СОДЕРЖАНИЕ 5
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 8
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 11
1.1 Общие сведения о глиоксале 11
1.2 Способы получения глиоксаля 14
1.2.1 Окисление ацетальдегида азотной кислотой 15
1.2.2 Озонирование бензола 17
1.2.3 Окисление глицерина хромовой кислотой 18
1.2.4 Жидкофазное окисление этиленгликоля 19
1.2.5 Парофазное каталитическое окисление этиленгликоля 20
1.3 Парофазное каталитическое окисление этиленгликоля 23
1.3.1 Термодинамика процесса 23
1.3.2 Параметры, влияющие на эффективность процесса парофазного каталитического окисления этиленгликоля. 25
1.4 Технологические схемы окисления спиртов 29
1.4.1 Производство формальдегида на серебряном катализаторе 32
1.4.2 Производство формальдегида на оксидном катализаторе 36
1.4.3 Сопоставление методов окислительной конверсии метанола 40
1.5 Моделирование технологической схемы на пакете ChemCAD 41
2 Разработка технологической схемы 45
2.1 Моделирование ХТС производства глиоксаля на серебряном катализаторе 45
2.2 Анализ чувствительности технологической схемы. 51
2.2.1 Чувствительность температуры на выходе из реактора к изменению питающего потока 1 (инертного газа - азота) 52
2.2.2 Чувствительность температуры на выходе из реактора к изменению расхода воздуха. 54
2.2.3 Зависимость количества глиоксаля в газовой фазе от общего расхода азота. 56
2.2.4 Зависимость температуры продуктов реакции в потоке 11 от расхода охлаждающей воды для теплообменника с длиной трубок 2 и 3 метра. 58
2.2.4 Моделирование конструкции кожухотрубного теплообменника. 62
2.3 Материальный баланс 64
2.4 Тепловой баланс 68
2.5 Выводы 70
3 ОХРАНА ТРУДА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ГЛИОКСАЛЯ МЕТОДОМ ПАРОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ 71
3.1 Основные химические факторы 71
3.1.1 Показатели токсичных веществ 73
3.1.2 Характер воздействия на человека и оказание первой медицинской помощи 73
3.2 Меры безопасности 76
3.2.1 Упаковка, транспортировка и хранение токсичных веществ 76
3.2.2 Взрыво – и пожаробезопасность 80
3.2.3 Повышенная температура оборудования 82
3.2.4 Требования пожарной безопасности 82
3.2.5 Требования безопасности при работе с сосудами, работающими под повышенным давлением 84
3.2.6 Требования безопасности в аварийных ситуациях 87
4 ОРГАНИЗАЦИОННО – ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 89
4.1 Актуальность темы 90
4.2 План научно-исследовательской работы 90
Планирование работ по выполнению НИР с целью сокращения срока от разработки технологической схемы производства глиоксаля парогазовым окислением ЭГ до ее внедрения требует создание календарного плана (таблица 4.1). 90
Таблица 4.1 – План работ по НИР 91
4.3 Определение сметной стоимости проведения НИР 91
4.3.1 Материальные затраты 92
4.3.2 Заработная плата научно-исследовательского персонала 92
4.3.3 Прочие затраты 94
4.4 Выводы 95
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 97
ПРИЛОЖЕНИЕ А 100





Купить

АННОТАЦИЯ
Проект 102 с., 4 ч., 9 рис., 23 табл., 23 источника, 1 приложение.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ, ПАРОГАЗОВОЕ ОКИСЛЕНИЕ, СЕЛЕКТИНВОЕ ОКИСЛЕНИЕ, РАСЧЕТ, ОПТИМИЗАЦИЯ, АНАЛИЗ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, ГЛИОКСАЛЬ, ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ, МОДЕЛЬ.
В данном проекте была разработана ХТС парогазового окисления этиленгликоля, проведен анализ чувствительности системы к изменению ее основных параметров.
В первой части приведен литературный обзор по данной теме. Были описаны методы получения глиоксаля и их основные недостатки.
Во второй части разработана модель ХТС парогазового окисления этиленгликоля при помощи программного пакета ChemCAD. Получены такие данные, как условия протекания процессов, свойства и составы исходных, промежуточных и готовых продуктов, материальный и тепловой баланс. Проведен анализ чувствительности ХТС к варьированию ее основных параметров.
В разделе охрана труда рассмотрены химические факторы, негативно влияющие на организм человека и последствия, которые могут возникнуть при длительном действии этих факторов. Предложены меры безопасности для уменьшения действия вредных факторов.
В организационно-экономическом разделе выполнен анализ экономической целесообразности синтеза глиоксаля. Кроме того, определена сметная стоимость проведения научно-исследовательской работы. Установлено, что стоимость внедрения программного комплекса ChemCAD составляет около 63 тыс. руб.
ВВЕДЕНИЕ

