТ 12.1.005-76). Отравления возможны как при вдыхании паров, так и при попадании жидкого анилина на кожу. Действует на кровь, нервную систему и на кожу (может вызвать появление экземы). Метгемоглобинообразователь. (Н.В.Лазарев. т. II,стр.281, изд..1976 г.) 0.1 Горючая жидкость. (Справочник под ред. И.В.Рябова «Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности». Изд. 1970г. Стр.45.) 2.Окись этилена -18 - 429 3,0 80 Вещество высоко опасное, II класс опасности по ГОСТ 12.1.005-76. Наркотик с сильной специфи-ческой ядовитостью. При попадании в глаза вызывает ожог роговицы, резко раздражает кожу, хорошо проникает через одежду, перчатки, обувь. Вызывает изменение световой чувстви-тельности глаз, нарушение сердечной деятель-ности. Возможны отдалённые последствия интоксикации. (Лазарев Н.В. «Вредные вещества в промышленности» т. I, стр. 475-478, изд. 1976г.). 1 (Справочник под ред. И.В.Рябова «Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности». Изд. 1970г. Стр. 187). 1 2 3 4 5 6 7 8 3.Азот Инертный газ, огнегасительное действие азота сводится к понижению концентрации кислорода в очаге горения. (Справочник под ред. И.В.Рябова, стр. 32, изд. 1970 г.) Физиологически индифферентный газ, при атмосферном давлении может быть вреден тем, что уменьшает парциональное давление кислорода в лёгких и вызывает удушье. Под давлением проявляет наркотические свойства. (Лазарев Н.В. «Вредные вещества в промышленности» т. III, стр. 87, изд. 1977 г) 4. Диоксиэтиланилин технический - 183 - - - Умеренно опасное соединение. III класс опасности (ГОСТ 12.1.007-76) ЛД50 на мышах 0,36 г/кг, на крысах ЛД50=4,83. Диоксиэтиланилин обладает специфическим влиянием на кровь, обладает кожно-резорбтивным действием. (Заключение Харьковского научно-исследовательского института гигиены труда и проф.заболеваний). Горючее вещество. (Заключение НИОПиК анализ № 366) 4. Описание технологии Основная стадия - реакция оксиэтилирования: Побочная реакция: Вспомогательные стадии: 1. Поступление и подготовка сырья; 2. Выделение основного продукта; . Улавливание окиси этилена. Описание технологического процесса. Перед началом процесса проверяют герметичность автоклава № 83 по специальной инструкции, исправность автоклава и коммуникаций. Открывают подачу воды для охлаждения сальника мешалки. Включают в работу масляную станцию для уплотнения сальника мешалки и вызывают прибориста КИПиА, который устанавливает защитные блокировки в соответствии с параметрами ведения процесса. В чистый сухой автоклав №83 загружают с помощью вакуума взвешенное количество анилина, предварительно проанализированного на содержание влаги. Если массовая доля воды больше 0,2%, ведут обезвоживание анилина, для чего включают мешалку, создают в автоклаве вакуум, остаточное давление 0,4 кгс/см2-0,6 кгс/см2 (40-60кПа). Включают пар в рубашку автоклава № 83 и нагревают массу до температуры 105°С ± 5, при этом отгоняется вода и собирается в ловушке (б/Н), периодически воду сливают в канализацию. По прекращении конденсата в стеклянной вакуумной линии, из автоклава отбирают пробу для определения массовой доли воды. Отбор пробы производят с помощью сжатого азота в специальном шкафу, снабженном вытяжной вентиляцией; предварительно промывают стояк и линию небольшим количеством анилина, отдавливая его из автоклава в приемник, затем снова возвращают вакуумом в автоклав. Массовая доля воды должна быть не более 0,2% (к.