2 Технологічна (спеціальна) частина

2.1 Опис технологічної схеми виробництва

2.1.1. Технологічна схема стадії «200»

Технологічна схема відділення окислення складається з вузлів:

- окислення та конденсація циклогексану;

- нейтралізація продуктів окислення;

- відгонка циклогексану ;

- абсорбція та регенерація абсорбента;

- відгонка циклогексанолу та циклогексанону з лужних та кислих стоків;

1) Вузол окислення та конденсації циклогексану

Свіжий та оборотний циклогексан подається на зрошення скрубера-конденсатора з насадкою поз. К-1.

В куб скрубера поз. К-1 надходять реакційні гази з абсорбера поз. К-2 з температурою 145-165^оС і піднімаються вверх через трубу в глухій тарілці, розділяючій верхню секцію від нижньої,надходять у верхню секцію скрубера, де зрошуючий їх оборотний циклогексан підігрівається до температури не більше 130^оС за рахунок тепла конденсації парів циклогексану з реакційних газів, а також охолодження цих газів до температури 40-60^оС.

Температурний режим в скрубері-конденсаторі поз. К-1 верху не більше 60^оС, середньої частини не більше 180^оС, кубу не більше 150^оС.

Циклогексан з куба скрубера-конденсатора поз. К-1 подається в першу секцію реактора поз. Р-5. Перед входом в реактор циклогексан проходить підігрівачі Т-4, в якому підігрівається до температури 145-165^оС.

Розчин каталізатора готується в збірнику Е-3 при температурі 50-70^оС і безперервній циркуляції розчину через фільтр, завантажений каталізатором. Підігрівання розчину проводиться гарячою водою, яка подається в "рубашку" збірника Е-3; перемішування проводиться циркуляційним насосом. Завантаження каталізатора в фільтр проводиться вручну через люк. Приготовлений розчин каталізатора з збірника поз. Е-3 через фільтри подається в лінію циклогексану в першу секцію реактора. Р-5.

Повітря в реактор окислення Р-5 подається з відділення компресії під тиском 1.05-1.3 мПа /10.5-13 кгс/см²/. Об`ємна витрата повітря в кожну секцію реактора окислення Р-5 підтримується постійною:

а) в 1 секцію 850-1700 м³/год;

б) в 2 секцію 850-2000 м³/год;

в) в 3 секцію 900-2000 м³/год;

г) в 4 секцію 1100-2000 м³/год;

Під час пуску і зупинки реактора по лініях повітря в кожну секцію подається азот.Реакційна рідина послідовно (зверху вниз) переливається з верхньої секції в нижню через вмонтовані переливи. Об’єм секцій зменшується від першої (верхньої) до четвертої.Рівень рідкої фази в 1, 2, 3 секціях реактора підтримується постійно за допомогою переливних пристроїв.В 4-й секції рівень рідини підтримується спеціальним клапаном. Загальний об’єм рідини в 4-х секціях реактора поз. Р-6 складає 63.6 м³.Об`ємна витрата циклогексану в реактор окислення не більше 250 м³/год . Час перебування циклогексану в реакторі (з урахуванням газонаповнення) складає 24 хвилини.Повітря подається паралельно на всі чотири секції

реактора через розподіляючі кільцеві трубопроводи з отворами діаметром 2мм. Повітря барботує через шар циклогексану і кисень, який міститься в ньому, вступає в реакцію з циклогексаном.

Реакційні гази (N₂,O₂,CO,CO₂), насичені парами органічних продуктів,в основному циклогексану, виходять з реактора поз. Р-5 і поступають в абсорбер поз. К-2 для абсорбції з них циклогексанону і циклогексанолу. Абсорбція проводиться циклогексаном (оборотним). Відпрацьований абсорбент з абсорбера К-2 стікає в 4 секцію реактора Р-5.

Реакційні гази з абсорбера поз. К-2 поступають в скрубер-конденсатор К-1, в якому з них конденсується циклогексан. Гази охолоджуються циклогексаном, який подається на зрошення в скрубер-конденсатор поз. К-1.З скрубера-конденсатора К-1 реакційні гази поступають в абсорбер поз. К-7.Температура в секціях реактора поз. Р-5 підтримується в межах 145-165^оС зміною тиску в реакторі окислення, що впливає на кількість циклогексану, що випаровується.

2) Вузол нейтралізації продуктів окислення

Оксидат з 4-ї секції реактора Р-5 подається на стадію нейтралізації. Нейтралізація кислот, розкладання гідроперекису і часткове омилення ефірів проводиться водно-лужним розчином, для чого встановлений змішувач щілинного типу С-11 і розділююча посудина Е-12.

Розклад гідроперекису і нейтралізація кислот більш інтенсивно проходить при температурі 145-165^оС. Для забезпечення цієї температури необхідно підтримувати тиск в розподілюючій посудині поз. Е-12 в межах 1.4-1.7 МПа (14-17 кгс/см²).

Зниження тиску в розділюючих посудинах приводить до скипання циклогексану і води у вигляді азеотропної суміші. Розподілююча посудина працює в режимі повного гідравлічного заповнення.

Обробка продуктів окислення проводиться розчином лугу в змішувачі поз. С-11, з розділенням суміші на водяний і органічний шари в розподілюючій посудині поз. Е-12

Відпрацьований водно-лужний шар з розділюючої посудини поз. Е-12 виводиться в колону поз. К-14 для відгонки з нього цільових продуктів. Органічний шар з розділюючого збірника поз. Е-12 подається в ректифікаційну колону поз. К-13 для відгонки циклогексану.

3) Вузол відгонки циклогексану

Циклогексан, що не прореагував, відганяється в ректифікаційній колоні поз. К-13, в якій розташовано 30 клапанних тарілок.

Органічний шар з розділюючого збірника.Е-12 подається на 6-ту тарілку колони поз. К-13. При дроселюванні гарячого оксидату за рахунок власного тепла випаровується 38-40% циклогексану , а решта циклогексану випаровується за рахунок тепла, яке подається в колону поз. К-13 через виносні випарники з поверхнею теплообміну 480 м² кожний.

