📄Работа №216795

Тема: Исследование влияния воды на скорость реакции дегидратации трет-бутилового спирта на сульфокатионитных катализаторах

📝
Тип работы Бакалаврская работа
📚
Предмет Химия
📄
Объем: 63 листов
📅
Год: 2023
👁️
Просмотров: 3
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ 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

Аннотация
Введение 5
1 Теоретическая часть 6
1.1 Теоретические основы дегидратации трет-бутилового спирта 6
1.1.1 Кинетика реакции 10
1.1.2 Термодинамика процесса 11
1.1.3 Катализ 12
1.2 Использование процесса дегидратации спиртов в промышленности .... 13
1.3 Описание технологической схемы процесса дегидратация трет­бутилового спирта в ООО «Тольяттикаучук» 15
1.4 Характеристика продуктов и реагентов 17
1.5 Катализаторы процесса 19
1.5.1 Ионнообменные смолы 22
1.5.2 Сульфокатионитные катализаторы 23
1.6 Патентный поиск 25
2 Экспериментальная часть 26
2.1 Методика расчета влияния концентрации воды на скорость реакции 26
2.1.1 Лабораторная установка 26
2.1.2 Методика обработки полученных данных 27
2.2 Экспериментальные данные 33
2.3 Расчет концентрации трет-бутилового спирта 35
2.4 Расчет константы скорости реакции 37
3 Расчетная часть 44
3.1 Расчет материального баланса 44
3.2 Расчет теплового баланса 48
Заключение 53
Список используемой литературы и используемых источников 54
Приложение А 57
Приложение Б 58
Приложение В 61

📖 Введение

В химической промышленности процессы дегидратации играют важную роль в производстве различных органических соединений. Одним из таких процессов является дегидратация трет-бутилового спирта (ТБС) с целью получения изобутилена. Изобутилен является ценным сырьем для производства синтетического каучука, пластиков, полимерных материалов и других химических соединений. Оптимизация данного процесса и понимание влияния различных факторов, таких как концентрация воды, на скорость реакции дегидратации ТБС являются актуальными исследовательскими задачами.
Целью данного дипломного исследования является определение влияния концентрации воды на скорость реакции дегидратации ТБС. Для достижения этой цели проводятся эксперименты, в ходе которых варьируется концентрация воды в реакционной смеси, а затем измеряется скорость образования изобутилена. Полученные данные подвергаются
статистическому анализу и интерпретируются с использованием соответствующих кинетических моделей и уравнений реакции.
Исследование влияния концентрации воды на скорость реакции дегидратации ТБС имеет практическую значимость для оптимизации процессов производства изобутилена. Понимание взаимосвязи между концентрацией воды и скоростью реакции позволит разработать эффективные и экономически выгодные методы синтеза изобутилена, а также оптимизировать условия работы реакционной системы. Полученные результаты могут быть применимы в химической промышленности и способствовать развитию более эффективных и устойчивых технологий производства изобутилена.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

Проведен анализ научно-технической литературы произведен патентный поиск по технологии дегидратации трет-бутилового спирта. Изучен механизм реакции дегидратации ТБС на сульфокатионитном катализаторе и условия реакции для него.
Изучена технологическая схема дегидратации трет-бутилового спирта на сульфокатионитном катализаторе КУ-2-23ФПП, представленная на ООО «Тольяттикаучук», на основе данной схемы произведен расчет материального и теплового баланса.
Изучены методики определения активности сульфокатионитных катализаторов, на основе которых было произведено исследование.
Исследовано влияние концентрации воды на скорость дегидратации трет-бутилового спирта на сульфокатионитном катализаторе Purolite ST-275. Проведены лабораторные исследования с расчетом констант скорости реакции при различных концентрациях раствора и рассмотрена зависимость концентрации воды в растворе от константы скорости реакции, которая показывает, что при концентрации воды в растворе более 50%, она никак не влияет на константу скорости реакции, но при концентрации воды менее 15%, константа скорости намного увеличивается при снижении концентрации воды в растворе, так при снижении концентрации воды с 10% до 5% константа скорости реакции возрастет в 2 раза.
Совершенствование методики определения активности
сульфокатионитных катализаторов приведет к более тщательному анализу зарубежных и отечественных сульфокатионитов, которые могут быть как формованными катализаторами, так и макропористыми, и гелевыми, что впоследствии поможет в увеличении производительности синтеза органических и нефтехимических продуктов.
Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ

