20. Производство фталевого ангидрида окислением нафталина кислородом воздуха в паровой фазе.

Подогретый до 100⁰С воздух барботируют через слой расплавленного нафталина и насыщают его парами. Смесь разбавляют дополнительным количеством воздуха и направляют в трубчатый контактный аппарат, где на неподвижном катализаторе при 370-450⁰С протекают реакции окисления:

C₁₀H₈ + 4,5О₂  C₆H₄(СО)₂О + 2Н₂О + 2СО₂

C₁₀H₈ + 1,5О₂  C₁₀H₆О₂ + Н₂О

C₆H₄(СО)₂О + 4,5О₂  (CH₂)₂(СО)₂О + Н₂О + 4СО₂

Теплоту реакции отводят расплавом солей, заполняющим межтрубное пространство. Контактные газы охлаждают в котле-утилизаторе до 160-170⁰С. Целевой продукт вымораживают на внешней поверхности труб масляного холодильника. После этого поток газа переключают на другой холодильник, а в первый подают горячее масло для расплавления фталевого ангидрида, стекающего в сборник. Товарный продукт выделяют вакуумной дистилляцией.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему получения фталевого ангидрида окислением нафталина кислородом воздуха в паровой фазе. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

21. Производство этиленгликоля окислением этилена кислородом воздуха с последующим гидролизом полученного оксида.

Атмосферный воздух и этан-этиленовую фракцию (ЭЭФ) сжимают до 1,5 МПа, смешивают между собой и подают в трубчатый реактор с серебряным катализатором. При температуре 250⁰С протекает окисление этилена:

C₂H₄ + 0,5О₂  C₂H₄О

Выходящие реакционные газы отдают тепло смеси, поступающей на реакцию, дополнительно охлаждаются и из них водой поглощают оксид этилена. Остаточный газ сбрасывают в атмосферу, а водный раствор оксида этилена подогревают до 150-200⁰С и подают в адиабатический гидратор колонного типа, где протекают следующие реакции:

C₂H₄О + Н₂О  C₂H₄(ОН)₂

2C₂H₄О + Н₂О  НО(CH₂)₂О(СН₂)₂ОН

Реакционную массу дросселируют и охлаждают. Газовую фазу отделяют в сепараторе и выводят из системы, а из жидкости отгоняют воду. Органические продукты разгоняют в вакууме для получения товарного этиленгликоля (ЭГ).

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему производства этиленгликоля окислением этилена кислородом воздуха с последующим гидролизом полученной окиси. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

22. Производство этаноламинов из оксида этилена.

Этаноламины получают при температуре 40-65⁰С и давлении 0,3 МПА пропусканием парообразного оксида этилена через аммиачную воду в аппарате барботажного типа:

C₂H₄О + NН₃  (CH₂)₂ОHNН₂

(CH₂)₂ОHNН₂ + C₂H₄О  (CH₂)₄(ОH)₂NН

(CH₂)₄(ОH)₂NН + C₂H₄О  (CH₂)₆(ОH)₃N

C₂H₄О + Н₂О  (CH₂)₂(ОH)₂

Теплоту реакции отводят с помощью змеевиков, в которых циркулирует охлажденный рассол. На выходе из реактора смесь подогревают и отгоняют избыток аммиака и воду. Смесь этаноламинов разделяют фракционированной дистилляцией.

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