Температурний режим колони поз. К-13:

а) верх – не більше 98^оС

б) куб - 105-135^оС

Тиск в колоні поз. К-13 утворюється за рахунок опору газового потоку через теплообмінник Т-14 і підтримується в межах:

а) верху - не більше 0.06 Мпа (0,6 кгс/см²)

б) куба - не більше 0.10 Мпа (1,0 кгс/см²)

Парогазова фаза (пара циклогексану і води, інерти) з ректифікаційної колони К-13 надходить в конденсаторТ-14, де проходить конденсація пари циклогексану і охолодження газів до температури 40-70^оС.З Т-15 несконденсована газова фаза викидується в атмосферу.

Сконденсований циклогексан (дистилят) з Т-14 розділяється на два потоки: частина подається на 30-ту тарілку колони поз. К-14 у вигляді флегми (флегмове число: 0,35-0,4), а основна частина дистиляту (оборотний циклогексан) направляється в рецикл.

Кубова рідина колони поз. К-13 відкачується в реактор омилення поз. Р-19 стадії”300” для подальшого розділення продуктів окислення.

4) Вузол абсорбції циклогексану та регенерації абсорбенту

Реакційні гази, пройшовши абсорбер поз. К-2 і скрубер-конденсатор поз. К-1, надходять в нижню частину абсорбера поз. К-7 для додаткового виділення з них циклогексану . Абсорбентом служить спиртова фракція.

Абсорбент подається у верхню частину абсорбера поз. К-7. Перед подачею на зрошення в абсорбер поз. К-7 абсорбент проходить холодильник поз. Т-6, де охолоджується захолодженою водою.

Очищені від циклогексану реакційні гази скидаються з абсорбера поз. К-7 в атмосферу.

Температурний режим абсорбера поз. К-7:

а) в кубі – не більше 30^оС

б) в зоні циркуляції – не більше 25^оС

в) верху - не більше 25^оС

Відпрацьований абсорбент з куба колони поз. К-7 безперервно відкачується в колону поз. К-9 на регенерацію.

Регенерація абсорбенту проходить на 25-ти ковпачкових тарілках ректифікаційної колони поз. К-9.

Відпрацьований абсорбент (живлення) подається на 13-ту тарілку колони.Перед подачею в колону відпрацьований абсорбент підігрівається в теплообміннику Т-8 за рахунок тепла регенерованого абсорбенту.

Ректифікаційна колона працює при тиску:

а) верху – не більше 0,050 МПа /0.5 кгс/см²/

б) кубу – не більше 0,065 МПа /0.65 кгс/см²/

Температура:

а) верху – не більше 90 С

б) кубу – не більше 180 С

Тепло, яке потрібне для регенерації абсорбенту підводиться в колону

поз. К-9 через виносний випарник.

Парова фаза з колони надходить в холодильник Т-10, який охолоджується захолодженою водою, де проходить конденсація парів органічних продуктів.Інертні гази з конденсатора Т-10 через гідрозатвор виводяться в атмосферу.

Сконденсований циклогексан (дистилят) з Т-10 розділяється на два потоки: частина циклогексану подається на 25-ту тарілку колони К-9 у вигляді флегми (флегмове число – 2), а основна частина оборотного циклогексану направляється в рецикл Вузол відгонки циклогексанолу та циклогексанону з водно-лужних та кислих стоків

Водно-лужні і водно-кислі стоки, які містять в собі циклогексанон і циклогексанол з масовою часткою 5% з ємності Е-12 дроселюються в колону поз. К-15. Відгонка органічних продуктів із водно-лугових і водно-кислих стоків проводиться в ректифікаційній колоні поз. К-15 з 25-ма ковпачковими тарілками.

Ректифікаційна колона поз. К-15 працює при тиску:

а) верху – 10 - 50 кПа /0.1-0.5 кгс/см²/

б) кубу – не більше 50 кПа /0.5 кгс/см²/

Температурний режим:

а) верху – не більше 98 С

б) кубу – не більше 120 С

Тепло, необхідне для відгонки водно-лугових і водно-кислих стоків підводиться в колону через виносний випарник .Парогазова фаза з колони надходить в холодильник Т-16, який охолоджується захолодженою водою, де проходить конденсація парів дистиляту.

Інертні гази з холодильника поз. Т-16 через гідрозатвор виводяться в атмосферу,а сконденсований дистилят направляється в реактор омилення поз. Р-19 стадії “300”. Кубова рідина колони поз. К-15 направляється на спалювання.

2.1.2. Технологічна схема стадії «300»

Технологічна схема відділення розділення продуктів окислення складається з таких вузлів:

- Омилення ефірів;

- Екстракція солей;

- Відгонка циклогексану та води;

- Розділення продукті окислення на дві фракції(циклогексаном-сирець та циклогексанон-сирець);

- Відгонка спиртової фракції;

- Одержання циклогексанону-ректифікату;

- Одержання циклогексанолу-ректифікату

1)Вузол омилення ефірів

Процес омилення ефірів проводиться в реакторі Р-19 при температурі 70-95 0С , тиску не більше 50 кПа (0,5 кгс/см2)

Луг і кубовий продукт колони поз. К-14 змішуються в змішувачі поз. Е-17.Реактор поз. Р-19 укомплектований паровою "рубашкою" і змійовиком, в які подається пара.Перед подаванням в реактор поз. Р-19 продукти окислення стадії "200" охолоджуються в міжтрубному просторі холодильника поз. Т-18 в трубний і простір якого подається оборотна вода. Омилення ефірів, які знаходяться у продуктах окислення, проводиться водним розчином гідроокису натрію (20-25%), який подається з базисного складу. Час перебування реакційної суміші в реакторі складає біля 25 хвилин. Екстракція солей органічних кислот із реакційної суміші проводиться свіжою водою в екстракційній колоні насадочного типу поз. К-20.

Перед подачею в екстракційну колону поз. К-20 вода охолоджується Температура води повинна бути 58-65°С .Реакційна рідина в колону поз. К-20 подається знизу - в кубову частину, а вода – зверху.

Екстракція солей органічних кислот із реакційної суміші водою проходить в протитоку водної і органічної фаз через насадку із металевих кілець.Водно — лужний шар з куба колони поз. К-20 направляється на спалювання.

