ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 116
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Техникалық шешімнің негізгі шарты-формальдегид пен изобутиленнің конденсация реакциясының сулы ортада жүруі, содан кейін мақсатты өнімді шығару, сонымен қатар формалин зарядын CH2O көзі ретінде пайдалану. Техникалық шешімде қолданылатын қосылыстардың сипаттамасы: CH2 = C(CH3) 2 (изобутилен) ‒ қанықпаған көмірсутек, бұл өткір жағымсыз иісі бар түссіз жарылғыш газ, суда ерімейді, бірақ этанол мен диэтил эфирінде ериді; молекулалық салмағы 56,10 г / моль; тығыздығы-0,6213 г / см3; tпл = -140,45°с; tкип = -7,01°с, nD = 1,3814.Формалин - ГОСТ 1625-89 сәйкес түссіз мөлдір жанғыш сұйықтық.Формальдегидтің массалық үлесі-37,2%. Тұтану температурасы-60-85°с. МЕМСТ 20298-74 бойынша егілген сульфогруптары (КУ-23) бар полистирол негізіндегі макропориялық құрылымның қатты қышқылды катиониті. Ол Тотықтырғыштарға, сілтілерге және қышқылдарға жоғары химиялық төзімділікпен сипатталады. Суда және органикалық еріткіштерде ерімейді. КУ-23 катионитінің физика-химиялық көрсеткіштері 1.7-кестеде келтірілген. Таблица1.7‒Физико-химическиепоказателикатионитаКУ-23
2.7 Өндірістің қоршаған ортаға әсеріИзопрен өндірісінде қоршаған ортаға – ауаға, топыраққа, суға флора мен фаунаға қауіп төндіретін қалдықтардың көп мөлшері шығарылады. Сондықтан қазіргі заманғы өндірістің басты проблемаларының бірі-қоршаған ортаның ластану қаупін болдырмайтын өнеркәсіптің дамуын жүзеге асыруға мүмкіндік беретін жағдай жасау міндеті.Бұл үлкен тапсырманы екі жолмен жүзеге асыруға болады:1) өнеркәсіптік өндіріс қалдықтарының пайда болуын болдырмайтын осындай технологиялық процестерді құрумен;2) олардың агрегаттық күйіне (сұйық, газ тәрізді немесе қатты фаза) қарамастан шығарындыларды ластанудан толық тазарту. Ластанудың сипатына және шығарындылардың агрегаттық күйіне байланысты әртүрлі тазарту әдістері қолданылады.3 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ3.1 Шикізат пен дайын өнімнің сипаттамасыДиметилдиоксан, сұйық фазада қышқылдық катализаторлардың қатысуымен изобутиленді формальдегидпен конденсациялау процесінде алынған түзетілген өнім изопрен алудың аралық өнімі болып табылады.Ректификацияланған диметилдиоксан өрт және жарылыс қауіпті өнім болып табылады, оның ауамен және оттегімен булары жарылғыш қоспалар құрайды.
Изопрен – түссіз немесе сарғыш түсті тұтанғыш сұйықтық, ұшқындар мен жалындардан оңай тұтанады, бу ТУ 241133-005-48158319-99 бойынша ауамен жарылғыш қоспалар түзеді.
