Получение стирола из этилбензола - Курсовая работа

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине: «Химическая технология органических веществ» Курсовой проект содержит описание стирола, его физических и химических свойств, методов его получения, технико-технологические расчеты.1.3 Методы осуществления процесса 1.5 Основные факторы, влияющие на процесс 1.6 Физико-химические основы процесса 2.3 Тепловой расчетДля строительства установки получения стирола из этилбензола выбираем территорию бывшего завода ленинского ГНПК. Выбор данного места строительства экономически целесообразен: - достаточная сырьевая база: олефины - бензол получают на восстановленной установке пиролиза;Стирол смешивается с большинством органических растворителей, например, с низшими спиртами, ацетоном, эфиром, сероуглеродом; в многоатомных спиртах растворим ограниченно. На воздухе стирол окисляется с образованием перекисей, инициирующих полимеризацию стирола, бензальдегида и формальдегида. Количественно стирол определяют присоединением уксуснокислой ртути к виниловой связи с последующим титрованием ртути в продукте присоединения раствором роданистого аммония. Стирол инертен по отношению к конструкционным материалам за исключением меди и ее сплавов, которые растворяются в стироле и окрашивают его. Для более полного превращения этилбензола в стирол понижают парциальное давление паров этилбензола, разбавляя его водяным паром (массовое отношение водяной пар: этилбензол 3-3, 5: 1).Массовую долю водяного пара в образующейся парогазовой смеси находят по формуле: WH2O = [?H20•MH2O/( ?H20•MH2O ?ЭБМЭБ)] •100, где ?H20 и ?эб - парциальные давления паров воды и этилбензольной фракции при температуре кипения; MH2O и Мэб - молярные массы воды и этилбензольной фракции. Расход водяного пара определяют из уравнения теплового баланса узла смешения: мп (hп?-hп??)= мг (hг??-hг?), где мп и мг - массовый расход газовой смеси и поступающего водяного пара, кг/ч; hг? и hп? - энтальпия газовой смеси и водяного пара до смешения, КДЖ/кг; hг??и hп?? - энтальпия газовой смеси и водяного пара после смешения, КДЖ/кг. Принимают следующие значения температуры, °С: парогазовой смеси после перегревателя - 560; водяного пара, поступающего из промежуточного теплообменника - 650; парогазовой смеси на входе в реактор - 620. Предварительно определяют парциальное давление паров воды в парогазовой смеси: ?H20 = 0, 46•0, 4638 = 0, 2 МПА, где 0, 46 - давление парогазовой смеси, МПА; 0, 4638 - молярная доля паров воды в смеси. Для упрощения расчета принимают, что на первой ступени протекает только основная (целевая) реакция конверсии этилбензола, при этом расходуется этилбензола: 783, 357•0, 32 = 250, 674 кмоль/ч или 250, 674•106 = 26571 кг/ч, где 0, 32 - степень конверсии этилбензола в стирол на первой ступени дегидрирования.В курсовом проекте была рассмотрена технология производства стирола из этилбензола. Во введении рассмотрена и описана актуальность производства стирола. В аналитическом обзоре произведен обзор основных свойств стирола и существующих способов его производства. Рассчитан и составлен материальный баланс получения стирола из этилбензола.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Пояснительная записка

1.1 Обоснование места строительства установки

В курсовом проекте была рассмотрена технология производства стирола из этилбензола.

Во введении рассмотрена и описана актуальность производства стирола.

В аналитическом обзоре произведен обзор основных свойств стирола и существующих способов его производства.

Технологическая часть включает в себя описание химизма процесса, характеристику сырья, подробное описание технологической схемы. Также рассмотрено влияние температуры на процесс получения стирола.

Рассчитан и составлен материальный баланс получения стирола из этилбензола. В итоге выполнения нефте-технологических расчетов получены следующие результаты: На первой ступени процесса расход этилбензола составляет 26571кг/ч, При этом образуется: стирола: 26070 кг/ч;

водорода: 501 кг/ч.

На второй ступени дегидрирования реагирует этилбензола 20711 кг/ч;

При этом образуется: стирола: 20321 кг/ч;

водорода: 391 кг/ч.

Расходный коэффициент по этилбензолу: 1, 158 кг/кг.

Температура парогазовой смеси, °С: на входе в реактор - 620; на выходе из первой ступени - 530-540; на входе во вторую ступень реактора - 620; на выходе из реактора- 570-590.

Тепловой поток парогазовой смеси на входе в реактор составляет 103512, 31 КВТ.