Органічний шар, який містить циклогексан з масовою часткою 30-50% виходить через верх колони і надходить в ректифікаційну колону поз. К-22 для відгонки циклогексану і води.

2) Вузол відгонки циклогексану і води

Органічний шар із екстракційної колони поз. К-20 підігрівається в трубному просторі підігрівача поз. Т-21 і подається на живлення в ректифікаційну колону поз. К-22.

Відгонка циклогексану і води із органічного шару здійснюється на 25-ти клапанних тарілках колони поз. К-22.

Колона поз. К-22 працює під атмосферним тиском і при температурі: а) верху – не більше 102°С

б) в кубі – 160-170°С

Тепло, необхідне для відгонки циклогексану, підводиться в колону поз. К-22 через виносний випарник парою.

Парова фаза із колони поз. К-22 поступає в конденсатор поз. Т-23, що охолоджується захолодженою водою, в якому проходить конденсація парів органічних продуктів.

Інертні гази конденсатора поз. Т-23 через гідрозатвор виводяться в атмосферу.

Сконденсований продукт із конденсатора поз. Т- 23 збирається в ємності поз. Е-24, в якій проходить розділення водного шару і органічного.

Органічний шар (в основному циклогексан) переливається через внутрішню перегородку ємності поз. Е-24 і по рівню в ній насосом відкачується на рецикл.

Кубова рідина колони поз. К-22 виводиться в колону поз. К-25 для розділення продуктів окислення циклогексану на дві фракції: циклогексанон -сирець і циклогексанод-сирець.

3) Вузол розділення продуктів окислення на дві фракції

Розділення продуктів окислення на дві фракції: циклогексанон - сирець і циклогексанол-сирець здійснюється в ректифікаційній колоні поз. К-25.Живлення в колону поз. К-25 подається на 45-ту тарілку.Процес ректифікації в колоні здійснюється на 65 тарілках з капсульними ковпачками.Парова фаза із колони, поз. К-25 поступає в конденсатор Т- 26, що охолоджується захолодженою водою. Сконденсована пара (дистилят - анон – сирець) насосом подається в колону поз. К-27. Частина дистиляту подається в колону поз. К-25 в якості флегми.

4) Вузол відгонки спиртової фракції

Відгонка спиртів, які є легколетючою фракцією в циклогексаноні-сирці, здійснюється в колоні поз. К-27

Процес ректифікації в колоні поз. К- 27 здійснюється на 65-ти тарілках з капсульними ковпачками.

Живлення в колону подається на 45 тарілку

Режим роботи колони поз. К-27:

а) верху – не більше 30кПа(0.3 кгс/см²/) б) кубу – не більше 60 кПа (0.6 кгс/см²⁾

в) температура верху колони не більше 145 °С

Необхідне для ректифікації тепло вводиться в колону через виносний випарник парою.

Парова фаза колони поз. К-27 (спирти, вода, анон) потрапляє в конденсатор поз. Т-28, що охолоджується захолодженою водою, в якому проходить конденсація парів органічних продуктів.

Інертні гази із конденсатора поз. Т-28 через гідрозатвор виводяться в атмосферу.

Циклогексанон - сирець з куба колони поз К-27 подається в колону поз. К-29 для отримання циклогексанона - ректифікату.

5) Вузол отримання циклогексанону-ректифікату

Отримання циклогексанону-ректифікату здійснюється в ректифікаційній колоні поз К-29. І

Живлення в колону анон-сирець із куба колони поз. К-27 подається на 21-тарілку.

Процес ректифікації в колоні поз. К-29 здійснюється на 65 тарілках з капсульними ковпачками.

Режим роботи колони поз. К-29:

а) залишковий тиск верху колони 2,6-3,6 кПа /20-50 мм.рт.ст./

б) в кубі колони 20,0-33,3 кПа /150-250 мм.рт.ст;

в) температура верху колони 52-83°С; кубу колони100 120°С.

Необхідне для ректифікації тепло вводиться в колону через виносний випарник парою .

Парова фаза із колони поз. К-29 потрапляє в конденсатор поз. Т-30,що охолоджується захолодженою водою.

Інертні гази із конденсатора поз. Т-30 відсмоктуються пароежекторним вакуум-насосом.

Частина дистиляту подається в колону поз. К-29 в якості флегми.

6) Вузол отримання циклогексанолу-ректифікату

Отримання циклогексанолу - ректифікату здійснюється в ректифікаційній колоні поз. К-31.Живлення в колону поз. К-31 /анол - сирець/ із куба поз. К-29 подається на 30-ту тарілку .

Процес ректифікації в колоні поз. К-31 здійснюється на 65-ти тарілках з капсульними ковпачками.

Режим роботи колони поз. К-31:

а) залишковий тиск верху колони - 2,6-6,6 кПа /20-50 мм.рт.ст./;

б) тиск кубу колони - 13,3-40 кПа /100-300 мм.рт.ст./,

в) температура:

верху колони - 70-95°С;

верху колони - 70-95°С;

кубу колони - 130-175°С.

Необхідне для ректифікації тепло вводиться в колону теплообмінник парою.

Парова фаза із колони поз. К-31 потрапляє в конденсатор поз. Т-32,що охолоджується оборотною водою.Інертні гази із конденсатора поз. Т-32 відсмоктуються пароежекторним вакуум-насосом.Частина дистиляту подається в колону поз. К-31 в якості флегми. Робоче флегмове число дорівнює 1,5-2.

2.2. Матеріальні розрахунки

Це один із найбільш відповідальних підрозділів проекту. Задача розрахунку матеріального балансу зводиться до визначення для заданої продуктивності за цільовим продуктом необхідної кількості сировини, матеріалів та відходів виробництва.

На його результатах засновані наступні технологічний і тепловий розрахунки та вибір технологічного обладнання, насамперед реактору синтезу, а також визначення техніко-економічних показників. Крім того, матеріальний баланс є показником якості обраної в проекті технології виробництва, тому що він цілком розкриває сутність перетворень на кожній стадії виробництва і наочно вказує всі недоліки та недопрацьовані етапи виробничого процесу. На підставі аналізу останнього планують заходи з охорони праці та довкілля, здійснення контролю та управління технологічним процесом, намічають шляхи подальшого удосконалення виробництва.

