Аннотация 2
Введение 4
1 Литературный обзор 5
1.1 Физико-химические свойства исходных реагентов и продуктов в процессах получения алкил-третбутиловых эфиров 5
1.1.1 Физико-химические свойства метанола 5
1.1.2 Физико-химические свойства этанола 7
1.1.3 Этанол как октаноповышающая добавка 10
1.1.4 Физико-химические свойства изобутилена 11
1.2 Применение сульфокатионитных катализаторов в процессах синтеза алкил-третбутиловых эфиров 13
1.3 Теоретические основы получения ЭТБЭ 20
1.4 Преимущества получения ЭТБЭ 26
2 Технологическая часть 28
2.1 Принципиальная технологическая схема процесса получения МТБЭ на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 28
2.2 Описание технологической схемы получения МТБЭ в ООО «Тольяттикаучук» 30
3 Экспериментально-расчетная часть 35
3.1 Исследование реакции взаимодействия этанола с изобутиленом 35
3.1.1 Методика проведения синтеза ЭТБЭ 35
3.1.2 Результаты экспериментов 36
3.1.3 Обработка экспериментальных данных 37
3.2 Разработка математического уравнения скорости реакции синтеза ЭТБЭ и расчет констант скорости 40
3.3 Расчет реактора синтеза ЭТБЭ 44
3.4 Материальный баланс реактора синтеза ЭТБЭ 50
Заключение 58
Список используемых источников 59
В наши дни применение октаноповышающих добавок в топлива является актуальной во всем мире. В Российской Федерации много предприятий, которые выпускают высокооктановые компоненты автомобильных топлив - метил-третбутилового (МТБЭ) и метил-третамилового (МТАЭ) [14].
Этил-третбутиловый эфир наряду с метил-третбутиловым эфиром является высокооктановым кислородосодержащим компонентом, однако, имеет более лучшие эксплуатационные и экологические показатели.
ЭТБЭ в отличие от МТБЭ биоразлагаем, имеет более высокую температуру кипения, в большей степени повышает октановое число, кроме того, этанол можно получать из возобновляемого растительного сырья. Поэтому организация производства этил-третбутилового эфира несомненно актуальна.
Целью выпускной квалификационной работы является - разработка процесса получения этил-третбутилового эфира на установках получения метил-третбутилового эфира.
Задачи выпускной квалификационной работы:
• изучить технологию и технологические режимы процесса получения МТБЭ в ООО «Тольяттикаучук»;
• изучить процесс получения ЭТБЭ по научно-технической патентной литературе;
• изучить скорость реакции взаимодействия изобутилена с этанолом;
• рассчитать реактор синтеза ЭТБЭ;
• произвести материальные расчеты процесса получения ЭТБЭ.
За время выполнения выпускной квалификационной работы проведена следующая работа:
• изучен промышленный процесс получения метил-третбутилового эфира в ООО «Тольяттикаучук»;
• изучены научно-техничсекая литература и закономерности процесса получения этил-третбутилового эфира, использование этил-третбутилового эфира в роли высокооктановой добавки к топливу;
• выявлены преимущества получения этил-третбутилового эфира наряду с метил-третбутиловым эфиром;
• проведена обработка экспериментальных данных по изучению скорости реакции синтеза этил-третбутилового эфира в интервале температур 50°С-70°С с использованием кислотного катализатора Amberlyst 15;
• рассчитаны константы скорости реакции (k1 при 50°С = 0,0780 л/моль-мин.; k1 при 50°С = 0,0794 л/моль-мин.; k1 при 60°С = 0,1808 л/моль-мин.; k1 при 70°С = 0,4237 л/моль-мин.) и активационные параметры (k0 = 1,27-10¹¹ л/моль-мин.; Вакт = 75,83 кДж/моль);
• проведен анализ взаимодействия изобутилена с этанолом;
• проведен расчет производительности реактора синтеза этил-третбутилового эфира при температуре процесса 50°С (59256 тонн в год), выполнен расчет материальных потоков. Расчёт материальных потоков реактора синтеза ЭТБЭ позволил детально рассмотреть, какие продукты и в каком количестве участвуют в процессе.
Производство ЭТБЭ (этил-третбутиловый эфир) для получения экологического биотоплива является актуальным в настоящее время, данная работа представляет интерес для многих читателей.