т. 2.1). Примечание: если массовая доля воды при анализе анилина из бочек меньше 0,2%, то стадия обезвоживания исключается. При удовлетворительном результате анализа (массовая доля воды не более 0,2%) автоклав №83 вакуумируют до остаточного давления 0,4 кгс/см2-0,6 кгс/см2 (40-60 кПа) (к.т. 2.2.), закрывают вентиль на вакуумной линии и продувают сжатым азотом (к.т. 2.3),, для чего создают избыточное давление азота в автоклаве 0,7-2,5 кгс/см2 (70-250 кПа), выдерживают в течение 3-х минут, затем сбрасывают давление в атмосферу через систему улавливания до 0,1-0,2кгс/см2 (10-20кПа). Вакуумирование автоклава проводят перед каждой продувкой его сжатым азотом. Количество продувок зависит от избыточного давления применяемого для продувки сжатого азота: при избыточном давлении 0,7 кгс/см2 (70 кПа) -6 продувок, ,0 кгс/см2 (100 кПа) -5 продувок ,5 кгс/см2 (150 кПа) -4 продувки ,0 кгс/см2 (200 кПа) -4 продувки ,5 кгс/см2 (250 кПа) -4 продувки. После продувки автоклава №83 сжатым азотом, отбирают пробу газа из автоклава для определения объемной доли кислорода в азоте, которая не должна превышать 0,5% (к.т. 2.3.5). Отбор пробы газа из автоклава и его анализ проводят согласно инструкции №2-130 для аппаратчика и лаборанта по отбору проб газовой фазы после продувки автоклава сжатым азотом и определения в ней объемной доли кислорода. Одновременно с продувкой автоклава сжатым азотом в рубашку автоклава №83 пропускают пар для нагрева анилина до 125 оС (125±5 оС) (к.т. 2.4). Перед началом оксиэтилирования устанавливают длину хода плунжера насоса-дозатора № 121 (122), которая должна быть для автоклава № 83 16 мм, что соответствует максимальной скорости подачи окиси этилена на процесс 146-154 кг/час (165-175 л/час) (к.т. 2.5) и обеспечивает устойчивую работу насоса-дозатора. А также перед началом оксиэтилирования проверяют давление сжатого азота на емкостях-хранилищах №6 (7,9), которое поддерживается автоматически на уровне 3,0±0,5 кгс/см2 (300±50 кПа) (к.т. 2.6). Не открывая вентиль у автоклава № 83 на линии подачи окиси этилена в автоклав, включают насос-дозатор № 121 (122) и создают давление в линии перед автоклавом 4-5 кгс/см2 (400-500 кПа) (к.т. 2.7) во избежание образования газовой фазы окиси этилена. Когда температура в массе достигнет 120°С начинают подачу окиси этилена в автоклав: осторожно открывают вентиль на линии подачи окиси этилена в автоклав. Окись этилена поступает по барботеру с помощью насоса-дозатора № 121 (122) со скоростью 60-80 л/час, что достигается частичным возвратом окиси этилена во всасывающий трубопровод, для чего открывают регулирующий клапан и контролируют расход окиси этилена по ротаметру. Регулирующий клапан открывается дистанционно со щита КИПиА с помощью воздушного редуктора. Для увеличения скорости подачи окиси этилена регулирующий клапан закрывают путем поворота ручки воздушного редуктора на щите КИПиА. Максимальная скорость на процесс 100 л/час. При условии соблюдения температурного режима и давления. Начало загрузки окиси этилена следует проводить осторожно, внимательно следя за температурой и давлением в автоклаве, при этом температура должна быть не ниже 120°С, давление - не более 4 кгс/см2 (400 кПа) (к.