Синтез альдегидов и кетонов парофазным каталитическим окислением спиртов осуществляется во всех промышленно-развитых странах. Таким путем получают формальдегид, ацетон, метилэтилкетон, масляный, изовалериановый альдегиды и др. Их производство в мире непрерывно рас¬тет в связи с широким использованием в раз¬личных органических синтезах.
Глиоксаль — простейший диальдегид — явля¬ется активным химическим веществом, близ¬ким по свойствам к формальдегиду, но менее токсичным и превосходящим формальдегид по реакционной способности. Глиоксаль широко используется в процессах синтеза фармацевти¬ческих препаратов, гетероциклических соеди¬нений, клеев, смол в кожевенной, бумажной, деревообрабатывающей и текстильной про¬мышленности. В связи с широким практичес¬ким использованием глиоксаля, интерес к его синтезу неуклонно растет. Мировое производ¬ство глиоксаля составляет свыше 1,5 млн. тонн в год. Основными производителями являются Германия (BASF Co), США (Clariant Co, Fine Chemical Division), FOB Company, International Specialty Chemicals и др. В России производство глиоксаля отсутствует, хотя потребность в нем составля¬ет свыше 10 тыс. тонн в год.
Известен ряд способов синтеза глиоксаля, среди кото¬рых наиболее экономически выгодным и экологически безопасным является процесс парофазного окисления этиленгликоля на серебряных катализаторах. Процесс является сравнительно новым, сведения о нем содержат¬ся, главным образом, в патентах и немногочисленных научных публикациях.
Широкое разнообразие промышленного использования глиоксаля и его соединений на его основе обуслов¬лено повышенной химической активностью его молекулы. Глиоксаль — один из наиболее близких по свойствам заменителей формальдегида, являющегося многотоннаж-ным продуктом химической промышленности и основным сырьем синтеза поликонденсаци¬онных пластмасс синтетических смол, клеев, лакокрасочных материалов. Мировое произ¬водство формалина оценивается в 15 млн. тонн в год [6].
Однако исследования последних лет показа¬ли, что формальдегид является канцерогенным веществом, его аллергенная и мутагенная ак-тивность проявляется даже при использовании предметов потребления, изготовленных из материалов, в синтезе которых участвовал формальдегид [3].
Токсикологические характеристики глиокса¬ля не установлены. Разнообразное промышлен¬ное применение глиоксаля вызвано повышен-ной реакционной способностью его молекулы и способностью образовывать макромоле¬кулы сетчатой структуры. Текстильная промышленность использует это свойство глиоксаля для прида¬ния целлюлозным и смесовым тканям несминаемости, по¬вышения их износостойкости. Бисульфитный продукт глиоксаля служит для выравнивания температур при крашении полиамидов кислотными красителями и целлюлозных волокон смешанными красителями.
Бумажная, фотографическая, табачная отрасли про¬мышленности также используют глиоксаль как сшиваю¬щий агент полимерных материалов и целлюлозы на ста¬дии образования бумажного листа и для улучшения его водостойкости. Он находит применение при изготовле¬нии офсетной бумаги, обоев, вступая в реакцию с такими веществами, как крахмал, поливиниловый спирт, целлю¬лоза, полиакриламид.
Водостойкость адгезивов на основе полиакрилатов и винилацетата повышается при взаимодействии их моле¬кул с глиоксалем. Композиции глиоксаля с Na2SiO3 исполь¬зуют для замедления отверждения цемента, гипса, литье¬вых форм, а также для закрепления почвы при земель¬ных работах.
Очень важные перспективы применения глиоксаля открываются в фармацевтической промышленности. Широкий спектр производных глиоксаля представлен сульфаниламидными, противотуберкулезными и бактери¬цидными препаратами.

Купить