3.2 Изопрен өндіру аппарат схемасы
Бірінші кезең сумен салқындатылған екі 1 және 2 құбырлы реакторларда жүзеге асырылады. Изобутен фракциясы және рециркуляциямен сұйылтылған формальдегидтің су ерітіндісі оларда қарсы ағынмен қозғалады: ауыр, су қабаты төмендейді, ал жеңіл, көмірсутегі көтеріледі, ал сұйықтықтардың дисперсиясы фазалардың үлкен жанасу бетін құруға мүмкіндік береді. Бұл реакторлардың жоғарғы және төменгі бөліктері сепараторлар ретінде жұмыс істейді, оларда сәйкесінше көмірсутек және су қабаттары бөлінеді. Толығымен ди-оксан мен қанықпаған спирттер біріншісіне өтеді, екінші қабатта формальдегид, метанол мен диолдың бір бөлігі қалады.2 реакторының төменгі бөлігіндегі су қабаты сілтімен бейтараптандырылады және одан 3-бағанда көмірсутек қабатымен біріктірілген барлық ұшпа заттар шығарылады. Содан кейін 7-бағанда 3-бағанның текше қалдығынан және рециркуляциялық формалиннен процестің екінші сатысынан формальдегидтің сұйылтылған сулы ерітіндісі оны ауыр қалдықтардан бөліп шығарылады. Бұл шешім реакцияға оралып, оған жаңа формалин қосылады.1-реактордың жоғарғы жағындағы көмірсутек қабаты және су қабатын ректификациялаудың жеңіл погоны біріктіріліп, бейтараптандырғыш 9-да кері ағыспен қозғалатын сілтінің Сулы ерітіндісімен өңделеді, содан кейін ол 2-реактордан шығатын су қабатымен араластырылып, жоғарыда сипатталған бірлесіп өңдеуге жіберіледі. 10-бағандағы жуылған көмірсутек қабатынан қайтарылмаған изобутен шығарылады, оны реакцияға қайтарады (құрамында бутандар мен Н-бутендер бар фракцияны пайдаланған кезде, олардың рециркулятта жиналуын болдырмау үшін изобутенді "нығайту" үшін қосымша ректификация қажет). Содан кейін реакция өнімдерінің 11 - бағанында көбірек Ұшпа метанол мен метил шығарылады, ал 12-бағанда-бутанол. Диоксан (қанықпаған спирттермен бірге) 13-бағанда ауыр қалдықтан бөлініп, процестің екінші сатысына жіберіледі.Диоксан ыстық реакциялық массаның жылуына байланысты 14 жылу алмастырғышта қызады және буланады, қыздырылған бумен араластырылады және екінші сатыдағы 15 реакторға беріледі (гетерогенді катализатордың стационарлық қабаты бар адиабатикалық түрі). Реакция қоспасы жылу алмастырғыш арқылы өтеді 14, тоңазытқышта салқындатылады және конденсацияланады 16; органикалық қабат сепаратордағы Судан бөлінеді 17. Құрамында формальдегид бар су қабаты реакцияның бірінші сатысынан кейін алынған су ерітінділерімен бірлесіп өңдеу үшін 3-бағанға жіберіледі. 17 сепараторының жоғарғы жағынан органикалық қабат екі ректификациялық бағанға дәйекті түрде беріледі. Бірінші 18-де ыдырау кезінде пайда болған диоксан изобутен шығарылады, ол синтездің бірінші кезеңіне қайтарылады. Содан кейін 19-бағанда изопрен жоғары қайнаған қалдықтан бөлінеді (өңделмеген диоксан және жанама өнімдер). Соңғы тазарту үшін
| Наименование показателя | Модификация катионита КУ-23 | ||
| 10/60 | 15/100 | 30/100 | |
| Внешний вид | Сферические зерна от светло- до темно-серого Цвета | ||
| Гранулометрический состав: размер зерен, мм | 0,315-1,250 | ||
| Объемная доля рабочей фракции, % не менее | 95 | 95 | 96 |
| Массовая доля влаги, % | 50-70 | ||
| Удельный объем, см/г, в Н-форме, не менее | 4,0 | 3,7 | 3,3 |
| Удельная площадь поверхности, м/г | 5-25 | 25-40 | 40-70 |
| Полная статическая обменная емкость, ммоль/см, не менее | 1,1 | 1,25 | 1,0 |
| Динамическая обменная емкость с заданным расходом регенерирующего вещества, моль/м, не менее | 410 | 400 | ‒ |
| Осмотическая стабильность, %, не менее | 93 | 90 | 96 |
2.7 Өндірістің қоршаған ортаға әсеріИзопрен өндірісінде қоршаған ортаға – ауаға, топыраққа, суға флора мен фаунаға қауіп төндіретін қалдықтардың көп мөлшері шығарылады. Сондықтан қазіргі заманғы өндірістің басты проблемаларының бірі-қоршаған ортаның ластану қаупін болдырмайтын өнеркәсіптің дамуын жүзеге асыруға мүмкіндік беретін жағдай жасау міндеті.Бұл үлкен тапсырманы екі жолмен жүзеге асыруға болады:1) өнеркәсіптік өндіріс қалдықтарының пайда болуын болдырмайтын осындай технологиялық процестерді құрумен;2) олардың агрегаттық күйіне (сұйық, газ тәрізді немесе қатты фаза) қарамастан шығарындыларды ластанудан толық тазарту. Ластанудың сипатына және шығарындылардың агрегаттық күйіне байланысты әртүрлі тазарту әдістері қолданылады.3 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ3.1 Шикізат пен дайын өнімнің сипаттамасыДиметилдиоксан, сұйық фазада қышқылдық катализаторлардың қатысуымен изобутиленді формальдегидпен конденсациялау процесінде алынған түзетілген өнім изопрен алудың аралық өнімі болып табылады.Ректификацияланған диметилдиоксан өрт және жарылыс қауіпті өнім болып табылады, оның ауамен және оттегімен булары жарылғыш қоспалар құрайды.