Для уніфікації та оптимізації розрахунків за допомогою програм електронних таблиць (Excel пакету Microsoft Office або Calc пакету OpenOffice) пропонується складання певної математичної моделі технологічного процесу. Спочатку на підставі технологічної схеми слід графічно зобразити операторну схему технологічного процесу, яка включає тільки ті стадії та процеси, в яких відбуваються кількісні та якісні зміни матеріальних потоків. Наприклад, охолодження матеріального потоку в теплообміннику-холодильнику без зміни агрегатного стану в операторній схемі не знайде відображення, а процес у холодильнику-конденсаторі зі зміною фазового стану неодмінно буде її складовою частиною, тому що в холодильник-конденсатор входить один матеріальний потік (парогазова суміш), а виходить два потоки (рідка та газова фази). Таким чином, операторна схема значно простіше технологічної і наочніше відображає процеси і матеріальні потоки, до визначення яких і зводяться матеріальні розрахунки.

Після сформування операторної схеми матеріальних потоків наводять вихідні дані для складання математичної моделі (матеріального балансу) табл. 2.1. Останні включають: виходи по стадіях та загальний вихід продукту (чи, відповідно, втрати); ступінь конверсії; селективність; співвідношення реагентів; конкретний склад сировини (у рамках відповідних вимог до неї, викладених раніше), проміжних продуктів і т. д.

Таблиця 2.1 – Вихідні дані для складання математичної моделі

№ потоку	Найменування потоку	Знач.	Склад потоку	%
1	2	3	4	5
1.	Свіжий циклогексан		Циклогексан	100,00%
2.	Реакц. Гази	17,011	Циклогексан	89,64%
			анолон	0,22%
			вода	1,42%
			кисень	0,05%
			азот	8,02%
			диоксид вуглецю	0,35%
			оксид вуглецю	0,30%
3.	Суміш 1 та 2 потоку		Циклогексан	99,84%
			анолон	0,09%
			вода	0,07%
4.	Оборотн. Циклогексан	22,336	Циклогексан	99,82%
	Рецикл		анолон	0,10%
			вода	0,08%
5.	Суміш 3 та 4 потоку		Циклогексан	98,51%
			анолон	0,11%
			вода	0,25%
			кисень	0,01%
			азот	1,05%
			диоксид вуглецю	0,05%
			оксид вуглецю	0,04%
6.	Вода	0,124	Вода	100,00%
7.	Органічний шар	34,886	Циклогексан	99,23%
			анолон	0,15%
			вода	0,36%
			кисень	0,01%
			азот	0,23%
			диоксид вуглецю	0,01%
			оксид вуглецю	0,01%

Продовження таблиці 2.1

1	2	3	4	5
8.	Повітря	22,355	Азот	68,82%
			вода	1,13%
			кисень	30,00%
			диоксид вуглецю	0,05%
			оксид вуглецю	0,00%
9.	Суміш 7 та 8 потоку		Циклогексан	93,91%
			анолон	0,10%
			вода	0,19%
			кисень	1,10%
			азот	4,61%
			диоксид вуглецю	0,05%
			оксид вуглецю	0,04%
10.	Реакційна маса після реактора		Циклогексан	88,28%
			анолон	0,10%
			анол	3,95%
			анон	1,97%
			вода	0,19%
			адипінова кислота	0,38%
			капронова кислота	0,39%
			дициклогексиладипінат	0,23%
			кисень	0,15%
			азот	4,27%
			диоксид вуглецю	0,05%
			оксид вуглецю	0,04%
11.	Кубова рідина з реактора на нейтралізацію	23,584	Циклогексан	88,09%
			анолон	0,09%
			вода	0,02%
			анол	4,51%
			анон	2,25%
			кисень	0,16%
			адипінова кислота	0,44%
			капронова кислота	0,44%
			дициклогексиладипінат	0,26%
			азот	3,74%
			диоксид вуглецю	0,00%
			оксид вуглецю	0,00%
12.	Водно-лужний розчин	1,512	Луг	4,17%
			вода	95,83%

Продовження таблиці 2.1

1	2	3	4	5
13.	Суміш 11 та 12 потоку		Циклогексан	80,08%
			анолон	0,08%
			анол	4,10%
			анон	2,05%
			кисень	0,15%
			вода	8,02%
			адипінова кислота	0,40%
			капронова кислота	0,40%
			дициклогексиладипінат	0,24%
			азот	3,40%
			диоксид вуглецю	0,00%
			оксид вуглецю	0,00%
			луг	1,08%
14.	Суміш після реактора омилення		Циклогексан	82,78%
			анолон	0,08%
			анол	4,24%
			анон	2,11%
			вода	5,83%
			адипінова кислота	0,32%
			капронова кислота	0,32%
			сіль адипінової кислоти	0,12%
			сіль капронової кислоти	0,11%
			дициклогексиладипінат	0,24%
			кисень	0,15%
			азот	3,51%
			луг	0,17%
			диоксид вуглецю	0,00%
			оксид вуглецю	0,00%
15.	Органічний шар	22,355	Циклогексан	99,67%
			анолон	0,10%
			вода	0,08%
			азот	0,13%
			диоксид вуглецю	0,01%
			оксид вуглецю	0,01%

Продовження таблиці 2.1

1	2		3		4	5
16.		Водно-лугові та водно-кислі стоки		1,955	Анолон	5,17%
					вода	82,12%
					луг	0,63%
					сіль адипінової кислоти	6,64%
					сіль капронової кислоти	5,44%
17.		Кубова рідина з кол. 220		1,239	Циклогексан	15,58%
					анол	49,98%
					анон	25,81%
					масло "Х"	3,97%
					дициклогексиладипінат	4,66%
18.		Луг (NaOH)		0,341	Луг	25,00%
					вода	75,00%
19.		Суміш 17 та 18 потоку			Циклогексан	12,22%
					анон	20,24%
					анол	39,20%
					масло "Х"	3,11%
					дициклогексиладипінат	3,65%
					вода	16,18%
					луг	5,39%
20.		Суміш 6 та 16 потоку			Анолон
					вода
					луг
					сіль адипінової кислоти
					сіль капронової кислоти

