
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Оптимизация процесса получения уксусной кислоты

Работа №	107364
Тип работы	Бакалаврская работа
Предмет	химия
Объем работы	64
Год сдачи	2019
Стоимость	3850 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	70

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1Технологии получения уксусной кислоты
1.1.1Получение уксусной кислоты окислением ацетальдегида
1.1.2Получение уксусной кислоты и уксусного ангидрида окислением ацетальдегида
1.1.3Получение уксусной кислоты жидкофазным окислением бутана
1.2Получение уксусной кислоты карбонилированием метанола
1.2.1Физико-химические основы процесса карбонилирования метанола
1.2.2Сравнение катализаторов получения уксусной кислоты карбонилированием метанола
1.2.3Характеристика сырья и готовой продукции
1.3Аналитический контроль процесса
2ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1Описание технологическиой схемы процесса получения уксусной кислоты каронилированием метанола на родиевых катализаторах
2.2Описание технологической схемы процесса получения уксусной кислоты карбонилированием метанола на иридиевых катализаторах
2.3Усовершенствование процесса получения уксусной кислоты
3РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
3.1Материальный баланс процесса
3.2Энергетический баланс процесса
4БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

Одной из первой обнаруженной людьми кислот стала уксусная кислота. Открытие это было случайным - вследствие получения уксуса при скисании вина.
Уксусная кислота была одним из первых органических соединений, полученных из неорганических, немецким химиком Адольфом Кольбе в 1847 году. Получение проходило в несколько стадий, которые включали в себя хлорирование сероуглерода до тетрахлорметана, и последующий пиролиз тетрахлорметана до тетрахлорэтилена. Следующей стадией получали трихлоруксусную кислоту хлорированием в воде, которая превращалась в уксусную кислоту методом электролитического восстановления.
На рубеже 19-20 веков большую часть уксусной кислоты получали из древесины методом перегонки. Лидером в выпуске кислоты в это время была Германия (более 10 тысяч тонн кислоты за 1910 год, треть этого количества расходовалось на производство красителя индиго) [1].
Уксусная кислота находит применение в пищевой промышленности, она является добавкой Е260, ее используют в кулинарии, при консервировании и как средство избавления от накипи. Однако количество, используемое в качестве уксуса, несоизмеримо мало с количеством применяемом в крупнотоннажном химическом производстве.
Ее используют в качестве растворителя, в том числе для производства ацетилцеллюлозы и ацетона, в крашении, при получении фармацевтических препаратов, в книгопечатании, производстве душистых веществ. При проведении окисления органических веществ уксусную кислоту часто используют в качестве реакционной среды. Из примеров лабораторного синтеза - это окисление органических сульфидов пероксидом водорода, промышленного — окисление пара-ксилола кислородом воздуха в терефталевую кислоту [2].
Одним из промышленных способов получения уксусной кислоты является каталитическое карбонилирование метанола.
Целью дипломного проекта является - оптимизация процесса получения уксусной кислоты.
В связи с поставленной целью решаются следующие задачи:
1.Изучить способы получения уксусной кислоты;
2.Изучить физико-химические основы процесса (химизм, механизм, катализаторы) получения уксусной кислоты карбонилированием метанола;
3.Рассмотреть требования к сырью процесса и продуктам карбонилирования;
4.Привести описание технологической схемы процесса карбонилирования;
5.Подобрать вариант модернизации улучшения технологической схемы стадии получения метанола и диоксида углерода;
6.Произвести технологические расчеты материального и теплового баланса реактора карбонилирования;
7.Рассмотреть план аналитического контроля процесса;
8.Оценить безопасность и экологичность процесса.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

