📄Работа №108274
Тема: Разработка способа получения циклопентанона на основе водно-кислых стоков производства капролактама
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
химия
Объем:
63 листов
Год:
2021
Просмотров:
54
4760
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 8
1 Литературный обзор 10
1.1 Способы получения циклопентанона 10
1.2 Производство капролактама в России 13
1.2.1 Характеристика водно-кислого стока производства капролактама . 16
1.3 Выделение адипиновой кислоты из водно-кислого стока 17
1.4 Промышленное производство адипиновой кислоты 20
1.5 Получение кальциевых солей адипиновой кислоты 24
1.6 Термическое разложение кальциевых солей адипиновой кислоты 24
1.7 Синтез циклопентена 28
1.8 Применение целевого продукта пиролиза 30
1.9 Анализ продукта, полученного в результате пиролиза 31
1.9.1 Хроматографический метод анализа 31
1.9.2 Инфракрасная спектроскопия 33
1.9.3 Спектоскопия ядерного магнитного резонанса 35
2 Экспериментальная часть 37
2.1 Постановка задач экспериментального исследования 37
2.2 Получение кальциевых солей адипиновой кислоты 38
2.3 Пиролиз кальциевых солей адипиновой кислоты 38
2.4 Анализ продукта пиролиза методами ИК- и ЯМР спектрометрии 42
2.5 Синтез циклопентена 44
2.6 Расчеты технологических процессов 47
2.6.1 Расчет материального баланса 47
2.6.2 Расчет теплового баланса 50
2.6.3 Подбор печи пиролиза. Конструкционный расчет аппарата 53
Заключение 57
Список используемых источников 59
Приложение
1 Литературный обзор 10
1.1 Способы получения циклопентанона 10
1.2 Производство капролактама в России 13
1.2.1 Характеристика водно-кислого стока производства капролактама . 16
1.3 Выделение адипиновой кислоты из водно-кислого стока 17
1.4 Промышленное производство адипиновой кислоты 20
1.5 Получение кальциевых солей адипиновой кислоты 24
1.6 Термическое разложение кальциевых солей адипиновой кислоты 24
1.7 Синтез циклопентена 28
1.8 Применение целевого продукта пиролиза 30
1.9 Анализ продукта, полученного в результате пиролиза 31
1.9.1 Хроматографический метод анализа 31
1.9.2 Инфракрасная спектроскопия 33
1.9.3 Спектоскопия ядерного магнитного резонанса 35
2 Экспериментальная часть 37
2.1 Постановка задач экспериментального исследования 37
2.2 Получение кальциевых солей адипиновой кислоты 38
2.3 Пиролиз кальциевых солей адипиновой кислоты 38
2.4 Анализ продукта пиролиза методами ИК- и ЯМР спектрометрии 42
2.5 Синтез циклопентена 44
2.6 Расчеты технологических процессов 47
2.6.1 Расчет материального баланса 47
2.6.2 Расчет теплового баланса 50
2.6.3 Подбор печи пиролиза. Конструкционный расчет аппарата 53
Заключение 57
Список используемых источников 59
Приложение
📖 Введение
Синтетическое полиамидное волокно полиамид-6, представителями которого являются капрон и нейлон, получают в процессе полимеризации производного е-аминокапроновой кислоты - капролактама. В настоящее время основным методом получения капролактама является многостадийный процесс, представляющий собой жидкофазное окисление циклогексана.
В процессе производства капролактама после выделения целевого продукта при водной отмывке реакционной массы образуются водно-кислые стоки, которые в дальнейшем подвергаются утилизации сжиганием. В таких стоках скапливается большое количество побочных кислородсодержащих продуктов, многие из которых не находят практического применения.
К одному из таких продуктов относится адипиновая кислота, которая активно используется в качестве сырья в производстве синтетических волокон (полиамиды и полиуретаны), в производстве средств для удаления накипи, в производстве различных красителей и эфиров, в качестве пластификатора при получении пластмасс, в производстве синтетического полимера - полигексаметиленадипинмида, который в дальнейшем используется для получения полиамидного волокна, а также является перспективным сырьем для получения циклопентанона.
Циклопентанон представляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом. В основном циклопентанон используется в качестве ароматизатора, но также находит применение в качестве прекурсора в органической и фармацевтической промышленностях, выступает в роли растворителя или пластификатора [43].
Циклопентен представляет собой бесцветную жидкость с бензиновым запахом. Используется для синтеза пластмасс, в дополнении к химическим синтезам, является уникальным мономером, полимеризация которого приводит к образованию двух типов полимеров - открытоцепных (полипентенамеры) и карбоциклических (циклоолефиновые каучуки).
Целью данной работы является разработка способа получения циклопентанона на основе водно-кислых стоков производства капролактама.
Задачи работы:
- изучить способы получения циклопентанона на основе адипиновой кислоты и ее солей;
- провести количественный и качественный анализы полученных в результате эксперимента продуктов, которые включают методы хроматографического анализа, ИК- и ЯМР спектроскопии;
- составить материальный и тепловой балансы процесса пиролиза адипината кальция;
- подобрать печь для проведения процесса термического разложения адипината кальция. Провести конструкционный расчет выбранной печи.