т. 2.8). Окись этилена поступает на насос-дозатор из емкости 6 (7,9) через змеевик охладителя № 130, в корпус которого подается рассол, через счетчик «Бопп-Рейтер» и ротаметр. Признаком начала реакции является повышение температуры массы за счет теплоты реакции. При достижении температуры массы 125оС закрывают подачу пара для обогрева автоклава и включают охлаждение автоклава водой, воду подают в рубашку автоклава №83 через регулирующий клапан. Давление воды в магистрали должно быть не ниже 2 кгс/см2 (200 кПа), а давление воды, поступающей в рубашку автоклав не ниже 1,8 кгс/см2 (180 кПа) (к.т. 2.9). Если давление воды в магистрали ниже 2 кгс/см2 (200 кПа), то автоматически включается насос № 5 подачи воды. Температура в процессе оксиэтилирования поддерживается в пределах 120-145оС (к.т. 2.8.4) скоростью подачи окиси этилена и охлаждением реакционной массы водой через рубашку автоклава № 83. В процессе загрузки окиси этилена давление в автоклаве должно быть не выше 4 кгс/см2 (400 кПа) (к.т. 2.8.3). Контроль за количеством окиси этилена, поступающей на реакцию, осуществляется по показаниям счётчика «Бопп-Рейтер» (к.т. 2.8.6.). По окончании загрузки необходимого количества окиси этилена дают выдержку в течение 30 мин при температуре 120-145оС и давлении не более 4 кгс/см2 (400 кПа) (к.т. 2.10.). Затем реакционную массу охлаждают до 75-80 оС (к.т. 2.11), спускают избыточное давление на систему улавливания окиси этилена. Автоклав продувают сжатым азотом, как указано ранее (к.т. 2.13). Линию отбора проб промывают небольшим количеством (4-5 л) реакционной массы, которую принимают в приемник № 81, отбирают пробу реакционной массы и сдают в лабораторию для определения температуры кристаллизации. С помощью вакуума возвращают массу из приёмника №81 в автоклав в случае, если проба имела положительный анализ, при отрицательном анализе массу из приёмника №81 присоединяют к следующей операции. Температура кристаллизации должна быть не ниже 48 оС. Готовый продукт сжатым азотом сливают в чистые сухие стальные бочки. Масса продукта 395±1 кг, что составляет 99,7% от суммы загруженного сырья. Продукт из бочек сдают на анализ в ОТК (к.т. 2.14) и направляют с паспортом ОТК в цех № 4, для перегонки под вакуумом производства красителя зеленого противоореольного ф-3. При остановке производства на выходные дни автоклав освобождают от реакционной массы и продувают сжатым азотом. Контроль воздушной среды в автоклавном помещении осуществляется постоянно газосигнализатором СВК-ЗМ 194, отрегулированном на концентрацию окиси этилена 0,6% объёмных (20% от нижнего предела взрываемости) с подачей звукового и светового сигналов. . Расчет материального баланса процесса оксиэтилирования (А) C6H7N (В) C2H4O (С) C10H15O2N М= 93 кг/кмоль М= 44 кг/кмоль М= 181 кг/кмоль Техническая масса анилина: GАтех=201,00 кг; Процентное содержание анилина: Y=99,4%; Масса чистого вщества: GАчист = GАтех×Y =201,00×0,994=199,79 кг; Техническая масса окиси этилена: GBтехн =195,8 кг; Процентное содержание окиси этилена: Y=99,9%; Масса чистого вещества: GBчист = GBтех×Y =195,8×0,999=195,60 кг; Т.к. окись этилена в избытке, то расчёт ведётся по анилину: GВреак= = кг; Gcреак= кг; GВост=GВчист -GВреак=195,6-188,48=7,12 кг; Примеси: GВприм = GВтех-GВчист= 195,80-195,60=0,20 кг. Т.