Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химическая технология переработки газового сырья. Лабораторный практикум
.pdf
Коллоквиум 4
Производство изобутилена. Синтез алкил-трет-алкиловых
эфиров.
Дегидрирование изобутана. Выделение изобутилена из фракций
С4- углеводородов. Выделение изобутилена на ионобменных
катализаторах. Стадии процесса. Технология процесса.
Анитидетонаторы. Эффективность антидетонаторов. Требования к
антидетонаторам. Получение метил-трет-алкиловых эфиров.
Катализаторы процесса. Технологические основы процесса.
Процессы фирмы «ФИН» и НПО «Ярсинтез».
71
Библиографический список
1. Кирпичников П.А. Химия и технология мономеров для
синтетических каучуков / П.А. Кирпичников [и др.] − Л.: Химия,
1981. − 264 с.
2. Одабашян Г.В. Лабораторный практикум по химии и
технологии основного органического и нефтехимического синтеза
/ Г.В. Одабашян. − М.: Химия, 1982. − 240 с.
3. Адельсон С.В. Технология нефтехимического синтеза /
С.В. Адельсон, Т.П. Вишнякова, Я.М. Паушкин. − М.: Химия,
1985. − 608 с.
4. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного
органического и нефтехимического синтеза: учебник для вузов /
Н.Н. Лебедев. − 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1975. − 592
с.
5. Белов П.С. Практикум по нефтехимическому синтезу:
учеб. пособие для вузов / П.С. Белов, Т.П. Вишнякова, Я.М.
Паушкин. − 2-е изд., перераб. и доп. − М.: Химия, 1987. − 240 с.
6 Платэ Н.А. Основы химии и технологии мономеров / Н.А.
Платэ, Е.В. Сливинский. − М.: Наука: МАИК
«Наука/Интерпериодика», 2002. - 696 с.
7. Тимофеев В.С. Принципы технологии основного
органического и нефтехимического синтеза / В.С. Тимофеев, Л.А.
Серафимов. − М.: Высш. школа, 2003. − 536 с.
8. Брагинский О.Б. Нефтехимический комплекс мира / О.Б.
Брагинский. − М.: Академия, 2009. − 800 с.
9. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа.
Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов:
учебник для вузов / Е.В. Смидович. − 4-е изд., стереотип. – М.: ИД
Альянс, 2011. – 328 с.
10. Лапидус А.Л. Газохимия: учебное пособие / А.Л.
Лапидус, И.А. Голубева, Ф.Г. Жагафаров. – М.: ЦентрлитНефтеГаз, 2008. – 450 с.
11. Вержичинская С.В. Химия и технология нефти и газа:
учебное пособие / С.В. Вержичинская, Н.Г. Дигуров, С.А.
Синицин. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: ФОРУМ, 2012. – 400 с.
72
Приложение 1
Порядок оформления лабораторных работ
Лабораторная работа – небольшой научный отчет,
обобщающий проведенную студентом работу, которую
представляют для защиты преподавателю. К лабораторным
работам предъявляется ряд требований, основным из которых
является полное, исчерпывающее описание всей проделанной
работы, позволяющее судить о полученных результатах, степени
выполнения заданий.
В отчет по лабораторной работе должны быть включены
следующие пункты:
− название работы;
− цель работы;
− краткие теоретические сведения;
− описание экспериментальной установки и методики
эксперимента;
− экспериментальные результаты;
− анализ результатов работы;
− выводы.
Требования к содержанию отдельных частей отчета
по лабораторной работе
Приводится название и цель лабораторной работы. Далее
приводится краткое теоретическое описание изучаемого процесса
и необходимые расчетные формулы. Материал раздела не должен
копировать содержание методического пособия, а ограничивается
изложением химизма и условий проведения процесса.
При описании экспериментальной установки и методики
эксперимента приводится схема экспериментальной установки с
описанием ее работы и кратко излагается методика проведения
эксперимента, процесс получения данных и способ их обработки.
73
Экспериментальные результаты, полученные в ходе
проведения лабораторных работ, оформляются в виде таблиц и
графиков.
Анализ результатов работы должен содержать подробный
анализ полученных результатов, интерпретацию этих результатов.
