«Алкилирование изобутана изобутиленом до 2,2,4-триметилпентана (изооктана)» - Курсовая работа

Содержание

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 3

1.1 Физико-химические свойства сырья 4

1.2 Физико-химические свойства целевого продукта и его применение 5

1.4 Исторически очерк производства 8

1.5 Основные промышленные способы производства 9

1.6 Проблемы экологии и правила безопасности при производстве 11

1.7 Технологическая схема и краткое описание процесса производства 12

1.8 Основные технологические параметры влияющие на процесс 15

1.9 Основной аппарат (реактор) 17

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 19

2.1 Исходные проектные данные 19

2.2 Расчет материального баланса. 20

2.3 Таблица материального баланса 22

2.4 Технологические показатели процесса 22

2.5 Предложения по снижению себестоимости целевого продукта 23

2.6 Предложения по улучшению качества целевого продукта 23

2.7 Совершенствование техноогического процесса 24

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 27

Введение

Изооктан, называемый по систематической номенклатуре 2,2,4-триметилпентан, СН3С(СН3)2СН2СН(СН3)СН3, структурная формула:

Изооктан – один из 9 изомеров октана. Октан относится к предельным (метановым) углеводородам (алканы, парафины). В переводе с латыни parum означает мало, а affinus – имеющий сродство. Название указывает на химическую инертность метановых углеводородов.

Предельными насыщенными углеводородами называют такие соединения углерода с водородом, в молекулах которых каждый атом углерода затрачивает на соединение с любым соседним углеродным атомом не более одной валентности, причем все свободные (не затраченные на соседние с углеродными атомами) его валентности насыщены водородом. Все атомы углерода находятся в sp3 – гибридном состоянии.

Изооктан имеет форму многугольников, цепи закрыты и не свободны. Благодаря такой форме он мало поддается детонации. Горит медленно.

Изооктан получают взаимодействием изобутана с изобутиленом. Добавка к авиационным бензинам, повышающая их антидетонационные свойства; эталон при определении детонационной стойкости моторных топлив, растворитель.

Октановое число - условная количественная характеристика стойкости к детонации моторных топлив, применяемых в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания. Октановое число численно равно процентному (по объему) содержанию изооктана (октановое число которого принято за 100) в его смеси с н-гептаном (октановое число равно 0), эквивалентной по детонационной стойкости испытуемому топливу при стандартных условиях

Выдержка из текста работы

Технологическая схема алкилирования изобутана изобутиленом представлена на рисунке 1. В алкилатор 4 (в первую секцию слева) поступают жидкий изобутан, оборотная и свежая серная кислота; в каждую секцию подают жидкий изобутилен. За счет выделяющегося тепла часть избыточного изобутана испаряется; его пары попадают в емкость 2, служащую одновременно ресивером и сепаратором. Газ из этой емкости непрерывна забирается компрессором 1, сжимается до 0,6 МПа и при этом давлении конденсируется в водяном холодильнике 3. В дроссельном вентиле 5 снижают давление до рабочего (ок. 0,2 МПа), причем часть изобутана при дросселировании испаряется и разделяется в емкости 2.

Заключение

Промышленный процесс алкилирования изобутана бутиленами для получения смеси изомерных октанов (рис. 2.3), проводимый в присутствии фтористого водорода, состоит в следующем. Исходную смесь изобутана и бутиленов (весовое соотношение 7:1), предварительно осушенную силикагелем или алюмогелем, направляют в контактные аппараты 1 в них же подают жидкий фтористый водород. Весовое соотношение фтористый водород: углеводород в реакционной зоне составляет 1,2:1. Процесс алкилироваиия проводят при перемешивании под давлением 10-11 ат. при 30 - 40°С. Для регулирования температурного режима в змеевики кон:тактных аппаратов подают охлажденную воду. Продолжительность контакта реагирующих веществ составляет около 15 мин. Из контактных аппаратов смесь углеводородов и жидкого фтористого водорода поступает в отстойник 2, где она расслаивается. Фтористый водород из нижней части отстойника перекачивают в аппарат 12 на регенерацию, а углеводороды поступают в колонну 3 (депропанизатор) для отгонки пропана, обычно содержащегося в исходном сырье. Углеводороды, вытекающие из нижней части колонны 3, проходят заполненные бокситом колонны 6 для удаления следов фтористого водорода, после чего поступают в колонну 7 (деизобутанизатор), где происходит отгонка непрореагировавшего изобутана. Сконденсировавшийся изобутан перетекает в сборник 8, откуда возвращается в контактные аппараты 1. Кубовый остаток из деизобутанизатора 7 направляют в колонну 9 (дебутанизатор) для отгонки н-бутана. Кубовый остаток из дебутанизатора, состоящий; из продуктов алкилирования (алкилат), подвергают ректификации в колонне 10. Дистиллят, отгоняемый из этой колонны в интервале, 84 - 188° С, является хорошим моторным топливом (октановое число 90). Кубовый остаток из колонны 10 перегоняется в пределах 213 - 324°С. Он также может быть использован как горючее для двигателей внутреннего сгорания.

Список литературы

1. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. Изд. 2-е, пер. М., «Химия», 2005, 736 с.

2. Юкельсон И.И. Технология основного органического синтеза. М.: «Химия», 2008, 846 с.

3. Общая химическая технология / Под ред. А.Г.Амелина. М.: «Химия», 2007, 400 с.

4. Расчеты химико-технологических процессов / Под ред. И.П.Мухленова. Л.:Химия, 2009, 300 с.

5. С.И. Вольфкович Общая химическая технология. М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы. 2009, 633с.

6. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия: Учебник для вузов.// Под ред. Стадничука М.Д. – 5-е изд. перераб. и доп. – СПб.: «Иван Федоров», 2002. – 624 с.

Примечания

Чертеж схемы А4