Продовження таблиці 2.1

1		2	3			4		5
21.	Суміш 19 та 20 потоку				Циклогексан
					анолон
					анол
					анон
					дициклогексиладипінат
					кисень
					азот
					диоксид вуглецю
					оксид вуглецю
					вода
					луг
					сіль адипінової кислоти
					сіль капронової кислоти
22.	Суміш після реактора омилення				Циклогексан
					анолон
					анол
					анон
					вода
					сіль адипінової кислоти
					кисень
					азот
					диоксид вуглецю
					оксид вуглецю
23.	Інерти в атмосферу			2,344	ЦГ		45,25%
					анон		17,68%
					вода		4,77%
					масло "Х"		2,10%
					анол		30,20%
24.	Кубова рідина після реактора			3,253	Циклогексан		32,59%
					масло "Х"		1,65%
					анол		22,78%
					анон		13,92%
					сіль капронової кислоти		1,21%
					сіль адипінової кислоти		1,35%
					луг		1,58%
					вода		24,92%

Продовження таблиці 2.1

1	2		3			4	5
25.		Водно-лужний сток		1,453	Сіль адипінової кислоти			3,03%
					сіль капронової кислоти			2,35%
					анон			2,63%
					анол			2,29%
					луг			3,32%
					вода			86,38%
26.		Органічний шар		2,344	Циклогексан			45,32%
					масло "Х"			2,29%
					анол			30,30%
					анон			17,78%
					вода			4,31%
27.		Циклогексан + вода		1,984	Циклогексан			80,16%
					анон			7,94%
					анол			6,93%
					вода			4,97%
28.		Кубова рідина		0,988	Масло "Х"			4,99%
					анол			62,56%
					анон			32,45%
29.		Анон-сирець		0,434	Анол			75,25%
					анон			24,75%
30.		Кубова рідина		0,668	Анол			92,18%
					анон			0,47%
					"Х"-масло			7,35%
31.		"Х"-масло		0,052	"Х"-масло			95,05%
					анол			4,95%
32.		Анол - ректифікат		0,616	Анол			100,00%
					анон			0%

Рисунок 2.1 – Операторна схема отримання циклогексанолу

Таблиця 2.2 – Реакції отримання циклогексанолу окисненням циклогексану

Реактор окислення:
Р-я 1:
2 C6H12 +	O2 →	2 C6H12O
-2	-1	2
X (ЦГ) =	6,00%
Ф (ЦГ) =	60,00%
акц
Р-я 2:
C6H12 +	O2 →	C6H10O +		H2O
-1	-1	1		1
X (ЦГ) =	6,00%
Ф (ЦГ) =	30,00%
Р-я 3:
2 C6H12 +	3,5O2 →	C6H10O4 +		C6H12O2 +		H2O
-2	-3,5	1		1		1
X (ЦГ) =	6,00%
Ф (ЦГ) =	10,00%
Р-я 4:
C6H10O4 +	2 C6H12O →	C18H30O4 +		2 H2O
-1	-2	1		2
X (к-та) =	22,00%
Ф (к-та) =	100,00%
Реактор омилення 1:
Р-я 1:
C6H10O4 +	2 NaOH →	C6H8O4Na2 +		2 H2O
-1	-2	1		2
X (луг) =	40,26%
Ф (луг) =	50,00%

Продовження таблиці 2.2

Р-я 2:
C6H12O2 +	NaOH →	C6H11O2Na +	H2O
-1	-1	1	1
X (луг) =	25,81%
Ф (луг) =	50,00%
Реактор омилення 2:
C18H30O4 +	2 NaOH →	C6H8O4Na2 +	2 C6H12O
-1	-2	1	2
X (луг) =	15,20%
Ф (луг) =	100,00%

Перерахунок річної потужності проектованого виробництва, функціонуючого у безупинному режимі, на погодинну потужність проводять за формулою (2.1):

(2.1)

Р = = 3793,478 кг/год.;

де; Р – погодинна потужність виробництва, кг/год;

Р_рік – річна потужність, кг/рік;

Т_е – ефективний час роботи, година;

Ефективний час роботи може бути визначений за формулою (2.2):

Т_е = (Т_к – Т_ппр – Т_тз)×n_зм×t_зм, (2.2)

де; Т_к – календарний фонд часу, Т_к = 365 діб;

Т_ппр – час зупинки устаткування на виконання планово-попереджувальних робіт, доба;

Т_тз – час на технологічні зупинки устаткування, які передбачені регламентом, доба;

n_зм – кількість змін роботи цеху на добу, n_зм = 3;

t_зм – тривалість однієї зміни, t_зм = 8 год.

Т_е =(365 – 15 – 5) ×3×8=8280 год

Таблиця 2.3 - Зведений матеріальний баланс виробництва

Найменування речовини і компонентів	Одиниці вимірювання	Молекулярна маса	Поток 1	Поток 2	Поток 3
Циклогексан	кг	84,161	3793,478	57845,462	61638,940
	моль		45,074	687,319	732,393
	%		100,00%	89,64%	90,22%
Анолон	кг	99,152		141,968	141,968
	моль			99,152	1,432
	%			0,22%	0,21%
Анол	кг	100,160
	моль
	%
Анон	кг	98,144
	моль
	%
Вода	кг	18,015		916,338	916,338
	моль			50,865	50,865
	%			1,42%	1,34%
Кисень	кг	31,998		32,265	32,265
	моль			1,008	1,008
	%			0,05%	0,05%
Азот	кг	28,014		5175,375	5175,375
	моль			184,742	184,742
	%			8,02%	7,57%
Диоксид вуглецю	кг	44,009		225,858	225,858
	моль			5,132	5,132
	%			0,35%	0,33%
Оксид вуглецю	кг	28,010		193,593	193,593
	моль			6,912	6,912
	%			0,30%	0,28%
Адипінова кислота	кг	146,141
	моль
	%
Капронова кислота	кг	116,159
	моль
	%
Дициклогексиладипінат	кг	310,431
	моль
	%
Сіль адипінової кислоти	кг	190,105
	моль
	%
Сіль капронової кислоти	кг	138,141
	моль
	%
Луг (NaOH)	кг	39,997
	моль
	%
"Х"-масло	кг
	моль
	%
Разом:	кг		3793,478	64530,859	68324,337
	%		100,00%	100,00%	100,00%