Следует сравнить полученные результаты с известными
литературными данными. Если обнаружено несоответствие
полученных результатов и литературных данных, необходимо
обсудить возможные причины этих несоответствий.
В выводах кратко излагаются результаты работы,
полученные экспериментально, их зависимости от условий
эксперимента, указывается их соответствие или несоответствие,
возможные причины несоответствия.
Отчет по лабораторной работе оформляется в тетради или
на писчей бумаге стандартного формата А4 на одной стороне
листа, которые сшиваются в скоросшивателе или переплетаются.
Допускается оформление отчета по лабораторной работе
средствами Microsoft Office.
74
Приложение 2
A
A
A
A
Расчет показателей эффективности химического
производства и технологического процесса
Определение эффективности химического производства и
технологического процесса в нём производится по разным
показателям. Технические показатели определяют качество
химико-технологического процесса. Нефтегазохимические
процессы характеризуются следующими основными показателями:
Конверсия исходного сырья – количество превращенного
сырья (компонента сырья), отнесенное к загрузке реактора,
выраженное в процентах или долях единицы.
Рассмотрим простейшую реакцию А В + С, где В –
целевой продукт. Количество компонента А в загрузке реактора
равно
3
G
A
, в продуктах реакции
K
G
A
(кг/ч) или
N
3
A
и
N
K
A
(кмоль/ч). Тогда конверсию компонента А (в %) можно выразить
следующим образом:
3
K
GG
G
AA
3
K
3
K
NN
AA
N
G
пр
A
G
N
N
пр
A
100100100100
333
(1)
Конверсия характеризует степень превращения сырья в
целевые и побочные продукты и, в конечном счете, количество
непрореагировшего сырья, подлежащего рециркуляции.
Выход продукта – отношение реально получаемого
количества продукта из использованного сырья к максимальному
количеству, которое теоретически можно получить из того же
сырья. Например, на получение 1 т НNО3 реально расходуется 290296 кг NH3. Если аммиак полностью превратить в азотную
кислоту, его потребуется 270 кг. Выход продукта – 91-93%.
Неполнота выхода продукта зависит от неполноты превращения,
потерь, наличия примесей.
Выход целевого продукта в расчете на пропущенное сырье
– количество целевого продукта, отнесенное к загрузке реактора,
выраженное в % (мас.) или массовых долях.
75
Если количество целевого продукта GА (кг/ч), то выход
3
G
продукта В в расчёте на пропущенное сырье
G
B
G
100
3
A
. (2)
B
A
составит
Селективность – доля (или процент) превращенного сырья,
израсходованная на образование целевого продукта:
N
B
N
пр
A
100
. (3)
C
Селективность процесса характеризует степень полезного
использования сырья.
Масса сырья А, превращённого в продукт В:
)(
MNG
, (4)
ABBA
где МА – молярная масса вещества А (кг/кмоль).
Отсюда следует, что
C
G
G
A
пр
G
MN
AB
пр
A
)(
BA
N
N
B
100100100
пр
A
. (5)
Селективность также можно определить как отношение
выхода целевого продукта к его стехиометрическому выходу, или
как отношение количества целевого продукта к его
стехиометрическому количеству, которое могло бы образоваться
при отсутствии побочных реакций.
Если реакция идет без образования побочных продуктов, то
количество полученного продукта равно:
пр
A
ММGG /
АВ
, (6)
стех
B
а селективность:
стех
GGG /
BBB
. (7)
При этом значения селективности, рассчитанные по
стех
G
уравнениям (5) и (6) одинаковы. Подставим выражение для
В
из уравнения (6) в уравнение (7):
пр
NNMGMGC /)/(
BB
A
. (8)
пр
ABB
A
76
В литературе часто используют понятие «выход от
B
B
теоретического», подразумевая под этим селективность,
выраженную как отношение выхода целевого продукта к его
стехиометрическому выходу. Такое выражение селективности
(«выход от теоретического») неприменимо к обратимым реакциям,
так как в этом случае теоретическое или равновесное количество
вещества В равно:
p
BGG
. (9)
где
р
– равновесный выход продукта при данных условиях, доли
В
В
теор
стех
B
единицы.