Основными выводами и результатами выпускной квалификационной работы является:
1.Изучены способы получения уксусной кислоты. Наиболее экономически выгодным и применяемым является процесс получения уксусной кислоты карбонилированием метанола. Технология обладает высокой эффективностью как с точки зрения селективности по целевому продукту, так и по конверсиям за один проход;
2.Рассмотрены физико-химические основы процесса синтеза уксусной кислоты из метанола (химизм, механизм и катализаторы процесса), а также характеристики сырья и продуктов синтеза. Выбран наиболее эффективный катализатор для процесса карбонилирования - иридиевый катализатор. Данный катализатор имеет высокую стабильность при низких концентрациях воды, большую устойчивость к дефициту СО и высокой температуре. При такой технологии образуется мало иодорганических примесей;
3.Представлена технологическая схема карбонилирования метанола с родиевым и иридиевым катализатором, приведены их описания;
4.Подобран вариант модернизации улучшения технологической схемы стадии получения метанола и диоксида углерода. Производится модификация одной установки парового реформинга для увеличения производства монооксида углерода в потоке синтез-газа;
5.Произведен расчет материального баланса процессов с родиевым и иридиевым катализаторами. Найдено количество исходных реагентов, необходимое для обеспечения заданной производительности установки;
6.Рассчитан тепловой баланс процессов с родиевым и иридиевым катализаторами. Определено количество теплоносителя, необходимого для снятия избыточного тепла процесса;
7.Рассмотрены методы аналитического контроля производства, а также вопросы безопасности и экологичности процесса.

Литература

1.Handbook of Chemistry and Physics / W. M. Haynes — 95 — Boca Raton: CRC Press, 2014. — P. 6-182. — ISBN 978-1-4822-0868-9
2.Cheung, Hosea; Tanke, Robin S.; Torrence, G. Paul, "Acetic Acid", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, doi: 10.1002/14356007.a01_045.pub2
3.Реутов О. А. Органическая химия. — М.: Изд-во МГУ, 1999. — Т. 4.
4.Ходаков Ю. В., Эпштейн Д. А., Глориозов П. А. § 8. Реакции ионного обмена // Неорганическая химия. Учебник для 9 класса. — 7-е изд. —
М.: Просвещение, 1976. — С. 15—18. — 2 350 000 экз.
5.Jones, R.E.; Templeton, D.H. (1958).“The crystal structure of acetic acid”. ActaCrystallogr. 11 (7): pp. , 484—
87. DOI:10.1107/S0365110X58001341.
6.Справочникнефтехимика. Вдвухтомах. Т.2/ Под ред. С.К. Огородникова. - Л.: Химия, 1978. - 592 с.
7.Автореферат диссертации. Высокоэффективные родиевые катализаторы карбонилирования олефинов и кислородсодержащих соединений. Ко- лесниченкоНаталияВасильевна. Москва 2006.
8.M.S. Kazantsev, M.V. Luzgin, G.G. Volkova, A.G. Stepanov, Carbonylation of dimethyl ether on Rh/Cs2HPW12O40: Solid-state NMR study of the mechanism of reaction in the presence of a methyl iodide promoter // J. Catal. 2012, 291, 9-16.
9.M.V. Luzgin, M.S. Kazantsev, G.G. Volkova, Wei Wang, A.G. Stepanov, Carbonylation of dimethyl ether on solid Rh-promoted Cs-salt of Keggin 12- H3PW12O40: A solid-state NMR study of the reaction mechanism // J. Catal. 2011, 277, 72-79
10.ТУ 6-02-7-10186. Углеродаоксидгазообразный. 1986.
11.ГОСТ 2222-95. Метанолтехнический. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2008.
12.ГОСТ 19814-74. Кислота уксусная синтетическая и регенерированная. Технические условия (с Изменениями N 1, 2). - М.: Изд-во стандартов, 1984.
13.Патент РФ № 2493142. Получение уксусной кислоты посредством карбонилирования с повышенной реакционной способностью и мгновенным испарением /СКЕЙТС Марк О./СЕЛАНИЗ ИНТЕРНЭШНЛ КОРПОРЕЙШН, 2013.
14.Патент РФ № 2393108. Приготовление синтез-газа для синтеза уксусной кислоты путём частичного окисления метанольного сырья / ТИБОТ ДаниэлМарсел / АСЭТЕКС (КИПР) ЛИМИТЕД, 2010.
15.Патент РФ № 2353608. Интегрированный способ производства уксусной кислоты и метанола / ТИБОТ ДаниэлМарсел / АСЭТЕКС (КИПР) ЛИМИТЕД, 2009...