к. степень превращения 99,7%, то количество непрореагировавшего анилина: GАпрореаг = GАчист×η= 199,79×0,997=199,19 кг; GАнепрор = GАчист- GАпрореаг = 199,79-199,19= 0,6 кг; Примеси по анилину GАпримеси = 0,81 кг. Побочная реакция: (В) C2H4O (D) Н2О (Е) C2H6O2 М=44 кг/кмоль М=18 кг/кмоль М=62 кг/кмоль Т.к. вода, вносимая с анилином, в недостатке, считаем по ней. Принимаем, что Ха=1. GBреакц= кг; GВост=7,12-0,98=6,14 кг; GЕреак= кг. Материальный баланс Таблица 4 Загружено Получено Вещество Масса, техн., кг Масса, 100%, кг Вещество Масса, техн., кг Масса 100 %,кг Анилин Примеси по анилину: - вода - прочие примеси Окись этилена Примеси по окиси этилена 201,00 195,80 199,79 0,40 0,81 195,60 0,20 Диоксиэтиланилин Примеси по продукту: - непрореагировав-ший анилин - прочие примеси Окись этилена Примеси по окиси этилена Этиленгликоль 389,07 6,15 0,20 1,38 387,66 0,60 0,81 6,14 0,21 1,38 ИТОГО: 396,80 396,80 396,80 396,80 6. Нормы технологического режима Таблица 5 № Наименование операции Продолжи-тельность Темпер. Давлен. кгс/см2 (кПа) Кол. загруж. Реагентов Прочие показа-тели Масс. Доля осн. в-ва кг часы Мин. Нач. Кон. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1. Проверка автоклава № 83 и коммуникаций - 10±5 15 20 - - - - 2. Включение воды для охлаждения сальника и масляной станции для уплотнения сальника - 10±5 15 20 - - - - 3. Установка блокировок - 10±5 - - - - - - 4. Загрузка анилина - 30±5 - - Ост. давл. от минус 0.4кгс/см2 до минус 0.6кгс/см2 99,4 201 - 5. Нагрев - 25±5 15 110 - // - - - - 6. Отгонка воды под вакуумом - 30±5 100 110 - // - - - - 7. Отбор пробы и анализ - 30±5 100 110 - // - - - - 8. Вакуумирование - 05 100 110 - // - - - - 9. Продувка автоклава сжатым азотом и нагрев - 20±5 100 110 избыт. давл. от 0.7 до 2.5кгс/см2 (70-250 кПа) - - - 10. Отбор пробы газа и анализ - 15±5 100 110 -//- - - - 11. Нагрев - 20±5 100 120 - - - - 12. Загрузка окиси этилена 3 ±10 120 145 Избыт. давл.не выше 4кгс/см2 (400 кПа) 99,9 195,8 220 л 13. Выдержка после загрузки всего кол-ва окиси этилена - 30 120 145 Избыт. давл.не выше 4кгс/см2 (400 кПа) - - - 14. Охлаждение - 25±5 75 80 - - - - 15. Спуск давления через систему улавливания - 10±5 75 80 - - - - 16. Продувка сжатым азотом - 20±5 75 80 избыт. давл. от 0.7 до 2.5кгс/см2 (70-250 кПа) - - - 17. Отбор пробы и анализ реакционной массы - 30±5 60 80 - - - - 18. Выгрузка готового продукта - 30±5 75 80 избыт. давл. от 0.7 до 2.5кгс/см2 (70-250 кПа) Т.м. 395 - И Т О ГО: 8 50± 1 час 25 мин. . Тепловой расчет процесса оксиэтилирования Тепловой баланс: Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 , где Q1 - теплосодержание веществ в аппарате в начале зоны теплообмена; Q2 - тепло, отдаваемое теплоносителем перерабатываемым веществам и аппарату или отдаваемое от них хладагенту; Q3 - тепловой эффект процесса; Q4 - теплосодержание веществ в аппарате в конце стадии теплообмена; Q5 - тепло, расходуемое на нагрев отдельных деталей аппарата или отнимаемое от них хладагентом; Q6 - тепло, теряемое аппаратом в окружающую среду или получаемое им из неё. Температурный график: Область 1: · Осмотр автоклава, установка блокировок, охлаждение сальника; · Загрузка анилина в автоклав. Область 2: · Включение вакуума и нагрев; · Отгонка воды из автоклава. · Отбор пробы и анализ; · Вакуумирование и продувка сжатым азотом; · Отбор пробы газа из автоклава и анализ на содержание кислорода; · Нагрев реакционной массы перед