В процессе производства капролактама после выделения целевого продукта при водной отмывке реакционной массы образуются водно-кислые стоки, которые в дальнейшем подвергаются утилизации сжиганием. В таких стоках скапливается большое количество побочных кислородсодержащих продуктов, многие из которых не находят практического применения.
К одному из таких продуктов относится адипиновая кислота, которая активно используется в качестве сырья в производстве синтетических волокон (полиамиды и полиуретаны), в производстве средств для удаления накипи, в производстве различных красителей и эфиров, в качестве пластификатора при получении пластмасс, в производстве синтетического полимера - полигексаметиленадипинмида, который в дальнейшем используется для получения полиамидного волокна, а также является перспективным сырьем для получения циклопентанона.
Циклопентанон представляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом. В основном циклопентанон используется в качестве ароматизатора, но также находит применение в качестве прекурсора в органической и фармацевтической промышленностях, выступает в роли растворителя или пластификатора [43].
Циклопентен представляет собой бесцветную жидкость с бензиновым запахом. Используется для синтеза пластмасс, в дополнении к химическим синтезам, является уникальным мономером, полимеризация которого приводит к образованию двух типов полимеров - открытоцепных (полипентенамеры) и карбоциклических (циклоолефиновые каучуки).
Целью данной работы является разработка способа получения циклопентанона на основе водно-кислых стоков производства капролактама.
Задачи работы:
- изучить способы получения циклопентанона на основе адипиновой кислоты и ее солей;
- провести количественный и качественный анализы полученных в результате эксперимента продуктов, которые включают методы хроматографического анализа, ИК- и ЯМР спектроскопии;
- составить материальный и тепловой балансы процесса пиролиза адипината кальция;
- подобрать печь для проведения процесса термического разложения адипината кальция. Провести конструкционный расчет выбранной печи.
✅ Заключение
В данной выпускной квалификационной работе была рассмотрена проблема квалифицированного использования технической адипиновой кислоты, выделенной из водно-кислых стоков производства капролактама.
Исследования показали возможность получения циклопентанона из адипиновой кислоты, как пиролизом, так и в ходе реакции Ружички.
Экспериментально установлено, что при пиролизе твердой кальциевой соли образуется второй компонент - циклопентен. Показано, что выход продуктов меняется с ростом температуры и времени реакции. Циклопентанон преобладает при температуре 600 о С и времени 1 час. Циклопентен преобладает при температуре 500 о С и времени 2 часа.
Для доказательства структуры циклопентанона и циклопентена были использованы методы органического синтеза, основанные на проведение иных реакций, приводящих к образованию этих веществ. Для идентификации полученных образцов жидкого продукта были использованы методы хроматографического анализа, ИК- и ЯМР-спектроскопии.
По результатам эксперимента были рассчитаны выходы продуктов реакции, материальный и тепловой балансы процесса. Подобрана и рассчитана барабанная вращающаяся печь пиролиза адипината кальция, ее основные конструкционные параметры производительностью 300 т/сутки.
В ходе проведения литературного и патентного поиска, было показано, что циклопентанон и циклопентен имеют широкое применение в современной промышленности. Циклопентанон используется в качестве ароматизатора, и прекурсора, циклопентен - в качестве мономера для синтеза пластмасс.
Таким образом, проведенные эксперимент и расчеты, показывают, что разработанный способ пиролиза адипината кальция, полученного на основе водно-кислого стока производства капролактама целесообразно использовать для получения ценных веществ органического синтеза - циклопентанон и циклопентена.
Исследования показали возможность получения циклопентанона из адипиновой кислоты, как пиролизом, так и в ходе реакции Ружички.
Экспериментально установлено, что при пиролизе твердой кальциевой соли образуется второй компонент - циклопентен. Показано, что выход продуктов меняется с ростом температуры и времени реакции. Циклопентанон преобладает при температуре 600 о С и времени 1 час. Циклопентен преобладает при температуре 500 о С и времени 2 часа.
Для доказательства структуры циклопентанона и циклопентена были использованы методы органического синтеза, основанные на проведение иных реакций, приводящих к образованию этих веществ. Для идентификации полученных образцов жидкого продукта были использованы методы хроматографического анализа, ИК- и ЯМР-спектроскопии.
По результатам эксперимента были рассчитаны выходы продуктов реакции, материальный и тепловой балансы процесса. Подобрана и рассчитана барабанная вращающаяся печь пиролиза адипината кальция, ее основные конструкционные параметры производительностью 300 т/сутки.
В ходе проведения литературного и патентного поиска, было показано, что циклопентанон и циклопентен имеют широкое применение в современной промышленности. Циклопентанон используется в качестве ароматизатора, и прекурсора, циклопентен - в качестве мономера для синтеза пластмасс.
Таким образом, проведенные эксперимент и расчеты, показывают, что разработанный способ пиролиза адипината кальция, полученного на основе водно-кислого стока производства капролактама целесообразно использовать для получения ценных веществ органического синтеза - циклопентанон и циклопентена.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.