1. Производство кальцинированной соды.

Раствор поваренной соли насыщают газообразным аммиакомв абсорбционной колонне барботажного типа. Аммонизированный рассол попадают в верхнюю часть карбонизационной колонны, а в нижнюю и среднюю ее части с помощью компремссоров – двуокись углерода. В результате реакции при температуре 60-65⁰С образуется суспензия бикарбоната натрия:

NaCl + NH₃ + H₂O + CO₂  NaHCO₃ + NH₄Cl

Суспензию отводят из нижней части колонны, где поддерживается температура около 30⁰С. Бикарбонат отфильтровывают на вращающихся барабанных вакуум-фильтрах и транспортером подают в барабанные печи кальцинации. При температуре 140-170⁰С протекает реакция:

2NaHCO₃  Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

Кальцинированную соду отправляют на склад, а газы кальцинации добавляют в поток СО₂, поступающий на карбонизацию.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему получения кальцинированной соды аммиачным методом. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

2. Производство этанола методом сернокислотной гидратации этилена.

Свежую этан-этиленовую фракцию (ЭЭФ) и рециркулирующий газ, сжатые до 8 МПа, смешивают с водой. Смесь подогревают до 200⁰С за счет горячих реакционных газов. Далее пары перегревают до 290⁰С в трубчатой печи и подают в гидратор, где в присутствии гетерогенного катализатора протекают реакции:

С₂Н₄ + H₂O  С₂Н₅ОН

2С₂Н₅ОН  (С₂Н₅ )₂О + H₂O

Реакционные газы нейтрализуются раствором щелочи и в теплообменниках отдают свое тепло исходной смеси. В результате охлаждения образуется конденсат, который отделяют в сепараторе. Неконденсирующиеся газы дополнительно охлаждают и компрессором снова направляют на реакцию. Водный раствор из сепаратора дросселируют до 0,5-0,6 МПа для отделения растворенных газов и направляют на ректификацию.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему производства этанола методом сернокислотной гидратации. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

3. Хлорирование метана.

В поток природного газа добавляют хлор и направляют в хлоратор, где при температуре 400-450⁰С протекают реакции:

СН₄ + Сl₂  CH₃Cl + HCl

CH₃Cl + Сl₂  CH₂Cl₂ + HCl

Для получения высших хлорзамещенных продуктов реакционную смесь охлаждают. Метан и CH₃Cl возвращают в реактор, неконденсированные продукты после очистки от хлороводорода пропускают через следующий реактор для фотохимического хлорирования при температуре 30-40⁰С:

CH₂Cl₂ + Сl₂  CHCl₃ + HCl

CHCl₃ + Сl₂  CCl₄ + HCl

После промывки водой от хлороводорода продукты разделяют дистилляцией.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему процесса хлорирования метана. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.