Продовження таблиці 2.3

Найменування речовини і компонентів	Одиниці вимірювання	Молекулярна маса	Поток 4	Поток 5	Поток 6
Циклогексан	кг	84,161	84578,614	146217,554
	моль		1004,962	1737,355
	%		99,82%	95,53%
Анолон	кг	99,152	84,731	226,699
	моль		0,855	2,286
	%		0,10%	0,15%
Анол	кг	100,160
	моль
	%
Анон	кг	98,144
	моль
	%
Вода	кг	18,015	67,785	984,123	471,761
	моль		3,763	54,628	26,187
	%		0,08%	0,64%	100,00%
Кисень	кг	31,998		32,265
	моль			1,008
	%			0,02%
Азот	кг	28,014		5175,375
	моль			184,742
	%			3,38%
Диоксид вуглецю	кг	44,009		225,858
	моль			5,132
	%			0,15%
Оксид вуглецю	кг	28,010		193,593
	моль			6,912
	%			0,13%
Адипінова кислота	кг	146,141
	моль
	%
Капронова кислота	кг	116,159
	моль
	%
Дициклогексиладипінат	кг	310,431
	моль
	%
Сіль адипінової кислоти	кг	190,105
	моль
	%
Сіль капронової кислоти	кг	138,141
	моль
	%
Луг (NaOH)	кг	39,997
	моль
	%
"Х"-масло	кг
	моль
	%
Разом:	кг		84731,130	153055,467	471,761
	%		100,00%	100,00%	100,00%

Продовження таблиці 2.3

Найменування речовини і компонентів	Одиниці вимірювання	Молекулярна маса	Поток 7	Поток 8	Поток 9
Циклогексан	кг	84,161	131321,882		131321,882
	моль		1560,365		1560,365
	%		99,23%		60,48%
Анолон	кг	99,152	198,511		198,511
	моль		2,002		2,002
	%		0,15%		0,09%
Анол	кг	100,160
	моль
	%
Анон	кг	98,144
	моль
	%
Вода	кг	18,015	476,427	958,260	1434,688
	моль		26,446	53,192	79,638
	%		0,36%	1,13%	0,66%
Кисень	кг	31,998	13,234	25440,539	25453,773
	моль		0,414	795,067	795,480
	%		0,01%	30,00%	11,72%
Азот	кг	28,014	304,384	58360,596	58664,980
	моль		10,865	2083,265	2094,131
	%		0,23%	68,82%	27,02%
Диоксид вуглецю	кг	44,009	13,234	42,401	55,635
	моль		0,301	0,963	1,264
	%		0,01%	0,05%	0,03%
Оксид вуглецю	кг	28,010	13,234		13,234
	моль		0,472		0,472
	%		0,01%		0,01%
Адипінова кислота	кг	146,141
	моль
	%
Капронова кислота	кг	116,159
	моль
	%
Дициклогексиладипінат	кг	310,431
	моль
	%
Сіль адипінової кислоти	кг	190,105
	моль
	%
Сіль капронової кислоти	кг	138,141
	моль
	%
Луг (NaOH)	кг	39,997
	моль
	%
"Х"-масло	кг
	моль
	%
Разом:	кг		132340,907	84801,796	217142,702
	%		100,00%	100,00%	100,00%

Продовження таблиці 2.3

Найменування речовини і компонентів	Одиниці вимірювання	Молекулярна маса	Реакція 1	Реакція 2	Реакція 3	Реакція 4
Циклогексан	кг	84,161
	моль		-56,173	-28,087	-9,362
	%
Анолон	кг	99,152
	моль
	%
Анол	кг	100,160
	моль		56,173			-2,060
	%
Анон	кг	98,144
	моль			28,087
	%
Вода	кг	18,015
	моль			28,087	4,681	2,060
	%
Кисень	кг	31,998
	моль		-28,087	-28,087	-16,384
	%
Азот	кг	28,014
	моль
	%
Диоксид вуглецю	кг	44,009
	моль
	%
Оксид вуглецю	кг	28,010
	моль
	%
Адипінова кислота	кг	146,141
	моль				4,681	-1,030
	%
Капронова кислота	кг	116,159
	моль				4,681
	%
Дициклогексиладипінат	кг	310,431
	моль					1,030
	%
Сіль адипінової кислоти	кг	190,105
	моль
	%
Сіль капронової кислоти	кг	138,141
	моль
	%
Луг (NaOH)	кг	39,997
	моль
	%
"Х"-масло	кг
	моль
	%
Разом:	кг
	%		0,00%	0,00%	0,00%	0,00%

Продовження таблиці 2.3

Найменування речовини і компонентів	Одиниці вимірювання	Молекулярна маса	Поток 10	Поток 11	Поток 12
Циклогексан	кг	84,161	123442,569	78809,259
	моль		1466,743	936,411
	%		56,85%	88,09%
Анолон	кг	99,152	198,511	80,518
	моль		2,002	0,812
	%		0,09%	0,09%
Анол	кг	100,160	5420,004	4034,848
	моль		54,113	40,284
	%		2,50%	4,51%
Анон	кг	98,144	2756,528	2012,951
	моль		28,087	20,510
	%		1,27%	2,25%
Вода	кг	18,015	2062,102	17,893	5495,254
	моль		114,466	0,993	305,038
	%		0,95%	0,02%	95,83%
Кисень	кг	31,998	23132,095	143,143
	моль		722,923	4,474
	%		10,65%	0,16%
Азот	кг	28,014	58664,980	3345,971
	моль		2094,131	119,439
	%		27,02%	3,74%
Диоксид вуглецю	кг	44,009	55,635	0,000
	моль		1,264	0,000
	%		0,03%	0,00%
Оксид вуглецю	кг	28,010	13,234	0,000
	моль		0,472	0,000
	%		0,01%	0,00%
Адипінова кислота	кг	146,141	533,598	393,644
	моль		3,651	2,694
	%		0,25%	0,44%
Капронова кислота	кг	116,159	543,751	393,644
	моль		4,681	3,389
	%		0,25%	0,44%
Дициклогексиладипінат	кг	310,431	319,695	232,608
	моль		1,030	0,749
	%		0,15%	0,26%
Сіль адипінової кислоти	кг	190,105
	моль
	%
Сіль капронової кислоти	кг	138,141
	моль
	%
Луг (NaOH)	кг	39,997			239,124
	моль				5,979
	%				4,17%
"Х"-масло	кг
	моль
	%
Разом:	кг		217142,702	89464,478	5734,378
	%		100,00%	100,00%	100,00%