-
Жабық тигельдегі тұтану температурасы - 30 ºС -
Тұтану температурасы - 35 ºС -
Өздігінен тұтану температурасы - 370 ºС
| Наименование показателя | Норма |
| Внешний вид | Прозрачная легкоподвижная жидкость от бесцветного до светло-желтого цвета |
| Массовая доля диметилдиоксана | не регламентируется |
| Массовая доля триметилкарбинола, %, не более | 7,0 |
| Массовая доля суммы метилаля и МТБЭ, %, не более | 0,1 |
| Массовая доля метанола, % | отсутствие |
| Массовая доля воды, %, не более | 0,3 |
| Массовая доля тяжелого остатка, %, | 0,3 |
Изопрен – түссіз немесе сарғыш түсті тұтанғыш сұйықтық, ұшқындар мен жалындардан оңай тұтанады, бу ТУ 241133-005-48158319-99 бойынша ауамен жарылғыш қоспалар түзеді.
-
Қайнау температурасы: 340C -
Өздігінен тұтану температурасы: 4000C -
Тығыздығы: 0,68 г / см3. -
20℃ суда ерігіштігі: ерімейді
| Наименование показателя | Норма | |
| Высший сорт | Первый сорт | |
| Внешний вид | Прозрачная жидкость | |
| Массовая доля изопрена, %, не менее | 99,0 | 99,0 |
| Массовая доля суммы бутенов и пентенов, %, не более | 1,0 | 1,0 |
| Массовая доля циклопентадиена (ЦПД), %, не более | 0,0001 | 0,0001 |
| Массовая доля α-ацетиленовых углеводородов, %, не более | 0,0002 | 0,0003 |
| Массовая доля карбонильных соединений, %, не более | 0,0003 | 0,002 |
| Массовая доля сернистых соединений, %, не более | 0,0002 | 0,0003 |
| Массовая доля метилаля, %, не более | 0,0008 | 0,001 |
| Массовая доля метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ), %, не более | 0,0001 | ‒ |
| Массовая доля ингибитора, %, не менее: -пара-трет-бутилпирокатехина -древесно-смоляного ингибитора | 0,005 0,01 | 0,005 0,01 |
| Содержание нерастворимой влаги | отсутствуют | отсутствуют |
| Массовая доля перекисных соединений (на активный кислород), %, не более | 0,0005 | 0,0005 |
3.2 Изопрен өндіру аппарат схемасы
Бірінші кезең сумен салқындатылған екі 1 және 2 құбырлы реакторларда жүзеге асырылады. Изобутен фракциясы және рециркуляциямен сұйылтылған формальдегидтің су ерітіндісі оларда қарсы ағынмен қозғалады: ауыр, су қабаты төмендейді, ал жеңіл, көмірсутегі көтеріледі, ал сұйықтықтардың дисперсиясы фазалардың үлкен жанасу бетін құруға мүмкіндік береді. Бұл реакторлардың жоғарғы және төменгі бөліктері сепараторлар ретінде жұмыс істейді, оларда сәйкесінше көмірсутек және су қабаттары бөлінеді. Толығымен ди-оксан мен қанықпаған спирттер біріншісіне өтеді, екінші қабатта формальдегид, метанол мен диолдың бір бөлігі қалады.2 реакторының төменгі бөлігіндегі су қабаты сілтімен бейтараптандырылады және одан 3-бағанда көмірсутек қабатымен біріктірілген барлық ұшпа заттар шығарылады. Содан кейін 7-бағанда 3-бағанның текше қалдығынан және рециркуляциялық формалиннен процестің екінші сатысынан формальдегидтің сұйылтылған сулы ерітіндісі оны ауыр қалдықтардан бөліп шығарылады. Бұл шешім реакцияға оралып, оған жаңа формалин қосылады.1-реактордың жоғарғы жағындағы көмірсутек қабаты және су қабатын ректификациялаудың жеңіл погоны біріктіріліп, бейтараптандырғыш 9-да кері ағыспен қозғалатын сілтінің Сулы ерітіндісімен өңделеді, содан кейін ол 2-реактордан шығатын су қабатымен араластырылып, жоғарыда сипатталған бірлесіп өңдеуге жіберіледі. 