7. Производство сернокислого алюминия.

Белую глину (каолин) размалывают и шнековым питателем подают в реактор с мешалкой, где под действием серной кислоты протекают реакции:

Al₂O₃ + 3H₂SO₄  Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄  Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Температуру 60-70⁰С поддерживают с помощью охлаждающих змеевиков. Непревращенные оксиды и балластные примеси отделяют в виде шлака отстаиванием реакционной массы, а осветленный раствор подвергают упариванию. Горячий конденсат охлаждают для кристаллизации солей, которые отделяют фильтрованием. Маточный раствор возвращают на выпарную установку или рециркулируют в реактор.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему производства сернокислого алюминия. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

8. Производство аллилового спирта гидрированием пропаргилового спирта.

Пропаргиловый спирт (ПРПС) испаряют, пропуская через его слой перегретый водяной пар. Пароспиртовую смесь смешивают с водородом и пропускают при 140-150⁰С через контактный аппарат с никелевым катализатором. Протекает целевая реакция образования аллилового спирта, побочно образуется пропанол:

СНС-СН₂ОН + Н₂  СН₂=СН-СН₂ОН

СН₂=СН-СН₂ОН + 2Н₂  СН₃-СН₂-СН₂ОН

Реакционные газы охлаждают, непревращенный водород возвращают в процесс. Жидкие продукты разделяют ректификацией.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему производства аллилового спирта гидрированием пропаргилового спирта. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

9. Производство циклогексанона дегидрированием циклогексанола.

Циклогексанол поступает в систему испарителей-перегревателей, где нагревается до температуры реакции частично охлажденными топочными газами. Затем пары спирта пропускают через слой катализатора в трубах реактора. Реакционная смесь подогревается до 400-450⁰С топочными газами, циркулирующими в межтрубном пространстве.

По выходе из контактного аппарата газы охлаждают в холодильнике-конденсаторе. Полученный водный раствор разгоняют, выделяя целевой продукт и непревращенный спирт, который возвращают в процесс:

С₆Н₁₁ОН  С₆Н₁₀О + Н₂

С₆Н₁₁ОН  С₆Н₁₀ + Н₂О

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему производства циклогексанона дегидрированием циклогексанола. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

10. Производство акролеина.

Приготавливают смесь газообразного пропилена, кислорода и азота. Реакция протекает в аппарате типа теплообменника, трубы которого заполнены медным катализатором. При температуре 350⁰С и давлении 1 МПа протекает основная и побочные реакции:

С₃Н₆ + О₂  СН₂=СН-СНО + Н₂О

С₃Н₆ + 0,5О₂  (СН₃)₂СО

С₃Н₆ + 0,5О₂  СН₃СН₂СНО

Парогазовую смесь, выходящую из реактора, быстро охлаждают впрыскиванием воды и промывают в скруббере водой, извлекая образовавшиеся кислородсодержащие продукты. Газы сбрасывают в атмосферу, а водный раствор направляют на ректификацию для выделения аллилового спирта, ацетона и ацетальдегида.

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

11. Производство дивинила по С.В. Лебедеву.

Процесс протекает в ретортной печи, которая обогревается сжиганием природного газа. Горячие газы нагревают реторты, заполненные гетерогенным катализатором, на котором при температуре 450-500⁰С протекают следующие реакции:

2С₂Н₅ОН  СН₂=СН-СН=СН₂ + 2Н₂О + Н₂

2С₂Н₅ОН  (СН₃СН₂)₂О + Н₂О

С₂Н₅ОН  СН₃СНО + Н₂

В нижней части горячие топочные газы перегревают пары спирта, поступающие в реактор. Газообразная реакционная смесь охлаждается, при этом конденсируется не вошедший в реакцию спирт и часть эфира и альдегида. Дивинил выделяют из неконденсированных газов путем абсорбции, отгонки абсорбента, водной промывки и ректификации.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему производства дивинила по С.В. Лебедеву. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

12. Производство дихлорэтана хлорированием этилена.

Газообразный хлор и этилен после осушки раздельно подают в барботажный реактор, заполненный продуктами реакции. Растворяясь в продуктах, газы реагируют друг с другом:

С₂Н₄ + Сl₂  CH₂Cl-CH₂Cl

С₂Н₄ + 2Сl₂  CHCl₂-CHCl₂ + HCl

Температуру поддерживают не выше 50⁰С с помощью выносного холодильника. Унесенные из реактора продукты конденсируют и отделяют, газы промывают водой и сбрасывают в атмосферу. Жидкие продукты нейтрализуют раствором щелочи в противоточном экстракторе и направляют на ректификацию.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему производства дихлорэтана хлорированием этилена. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

13. Производство уксусной кислоты окислением ацетальдегида кислородом воздуха.

Охлажденный ацетальдегид смешивают с гомогенным катализатором и подают в нижнюю часть окислительной колонны. Сюда же параллельным потоком подают воздух. В процессе окисления протекают следующие реакции:

СН₃-СНО + 0,5О₂  CH₃CООН

3СН₃-СНО +3О₂  2 CH₃CООН + НСООН + Н₂О + СО₂

В колонне змеевиками охлаждения поддерживают температуру 60-75⁰С. Рабочее давление 0,4 МПа. Из парогазовой смеси, выходящей с верхней части колонны, конденсируют и возвращают в процесс непревращенный ацетальдегид. Жидкие продукты с верха колонны направляют на ректификацию, где от уксусной кислоты отделяют низкокипящие примеси и катализатор.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему производства уксусной кислоты окислением ацетальдегида кислородом воздуха. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.