Продовження таблиці 2.3

Найменування речовини і компонентів	Одиниці вимірювання	Молекулярна маса	Поток 13	Реакція 1	Реакція 2
Циклогексан	кг	84,161	78809,259
	моль		936,411
	%		82,78%
Анолон	кг	99,152	80,518
	моль		0,812
	%		0,08%
Анол	кг	100,160	4034,848
	моль		40,284
	%		4,24%
Анон	кг	98,144	2012,951
	моль		20,510
	%		2,11%
Вода	кг	18,015	5513,147
	моль		306,031	1,203	0,772
	%		5,79%
Кисень	кг	31,998	143,143
	моль		4,474
	%		0,15%
Азот	кг	28,014	3345,971
	моль		119,439
	%		3,51%
Диоксид вуглецю	кг	44,009	0,000
	моль		0,000
	%		0,00%
Оксид вуглецю	кг	28,010	0,000
	моль		0,000
	%		0,00%
Адипінова кислота	кг	146,141	393,644
	моль		2,694	-0,602
	%		0,41%
Капронова кислота	кг	116,159	393,644
	моль		3,389		-0,772
	%		0,41%
Дициклогексиладипінат	кг	310,431	232,608
	моль		0,749
	%		0,24%
Сіль адипінової кислоти	кг	190,105
	моль			0,602
	%
Сіль капронової кислоти	кг	138,141
	моль				0,772
	%
Луг (NaOH)	кг	39,997	239,124
	моль		5,979	-1,203	-0,772
	%		0,25%
"Х"-масло	кг
	моль
	%
Разом:	кг		95198,856
	%		100,00%	0,00%	0,00%

Продовження таблиці 2.3

Найменування речовини і компонентів	Одиниці вимірювання	Молекулярна маса	Поток 14	Поток 15	Поток 16
Циклогексан	кг	84,161	78809,259	84521,950
	моль		936,411	1004,289
	%		82,78%	99,67%
Анолон	кг	99,152	80,518	84,802	383,447
	моль		0,812	0,855	3,867
	%		0,08%	0,10%	5,17%
Анол	кг	100,160	4034,848
	моль		40,284
	%		4,24%
Анон	кг	98,144	2012,951
	моль		20,510
	%		2,11%
Вода	кг	18,015	5548,727	67,841	6090,658
	моль		308,006	3,766	338,088
	%		5,83%	0,08%	82,12%
Кисень	кг	31,998	143,143
	моль		4,474
	%		0,15%
Азот	кг	28,014	3345,971	110,242
	моль		119,439	3,935
	%		3,51%	0,13%
Диоксид вуглецю	кг	44,009	0,000	8,480
	моль		0,000	0,193
	%		0,00%	0,01%
Оксид вуглецю	кг	28,010	0,000	8,480
	моль		0,000	0,303
	%		0,00%	0,01%
Адипінова кислота	кг	146,141	305,705
	моль		2,092
	%		0,32%
Капронова кислота	кг	116,159	304,024
	моль		2,617
	%		0,32%
Дициклогексиладипінат	кг	310,431	232,608
	моль		0,749
	%		0,24%
Сіль адипінової кислоти	кг	190,105	114,394		492,474
	моль		0,602		2,591
	%		0,12%		6,64%
Сіль капронової кислоти	кг	138,141	106,580		403,473
	моль		0,772		2,921
	%		0,11%		5,44%
Луг (NaOH)	кг	39,997	160,129		46,726
	моль		4,004		1,168
	%		0,17%		0,63%
"Х"-масло	кг
	моль
	%
Разом:	кг		95198,856	84801,796	7416,778
	%		100,00%	100,00%	100,00%

Продовження таблиці 2.3

Найменування речовини і компонентів	Одиниці вимірювання	Молекулярна маса	Поток 17	Поток 18	Поток 19	Поток 20
Циклогексан	кг	84,161	731,984		731,984
	моль		8,697		8,697
	%		15,58%		12,22%
Анолон	кг	99,152				383,447
	моль					3,867
	%					4,86%
Анол	кг	100,160	2348,173		2348,173
	моль		23,444		23,444
	%		49,98%		39,20%
Анон	кг	98,144	1212,612		1212,612
	моль		12,355		12,355
	%		25,81%		20,24%
Вода	кг	18,015		969,373	969,373	6562,419
	моль			53,809	53,809	364,275
	%			75,00%	16,18%	83,19%
Кисень	кг	31,998
	моль
	%
Азот	кг	28,014
	моль
	%
Диоксид вуглецю	кг	44,009
	моль
	%
Оксид вуглецю	кг	28,010
	моль
	%
Адипінова кислота	кг	146,141
	моль
	%
Капронова кислота	кг	116,159
	моль
	%
Дициклогексиладипінат	кг	310,431	218,937		218,937
	моль		0,705		0,705
	%		4,66%		3,65%
Сіль адипінової кислоти	кг	190,105				492,474
	моль					2,591
	%					6,24%
Сіль капронової кислоти	кг	138,141				403,473
	моль					2,921
	%					5,11%
Луг (NaOH)	кг	39,997		323,124	323,124	46,726
	моль			8,079	8,079	1,168
	%			25,00%	5,39%	0,59%
"Х"-масло	кг		186,520		186,520
	моль
	%		3,97%		3,11%
Разом:	кг		4698,226	1292,497	5990,723	7888,539
	%		100,00%	100,00%	100,00%	100,00%