10-бағандағы жуылған көмірсутек қабатынан қайтарылмаған изобутен шығарылады, оны реакцияға қайтарады (құрамында бутандар мен Н-бутендер бар фракцияны пайдаланған кезде, олардың рециркулятта жиналуын болдырмау үшін изобутенді "нығайту" үшін қосымша ректификация қажет). Содан кейін реакция өнімдерінің 11 - бағанында көбірек Ұшпа метанол мен метил шығарылады, ал 12-бағанда-бутанол. Диоксан (қанықпаған спирттермен бірге) 13-бағанда ауыр қалдықтан бөлініп, процестің екінші сатысына жіберіледі.Диоксан ыстық реакциялық массаның жылуына байланысты 14 жылу алмастырғышта қызады және буланады, қыздырылған бумен араластырылады және екінші сатыдағы 15 реакторға беріледі (гетерогенді катализатордың стационарлық қабаты бар адиабатикалық түрі). Реакция қоспасы жылу алмастырғыш арқылы өтеді 14, тоңазытқышта салқындатылады және конденсацияланады 16; органикалық қабат сепаратордағы Судан бөлінеді 17. Құрамында формальдегид бар су қабаты реакцияның бірінші сатысынан кейін алынған су ерітінділерімен бірлесіп өңдеу үшін 3-бағанға жіберіледі. 17 сепараторының жоғарғы жағынан органикалық қабат екі ректификациялық бағанға дәйекті түрде беріледі. Бірінші 18-де ыдырау кезінде пайда болған диоксан изобутен шығарылады, ол синтездің бірінші кезеңіне қайтарылады. Содан кейін 19-бағанда изопрен жоғары қайнаған қалдықтан бөлінеді (өңделмеген диоксан және жанама өнімдер). Соңғы тазарту үшін
изопрен сумен жуылады, азеотропты айдау арқылы кептіріледі және қорытынды ректификация жүргізіледі. Осы кезеңдерде оған полимерленуді болдырмау үшін ингибитор қосылады.
III. ҚОРЫТЫНДЫ
Бұл жұмыста изопренді алудың негізгі әдістерінің бірі, өнеркәсіптік маңызы бар ‒ формальдегид конденсациясымен изопрен синтезін (СН2О) изобутиленмен (изо ‒ C4H8) алу әдісімен таныстық. Изобуитен мен формальдегидтен изопрен алу әдісін зерттегенде, селективтіліктің 90%-ға дейін жететіні анықталды, бұл алынған изопреннің жоғары сапасын, сондай -ақ жабдықтың коррозиясының төмендеуін көрсетеді. Изопренді изоамиленнен және изопентаннан алу әдісінің артықшылығы изопреннің шығымы 85%құрайды, кемшіліктері қатаң режимді және шикізатты да, дайын өнімді де күрделі фракциялауды қажет етеді. Изопрен өндірудің ең перспективалы және үнемді әдісі - изобутилен мен формальдегидтен алынған реакция, сонымен қатар изоамилендер мен изопентанның реакциясы.
IV. ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ:
1. Еремина Е.А. и др. Справочник по химии/ Еремина Е.А., Еремин В.В., Кузьменко Н.Е. – М.: Дрофа, 1996.-208с., ил.
2. Мухленов И.П. Основы химической технологии: учебник для студентов ВУЗов/Мухленов И,П,, Горштейн А.Е., Тумаркина Е.С., Тамбовцева В.А. под ред Мухленова И.П. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1983.,-335с, ил.
3. Куцын П. В. Охрана труда в нефтяной и газовой промышленности: учебник для техникумов. – М.: Недра, 1997. – 247 с.
4. Оганесян. Э.Т. Руководство по химии: справ. пособие. – М.: Высш. школа, 1987. – 399с., ил.
5. Соколов Р.С. Химическая технология:учебное пособие для студентов ВУЗов: в 2 томах:Гуманит. Изд. центр ВЛАДОС, 2003.т.2.-368с., ил.
6. Максименко О. О. Химия: учебное пособие. – М.: Слово. 1999. – 638с.