Аннотация 2
Введение 7
1 Литературный обзор 8
1.1 Характеристика производства МТБЭ 8
1.2 Химизм процесса 8
1.3 Физико-химические свойства исходных реагентов и продуктов реакции 11
1.4 Сравнительный анализ технологий синтеза МТБЭ 15
1.4.1 Процесс ОАО НИИ «Ярсинтез» 15
1.4.2 Процесс фирмы «Erdolchemies» 17
1.4.3 Процесс по НИИМСК 19
1.4.4 Синтез МТБЭ по способу фирмы «Snamprogetti» 20
1.5 Патентный поиск в области синтеза МТБЭ и выборе оптимальных
условий для протекания процесса 22
1.5.1 Краткое описание и анализ патентов 22
2 Технологический раздел 26
2.1 Описание технологического процесса и технологическая схема
производства Д-3/5 26
2.2 Расчёт составов реакционной массы в равновесном состоянии при различных температурах и мольном соотношении исходных реагентов .... 32
2.3 Усовершенствование технологической схемы 46
3 Расчёт материального баланса и экономической выгоды 48
Заключение 56
Список используемой литературы и используемых источников 57
В настоящее время остро стоит вопрос о защите окружающей среды. В том числе и переход на более экономичное, а главное безопасное топливо. Вследствие этого производство моторных топлив подвергается большим изменениям и модернизациям.
Ранее в нашей стране существовала такая антидетонирующая присадка к моторному топливу как тетраэтилсвинец, которая является ядовитым, канцерогенным металлоорганическим соединением. Именно поэтому этилированный бензин вывели с производства и начали внедрять более экологически безопасные присадки. Например, ЭТБЭ, третичный амилметиловый эфир, трет-гексиловый эфир, МТБЭ и другие.
Их применяют для более полного сгорания топлива, увеличивая его октановое число, а также они выступают как оксигенаты.
В данной работе рассматривается процесс синтеза МТБЭ, выбор оптимальных условий для более полного протекания реакции, а также усовершенствование технологической схемы блока реакторов.
Метил-трет-бутиловый эфир это компонент, повышающий октановое число в моторных топливах. Представляет собой прозрачную жидкость, с ароматическим запахом, которая легко воспламеняется и имеет 4 класс опасности. Октановое число по исследовательскому методу 115-135.
Добавка МТБЭ к топливу уменьшает расход нефти, при производстве товарного бензина, а также уменьшение объёма происходит благодаря более низким требованиям к октановой характеристике обычных углеводородных компонентов бензина.
В данной работе было отмечено и выбрано несколько направлений по модернизации технологии синтеза МТБЭ из БИФ. Основные результаты и подходы к решению цели работы:
• изучена технология синтеза метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) в ООО «Тольяттикаучука» без водной отмывки отработанной С4 фракции. Отмечено большое содержание в отработанных углеводородах непрореагировавших исходных реагентов - метанола и изобутилена, что повышает материальные затраты, снижает выработку МТБЭ и отрицательно влияет на процесс дальнейшей переработки н-бутиленов;
• проведен анализ научно-технической и патентной литературы на данную тему, в частности найдены зависимости концентрационных констант равновесия от температуры и влияние на них мольного соотношения метанол: изобутилен, что позволяет рассчитать состав реакционной смеси в равновесной состоянии и равновесные степени превращения реагентов;
• проведены расчеты составов реакционной массы в равновесном состоянии при температурах 30, 40 и 50°С и мольном соотношении метанол: изобутилен в интервале 0,94^1,04:1,0, что позволило определить оптимальные условия проведения процесса, обеспечивающие содержание в отработанных углеводородах 1,0% масс. метанола и 1,6% масс. изобутилена;
• предложено и обосновано усовершенствование технологической схемы, путём установки дополнительного полого реактора 206/3, заполненного катализатором, с целью более полного протекания реакции исходных реагентов в целевой продукт;
• выполнен расчет материального баланса установки получения МТБЭ без водной отмывки. Показано, что уменьшены потери метанола на более 800 тонн в год, повышена выработка целевого продукта на более 4000 тонн в год.