📕 Список литературы

1. Бурмистров Д.А., Байгузин Ф.А., Раков А.В., Ирдинкин С.А. Исследование процесса дегидратации трет-бутилового спирта на сульфокатионитных катализаторах в условиях прямоточного течения жидкой и паровой фаз // Катализ в промышленности. - 2018. - т.17. - №3. - С. 252­257.
2. Коренев К.Д., Заворотный В.А., Белов П.С., Капустин П.П. Сульфокатиониты-катализаторы современных нефтехимических процессов. 1990. - 38 с.
3. Коренев К.Д., Заворотный В.А., Белов П.С., Капустин П.П. Сульфокатиониты - катализаторы современных нефтехимических процессов. 2019. C. 1-10.
4. Минигалиев Г.Б. Моделирование процесса получения изобутилена путем дегидратации раствора триметилкарбинола. /Г.Б 48 Минигалиев, П.П. Капустин, Д.В. Елизаров, Ф.А. Абдулкашапова//Межвузовский темат. сб. науч. тр. «Тепломассообменные процессы и аппараты химической технологии» изд-во «Мастер Лайн» Казань, КГТУ, 2021, С. 187-192.
5. Огородникова С.К. Справочник нефтехимика. 2018. С. 428-432.
6. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л. : Химия, 2019. 12 с.
7. Пат. 1132787 СССР Способ получения изобутилена / Фритц Обенаус, Бернд Гревинг, Гейнрих Бальке, Бернгард Шольц - 3527658; заявл. 23.12.1982; опубл. 30.12.1984.
8. Пат. 2020138107 РФ Способ выделения изобутилена из фракции / Тульчинский Э.А. - 2020138107; заявл. 20.11.2020; опубл. 20.05.2022.
9. Пат. 2744610 РФ Способ переработки побочных продуктов синтеза 4,4-диметил-1,3-диоксана / Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ЕВРОХИМ" - 2020127917; заявл. 19.08.2020; опубл. 11.03.2021.
10. Пат. 2768115 РФ Катализатор и способ его получения / Имшенецкий В.В., Лищинер И.И., Малова О.В. - 2021110271; заявл. 13.04.2021; опубл. 23.03.2022.
11. Пат. 2768118 РФ Способ получения катализатора / Имшенецкий В.В.,
Лищинер И.И., Малова О.В. - 2021110272; заявл. 13.04.2021; опубл.
23.03.2022.
12. Пат. 2772741 РФ Катализатор дегидрирования парафиновых и изопарафиновых С3-С5 углеводородов и способ его получения / Катаев А.Н. - 2021116204; заявл. 04.06.2021; опубл. 25.05.2022.
13. Справочник химика, том 1. Под ред. Б. П. Никольского, Л: Химия, 2018г.
14. "Catalytic dehydration of tert-butyl alcohol to isobutene over Zr-doped mesoporous aluminophosphates" by Cheng et al., Applied Catalysis A: General, Volume 574, 5 March 2019, Pages 59-68.
15. "Dehydration of tert-butyl alcohol over Nb2O5/SiO2 catalysts: The effect of Nb loading and calcination temperature" by Li et al., Journal of Industrial and Engineering Chemistry, Volume 71, 25 May 2019, Pages 263-271.
16. "Dehydration of tert-butyl alcohol to isobutene over H-USY zeolites with different Si/Al ratios" by Huang et al., Journal of Porous Materials, Volume 26, Issue 4, August 2019, Pages 1077-1086.
17. "Dehydration of tert-butyl alcohol to isobutene over H-ZSM-5 modified with metal oxide" by Deng et al., Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, Volume 479, October 2019, Pages 15-22.
18. "Dehydration of tert-butyl alcohol to isobutene over modified H-ZSM-5 zeolite catalysts" by Liu et al., Chinese Journal of Chemical Engineering, Volume 28, Issue 3, March 2020, Pages 798-805.
19. Gates B.C. et.al. // J. Catalysis. - 1972. - V.24. - P.320.
20. "Hydrogen-bond assisted dehydration of tert-butyl alcohol to isobutene over hierarchical ZSM-5 zeolite" by Zhang et al., Journal of Colloid and Interface Science, Volume 533, 1 March 2019, Pages 414-423.
21. "Ionic liquid modified zeolites for the dehydration of tert-butyl alcohol to isobutene" by Zhao et al., Chemical Engineering Journal, Volume 370, 5 March 2019, Pages 1-9.
22. Kai-Hsiang Chuang, Hsiu-Wei Chen, and Wei-Song Hung. Kinetics of dehydration of tert-butyl alcohol on a sulfonated polyethersulfone membrane catalyst. Journal of Catalysis. 2008. (vol. 254, issues 1, pages 8-16).
23. Tianyu Lei, Zongbao K. Zhao, Jian Zhang, Yang Su, and Xiujun Wang. Dehydration kinetics of tert-butyl alcohol on sulfonated polystyrene resin catalysts. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2018. (vol. 260, issues 1-2, pages 203­210).

🖼 Скриншоты

🛒 Оформить заказ

Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.

©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