подачей окиси этилена. Область 3: · Загрузка окиси этилена (реакция оксиэтилирования). Область 4: · Выдержка; Область 5: · Охлаждение; Область 6: · Спуск давления через систему улавливания; · Продувка сжатым азотом; · Отбор пробы и анализ реакционной массы; · Выгрузка и взвешивание готового продукта. Тепловой расчёт области 2. Q1=∑Gн×CPн×Тн=(GА× CРА +Gводы ×CРводы +Gпримеси ×CРпримеси)×Tн ; Тн=293К; CРА=0,498 ккал/кг×град=2,086 кДж/кг×К; CРводы=1 ккал/кг×град=4,19 кДж/кг×К; CРпримеси≈ CРА=0,498 ккал/кг×град=2,086 кДж/кг×К. Q1=(199,79×2,086+0,40×4,19+0,81×2,086)×293=123097,39 кДж; Q3=0, т.к. нет химической реакции; Q4=∑Gк×CPк×Тк=(GА×CРа+Gводы×CРводы+Gпримеси×CРпримеси)×Tк; Тк=393 К; Q4=(199,79×2,305+0,40×4,19+0,81×2,305)×393=182375,19 кДж; Q5=Gапп×СРапп×ΔТ; ΔТ=Тк-Тн=393-293=100 град; Gапп=1825 кг; СРапп=0,12 ; Q5=1825×0,5×100=91250 кДж; Из теплового баланса Q2=Q4+Q5-Q1 Q2=182375,19+91250-123097,39=150527,80 кДж; Q2=Ктп×ΔТср×Sт×τоп; Sт= ΔТср= град τ=145 мин =8700 с Ктп=250 Sт= Sт= SТспр=2,9 м2; SТспр>Sт Тепловой расчёт области 3. Q1=∑Gн×CPн×Тн=(GА×CРа +Gводы ×CРводы +Gпримеси ×CРпримеси +GВ×CРВ)×Tн ; Тн=393К; СРА=2,305 СРводы =4,19 СРВ= ; Са- атомная теплоемкость атомов. СРВ = =1,59 ; Q1=(199,79×2,305+0,40×4,19+0,81×2,305+195,80×1,59)×393=304724,73 кДж; Q3=Qp+Qф.х.п. ; Qф.х.п.=0; Qp= ; Gc=389,07 кг; Мс=181 ; qp= q - q × - q × ; qов-ва=∑n×q -q ; Анилин: C6H7N: ∑n×q =6×94,38+7×34,19+1×0=805,61 ккал/кг×ат; q =26,05×mэл+∑Δξ mэл =4×6+7×1=31 ; q =26,05×31+6,5=814,05 ккал/моль; qов-ва=∑n×q -q =805,61-814,05= -8,44 ккал/моль; Окись этилена: C2H4O: q =-ΔНf=52,63 Диоксиэтиланилин: C10H15O2N: ∑n×q =10×94,38+15×34,19=1456,65 ккал/кг×ат; q =26,05×mэл+∑Δξ mэл =4×6+5×1+2×(4+3+4)=51 ; q =26,05×51+13+19,5=1310,05 ккал/моль; qов-ва=∑n×q -q =1456,65-1310,05=146,6 ккал/моль; qp= q - q × - q × = 146,6+8,44-2×12,59= 129,86 ккал/моль=544,11 кДж/моль; Qp= = Q3=1169596,01 кДж; Q4=∑Gк×CPк×Тк=(GС×Срс+GАнепрор×СрА+∑Gпримеси×Српримеси+GВост*×СрВ)×Тк; Тк=418К; СрС= СрЕ= Q4=(387,66×1,55+0,60×2,35+0,81×2,35+6,15×1,59+0,20×1,59+1,38×1,72)×418=257762,46 кДж; Q5=Gапп×СРапп×ΔТ; ΔТ=Тк-Тн=443-403=40 град; Gапп=1825 кг; СРапп=0,12 Q5=1825×0,5×25=22812,5 кДж; Q6=0,05×Q2; Из теплового баланса Q2=Q4+Q5-Q3-Q1=257762,46+22812,5-1169596,01-304724,73= =-1193745,78 кДж; Q2= -1193745,78 кДж; Q2=Ктп×ΔТср×Sт×τоп; Sт= Ктп=400 ; τоп=3 ч=10800 сек; Прямоток Противоток . Sт= Sт= SТспр=2,9 м2; SТспр>Sт Тепловой расчёт области 5. Q1=Q4’, где Q4’- теплосодержание веществ в аппарате в конце стадии теплообмена области 3. Следовательно, Q1=257762,46 кДж; Q3=0, т.к. нет химической реакции (физико-химических превращений); Q4=∑Gк×CPк×Тк=(GС×Срс+GАнепрор×СрА+∑Gпримеси×Српримеси+GВост×СрВ)×Тк СРА=0,52 = 2,179 СРВ=1,6 Q4=(387,66×1,55+1,41×2,179+6,15×1,6+0,20×1,6+1,38×1,72)×348=214534,69 кДж. Q5=Gапп×СРапп×ΔТ; ΔТ=Тк-Тн=418-348=70 град; Gапп=1825 кг; СРапп=0,12 Q5=1825×0,5×70=63875 кДж; т.к. реакционная смесь охлаждается, то Q5=-63875 кДж Q6=0, т.