Продовження таблиці 2.3

Найменування речовини і компонентів	Одиниці вимірювання	Молекулярна маса	Поток 21	Реакція	Поток 22	Поток 23
Циклогексан	кг	84,161	731,984		731,984	4022,826
	моль		8,697		8,697	47,799
	%		5,27%		5,27%	45,25%
Анолон	кг	99,152	383,447		383,447
	моль		3,867		3,867
	%		2,76%		2,76%
Анол	кг	100,160	2348,173		2488,952	2684,848
	моль		23,444	1,406	24,850	26,806
	%		16,92%		17,93%	30,20%
Анон	кг	98,144	1212,612		1212,612	1571,792
	моль		12,355		12,355	16,015
	%		8,74%		8,74%	17,68%
Вода	кг	18,015	7531,792		7531,792	424,064
	моль		418,084		418,084	23,539
	%		54,27%		54,27%	4,77%
Кисень	кг	31,998
	моль
	%
Азот	кг	28,014
	моль
	%
Диоксид вуглецю	кг	44,009
	моль
	%
Оксид вуглецю	кг	28,010
	моль
	%
Адипінова кислота	кг	146,141
	моль
	%
Капронова кислота	кг	116,159
	моль
	%
Дициклогексиладипінат	кг	310,431	218,937		0,777
	моль		0,705	-0,703	0,003
	%		1,58%		0,01%
Сіль адипінової кислоти	кг	190,105	492,474		626,074
	моль		2,591	0,703	3,293
	%		3,55%		4,51%
Сіль капронової кислоти	кг	138,141	403,473		403,473
	моль		2,921		2,921
	%		2,91%		2,91%
Луг (NaOH)	кг	39,997	369,850		313,633
	моль		9,247	-1,406	7,841
	%		2,66%		2,26%
"Х"-масло	кг		186,520		186,520	186,695
	моль
	%		1,34%		1,34%	2,10%
Разом:	кг		13879,262		13879,262	8890,224
	%		100,00%	0,00%	100,00%	100,00%

Продовження таблиці 2.3

Найменування речовини і компонентів	Одиниці вимірювання	Молекулярна маса	Поток 24	Поток 25	Поток 26	Поток 27
Циклогексан	кг	84,161	4021,292		4029,050	6032,491
	моль		47,781		47,873	71,678
	%		32,59%		45,32%	80,16%
Анолон	кг	99,152
	моль
	%
Анол	кг	100,160	2810,833	126,187	2693,738	521,522
	моль		28,063	1,260	26,894	5,207
	%		22,78%	2,29%	30,30%	6,93%
Анон	кг	98,144	1717,594	144,922	1580,682	597,530
	моль		17,501	1,477	16,106	6,088
	%		13,92%	2,63%	17,78%	7,94%
Вода	кг	18,015	3074,888	4759,836	383,169	374,020
	моль		170,685	264,215	21,269	20,762
	%		24,92%	86,38%	4,31%	4,97%
Кисень	кг	31,998
	моль
	%
Азот	кг	28,014
	моль
	%
Диоксид вуглецю	кг	44,009
	моль
	%
Оксид вуглецю	кг	28,010
	моль
	%
Адипінова кислота	кг	146,141
	моль
	%
Капронова кислота	кг	116,159
	моль
	%
Дициклогексиладипінат	кг	310,431
	моль
	%
Сіль адипінової кислоти	кг	190,105	166,577	166,963
	моль		0,876	0,878
	%		1,35%	3,03%
Сіль капронової кислоти	кг	138,141	149,302	129,493
	моль		1,081	0,937
	%		1,21%	2,35%
Луг (NaOH)	кг	39,997	194,957	182,943
	моль		4,874	4,574
	%		1,58%	3,32%
"Х"-масло	кг		203,594		203,586
	моль
	%		1,65%		2,29%
Разом:	кг		12339,037	5510,345	8890,224	7525,563
	%		100,00%	100,00%	100,00%	100,00%

Продовження таблиці 2.3

Найменування речовини і компонентів	Одиниці вимірювання	Молекулярна маса	Поток 28	Поток 29	Поток 30
Циклогексан	кг	84,161
	моль
	%
Анолон	кг	99,152
	моль
	%
Анол	кг	100,160	2344,899	1237,638	2336,183
	моль		23,412	12,357	23,325
	%		62,56%	75,25%	92,18%
Анон	кг	98,144	1216,304	407,064	11,912
	моль		12,393	4,148	0,121
	%		32,45%	24,75%	0,47%
Вода	кг	18,015
	моль
	%
Кисень	кг	31,998
	моль
	%
Азот	кг	28,014
	моль
	%
Диоксид вуглецю	кг	44,009
	моль
	%
Оксид вуглецю	кг	28,010
	моль
	%
Адипінова кислота	кг	146,141
	моль
	%
Капронова кислота	кг	116,159
	моль
	%
Дициклогексиладипінат	кг	310,431
	моль
	%
Сіль адипінової кислоти	кг	190,105
	моль
	%
Сіль капронової кислоти	кг	138,141
	моль
	%
Луг (NaOH)	кг	39,997
	моль
	%
"Х"-масло	кг		187,037		186,276
	моль
	%		4,99%		7,35%
Разом:	кг		3748,241	1644,702	2534,371
	%		100,00%	100,00%	100,00%

Продовження таблиці 2.3

Найменування речовини і компонентів	Одиниці вимірювання	Молекулярна маса	Поток 31	Поток 32
Циклогексан	кг	84,161
	моль
	%
Анолон	кг	99,152
	моль
	%
Анол	кг	100,160	9,703	2338,342
	моль		0,097	23,346
	%		4,95%	100,00%
Анон	кг	98,144
	моль
	%
Вода	кг	18,015
	моль
	%
Кисень	кг	31,998
	моль
	%
Азот	кг	28,014
	моль
	%
Диоксид вуглецю	кг	44,009
	моль
	%
Оксид вуглецю	кг	28,010
	моль
	%
Адипінова кислота	кг	146,141
	моль
	%
Капронова кислота	кг	116,159
	моль
	%
Дициклогексиладипінат	кг	310,431
	моль
	%
Сіль адипінової кислоти	кг	190,105
	моль
	%
Сіль капронової кислоти	кг	138,141
	моль
	%
Луг (NaOH)	кг	39,997
	моль
	%
"Х"-масло	кг		186,325
	моль
	%		95,05%
Разом:	кг		196,029	2338,342
	%		100,00%	100,00%