Температура парогазовой смеси равна 816 К или 543 °С.

Температура парогазовой смеси на выходе из первой ступени катализа соответствует оптимальному технологическому режиму реактора, следовательно, степень конверсии этилбензола (0, 31) принята верно.

Переработка отходов и побочных продуктов производства способствует повышению эффективности действующих производств, создает хорошие предпосылки к внедрению малоотходных и безотходных «чистых» технологий, снижению загрязненности окружающей природной среды. Многие промышленные отходы и побочные продукты могут быть повторно использованы для получения новой или модификации ранее выпускаемой продукции.

Работы, посвященные целенаправленному использованию отходов производств и продуктов их переработки в различных композициях, приобретают особую актуальность в условиях экономии сырьевых ресурсов.

В мире, наблюдается положительная динамика роста производства стирола. Это происходит благодаря тому, что спрос на этот продукт в мире растет, как следствие растет и количество предприятий выпускающих стирол. С внедрением новых технологий себестоимость стирола, за последние 5 лет, упала в среднем на 5, 8%, это положительно отозвалось на объеме его продаж. Стирол является химическим сырьем для производства различных полимеров. Его потребление мировой экономикой имеет большие масштабы. Конечно же, большая часть выпускаемого стирола расходуется на производство полистирола - полимера, очень удобного для переработки его в изделия методом литья под давлением. Из всего вышесказанного следует, что производство стирола является важным актуальным производством химической промышленности.

ВВЕДЕНИЕ

Стирол C6H5CH=CH2 - один из важнейших продуктов нефтехимии, сырье для получения полимеров (полистирол, синтетический каучук) и сополимеров (ударопрочный полистирол на основе акрилонитрила и бутадиена).

Стирол был открыт Симоном еще в 1839 г., но вплоть до 1930г. мономерный стирол и полистирол представлял собой в большей или меньшей мере лабораторные редкости. В Германии к разработке программы промышленного производства стирола приступили примерно в 1930г.; в США одна из фирм пыталась организовать производство стирола в промышленном масштабе еще в 1925г., однако вскоре это производство было прекращено. Примерно в 1930г в США также были предприняты исследовательские работы по изысканию лучшего метода производства, что, в конце концов, привело к выпуску стирола в крупном промышленном масштабе по сравнительно низкой цене. Массовое производство стирола было начато в 1937 г.

В настоящее время производство стирола - крупнотоннажное, единичная мощность современных агрегатов составляет 150-300 тысяч тонн стирола в год. Первоначально стирол в США получали дегидрохлорированием монохлорэтилбензола, в свою очередь получавшегося хлорированием этилбензола. Этилбензол синтезировали путем алкилирования бензола хлористым этилом по Фриделю - Крафтсу. Полученный таким способом продукт, содержал атом хлора в ядре, что приводило к окрашиванию. Кроме того, себестоимость продукта тоже была высокой.

Существует множество способов получения стирола, но эти способы не востребованы, так как применение высоких температур и давлений приводит к удорожанию продукта, а выход составляет не более 50% от теоретического. Основным промышленным способом производства стирола является, в настоящее время, дегидрирование этилбензола. Перспективным может быть получение стирола из фракции C8 пиролизной смолы.

В данной работе представлено экономическое обоснование стадии синтеза стирола, а именно стадии дегидрирования этилбензола.1. Гутник С.П., Сосонко В.Е., Гутман В.Д. Расчеты по технологии органического синтеза. - М.: Химия, 1988.

2. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. 3-е изд., перераб. - М.: Химия, 1981 г. - 608 с.

3. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного огганического и нефтехимического синтеза: Учебник для вузов. 4-е изд., - М. Химия, 1988 - 592 с.

4. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию / Под ред. Ю. И. Дытнерского.- М.: Химия, 1991.

5. Уорд А.Л., Роберст У. Дж. Стирол.- В кн.: Мономеры.- М.: Иностранная литература, 1953.- С. 165-263.

6. Лычкин И.П., Петыхин Ю.М., Филимонова О.Н. Совершенствование безотходной технологии переработки кубовых остатков ректификации стирола (КОРС) // Нефтепереработка и нефтехимия.- М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1995. № 11.- С. 29-31.

7. Фоменко А.И., Терехин P.M. К вопросу рекуперации кубового остатка ректификации стирола // Промышленность синтетического каучука.- М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1983. № 2.- С. 5-7.

8.

9. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-52/9.htm

Размещено на .ru