к. температура среды в аппарате понижается до 750С; Из теплового баланса Q2=Q4+Q5 -Q1=214534,69+(-63875)-257762,46= -107102,77 кДж; Q2=Ктп×ΔТср×Sт×τоп; Sт= Ктп=200 τоп=115 мин=6900 сек; Прямоток Противоток Sт= Sт= SТспр=2,9 м2; SТспр>Sт . Технологический расчёт оксиэтилирования В ходе расчетов определяется производительность, размеры и число единиц оборудования, устанавливаемого на каждой стадии процесса, для обеспечения заданной проектной мощности цеха по производству диоксиэтиланилина технического. Мощность производства диоксиэтиланилина - 18 т/год. С учетом затрат времени на капитальный ремонт оборудования принимается продолжительность работы оборудования равная 330 суткам в течение года. При расчете принимаются следующие условные обозначения: G - годовая мощность производства, т/год;(i) - требуемое число аппаратов на стадии; Gc - суточная мощность производства т/сут; z(i) - запас производительности аппарата;c(i) - суточная производительность одного аппарата, т/сут ;p(i) - рабочий объем аппарата, л;т(i) - удельный объем реакционной массы, приходящийся на тонну продукта, л/т;c(i) - суточный объем реакционной массы на стадии, л/сут;a(i) - объем аппарата, л; t(i) - продолжительность операции, ч; j(i) - степень заполнения емкостного аппарата; a(i) - число операций, проводимых на данной стадии в сутки; Ra - расходный коэффициент, т/т; b(i) - число операций ,проводимых в одном аппарате i - той стадии в сутки. Т.к. расчёт ведётся по одной стадии, то i=1. Суточная производительность диокситиланилина определяется по формуле: Gс= Расходный коэффициент: Ra= где -коэффициенты соответствующие веществам А и С; Ма, Мс- мольные массы соответствующие веществам А и С; η - степень превращения. Ra= =515,36 кг в-ва /т пр-та; Коэффициент заполнения емкостных аппаратов зависит от особенностей процесса: · для периодических процессов: - если нет вспенивания и кипения φ=0,7÷0,85; если есть вспенивание и кипение φ=0,3÷0,5; · для непрерывного процесса φ=1. Для реакции оксиэтилирования принимается φ=0,6, тогда рабочий объём реактора составит: Vp=Va×φ=0,63×0,6=0,378 м3; Удельный объём реакционной массы, приходящийся на тонну продукта, составит: Vт= , где Ga=201 кг - техническая масса анилина, Vт= м3/т; Суточный объём реакционной массы: Vcут=Gcут×Vт=0,055×0,97=0,053 м3/cут; Необходимое число аппаратов на стадии процесса оксиэтилирования для выполнения заданной мощности по готовому продукту определяется уравнением n= , где запас производительности аппарата z(i)=0,1; Для емкостных реакционных аппаратов значение Gсут рассчитывается из соотношения Gcут= а qc-по уравнению: qc= диоксиэтиланилина сырье полупродукт оксиэтилирование В итоге уравнение для расчёта числа единиц оборудования преобразуется к виду: n= При этом вводятся обозначения: β-число операций в одном аппарате и α-число операций на стадии в сутки: Таким образом, расчёт числа единиц оборудования сводится к виду: n= Объём аппарата, который необходимо установить на стадии оксиэтилирования, определяется по формуле: Vann= Принимается для стадии оксиэтилирования один аппарат объёмом 0,63 м3. Список используемой литературы 1. В.П. Перевалов, Г.И. Колдобский «Основы проектирования и оборудование производств тонкого органического синтеза». 2. Д.А. Гуревия, А.Н. Плановский «Аппаратура промышленности органических полупродуктов и красителей». . Ю.И. Дытнерский «Основные процессы и аппараты химической технологии; Пособие по проектированию». . К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков «Примеры и задачи по курсу процессов иаппаратов химической технологии». . А.А. Равдель, А.М. Пономарева «Краткий справочник физико-химических величин». Скачать архив (38.8 Kb) Схожие материалы: |
Всего комментариев: 0 | |