Селективность равна:
Р
)/(
ВGGC
В
. (10)
стех
BBB
Селективность выражают в мольных долях или в
процентах.В технических расчетах под селективностью иногда
понимают выход целевого продукта в расчете на разложенное
сырье и выражают её в % (мас.) или массовых долях:
пр
GGС /
B
A
. (11)
/
Эта величина связана с селективностью, выраженной в
мольных долях, соотношением:
/
ММСС /
ВА
. (12)
Выражать селективность в массовых долях или процентах
удобно в тех случаях, когда молярные массы сырья и целевого
продукта близки, например, в процессах дегидрирования.
Если реагируют два и более вещества или образуется два и
более продуктов реакции, селективность определяют по каждому
из них.
Расходный коэффициент – расход сырья на получение одной
тонны целевого продукта. Расходный коэффициент показывает
количественно затраты на производство продукта, но не отражает
эффективности использования расходуемых компонентов.
Последняя определяется выходом продукта. Расходный
коэффициент рассчитывают на основании стехиометрического
расхода сырья на реакцию (или реакции), учитывая селективность
77
процесса (или его отдельных стадий), механические потери сырья
100/1
П
и продуктов, а также степень извлечения целевого продукта из
продуктов реакции. Стехиометрический расходный коэффициент
для реакции А В + С:
Расходный коэффициент с учетом селективности процесса:
Саа
/
стехС
где С / – селективность, % (мас.).
Для процессов, протекающих в несколько стадий, расходный
коэффициент рассчитывают, учитывая селективность каждой
стадии:
С учетом потерь расходный коэффициент равен:
где П – суммарные потери на всех стадиях, % (мас.).
Если потери отнесены к количеству целевого продукта, то
расходный коэффициент равен:
или
С
а
. (17)
ММа / . (13)
ВАстех
/1 СаС
).../(
СССаа
21 nстехС
а
С
. (15)
)100/1( Паа
, (16)
/
. (14)
В некоторых процессах для расчета расходных
коэффициентов пользуются не селективностью, а выходом
целевого продукта в расчёте на пропущенное сырье. Так
расходные коэффициенты рассчитывают для процессов, в которых
сырье представляет собой сложную смесь, а реакция идет с
большой глубиной. Примером такого процесса является пиролиз
бензина или газойлевых фракций, когда не представляется
возможным определить конверсию сырья. Расходный
коэффициент в этом случае равен:
3
BA
ПGGа
)100/1)(/(
. (18)
78
СОДЕРЖАНИЕ
Условные обозначения и сокращения
Введение
Лабораторная работа 1
Получение изопрена дегидрированием изоамиленов на
железооксидном катализаторе
Лабораторная работа 2
Получение стирола дегидрированием ЭБ на
железооксидном катализаторе
Лабораторная работа 3
Получение изопрена из изобутилена и формальдегида
Лабораторная работа 4
Получение изопрена из триметилкарбинола
(изобутилена) и триоксана (формальдегида)
Лабораторная работа 5
Получение БД из изопропилового спирта (пропилена) и
триоксана (формальдегида)
Лабораторная работа 6
Получение мономеров жидкофазным окислением УВ
Лабораторная работа 7
Получение изобутилена разложением ТМК
Лабораторная работа 8
Очистка углеводородного сырья от сернистых
соединений каталитическим окислением кислородом
воздуха
Заключение…………………………………………………. 69
Программа коллоквиумов………………………………… 70
Библиографический список……………………………….. 72
Приложения 73
3
4
7
20
26
34
40
48
58
62
79
УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ
Подписано в печать
6.03.2015
Бумага офсетная
Печать Riso
4,65
усл. печ. л.
5,0
уч.-изд. л.
Тираж 100 экз.
Заказ «С»
20
Офсетная лаборатория Казанского национального
Ахмедьянова Раиса Ахтямовна
Рахматуллина Алевтина Петровна
Юнусова Лилия Марсельевна
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
ПЕРЕРАБОТКИ ГАЗОВОГО СЫРЬЯ
Ответственный за выпуск проф. Е. Н. Черезова
Формат 6084 1/16
Издательство Казанского национального исследовательского
технологического университета
исследовательского технологического университета
420015, Казань, К. Маркса, 68
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]