Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Топ:
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Интересное:
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Дисциплины:
 2017-11-17 |
 737 |
из
5.00
|
Заказать работу |
|
|
|
|
В основу синтеза положена реакция конденсации анилина с ацетоном в кислой среде с получением идентифицированных в настоящее время:
а) целевых продуктов:
· 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (ТМДГХ), (I)
б) побочных продуктов:
· п,п1-диамино-2,2-дифенилпропан (ДАДФП или ИПБА), (II)
· п,п1-диаминодифенилметан (ДАДФМ), (III)
· дифениламин (ДФА), (IV)
· метиланилин (МА), (V)
· 2-метилпентен-2-он-4 (окись мезитила), (VI)
· триметилбензол (мезитилен), (VII)
в) неиндентифицированных соединений вторичных аминов (смолы).
В дальнейшем реакционная смесь подвергается полимеризации для получения полимера (ТМДГХ), (VIII)
Химизм процесса описывается следующими известными реакциями:
|
+ 2H2O
(I)
| |||
 | |||
+ H2O
(II)
|
– NH – + NH4Cl
(IV)
C6H5NH2
+ CH2O, t, P, HCl
H2N – – CH2 – – NH2 + H2O
(III)
+ CH3OH, t, P, HCl
– NH – CH3 + H2O
(V)
 |
+ (CH3)2C=CH-CO-CH3, t, P, HCl
+ H2O
(I)
+ (CH3)2CO, t, P, HCl
(CH3)2C=CH-CO- CH3 + H2O
(VI)
CH3
(CH3)2CO
+ (CH3)2CO, t, P, HCl
+ 3H2O
(VII)
CH3 CH3
CH3 CH3
t, HCl
(CH3)2 (VIII) (CH3)2
H H n, где n=2-4
Материальный баланс
4.1 Получение хлористого водорода на установке стриппинга
Загружено:
| № п/п | Наименование загруженных ингредиентов | Мол. масса, г-моль | Мас. доля, % | Масса, кг | Количество вещества, к-моль | Объём, м3 Плотность, кг/м3 | ||
| техн. | 100% | |||||||
| Кислота соляная абгазная, в том числе: | 730,00 | 0,64 1149 | ||||||
| Хлористый водород | 36,50 | 30,00 | 219,00 | 6,00000 | ||||
| Вода | 18,02 | 70,00 | 511,00 | 28,35738 | ||||
| Итого загружено: | 730,00 |
Получено:
|
|
| № п/п | Наименование полученных веществ | Мол. масса, г-моль | Мас. доля, % | Масса, кг | Количество вещества, к-моль | Объём, м3 Плотность, кг/м3 | Выход от теории, % | |
| техн. | 100% | |||||||
| Хлористый водород, в | 61,94 | 38,02 1,63 | 99,84 | |||||
| том числе: | ||||||||
| Хлористый водород | 36,50 | 99,00 | 61,32 | 1,68002 | 28,00 | |||
| Вода | 18,02 | 1,00 | 0,62 | 0,03437 | ||||
| Азеотроп соляной кислоты, в том числе: | 667,70 | 0,60 1116 | ||||||
| Хлористый водород | 36,50 | 23,56 | 157,32 | 4,31022 | 71,84 | |||
| Вода | 18,02 | 76,44 | 510,38 | 28,32281 | ||||
| Сдувка хлористого водорода, в том числе: | 0,36 | 0,22 
1,63
| ||||||
| Хлористый водород | 36,50 | 99,00 | 0,36 | 0,00976 | 0,16 | |||
| Вода | 18,02 | 1,00 | 0,00 | 0,00020 | ||||
| Итого получено: | 730,00 |
4..2. Насыщение реакционной смеси хлористым водородом
Мошность производства - 10000 т/год
Количество рабочих дней – 330 дня
Часовая производительность
Содержание основного вещества в готовом продукте 96%
Общий выход продукта в реакции на анилин -96,3% (с учетом циркуляции)
Общий выход продукта в реакции на анилин -70,9% (за один проход)
Разделение анилина по потокам (%)
- свежий 73,67
- с анилиновой фракцией - 19,79
- с кубовыми остатками регенерации толуола – 6,54
Мольное соотношение анилин: ацетон: хлористый водород=1:0,55:0,2
Расчёт.
1. Масса поступающего анилина
В том числе анилина:
Свежего – 909,8*0,7367=670,3
С анилиновой фракцией – 909,8*0,1979=180
С кубовыми остатками регенерации толуола -909,8*0,654=59,5
2. Масса поступающего свежего анилина
670,3/0,9943=674,1
В том числе: анилин 670,3
Примеси 674,1*0,0057=3,8 кг
3. Масса поступающей анилиновой фракции 180/0,6=300
В том числе: анилин – 180
Мономер – 300*0,36=108
Примеси 300*0,04=12
4. Масса поступающих кубовых остатков регенерации толуола
59,5*0,9131=65,2
В том числе: анилин – 59,5
Примеси – 65,2*0,0869=5,7
5. Масс поступающего свежего ацетона
|
|
В том числе: ацетон – 315,2*0,99=312,1
Вода -31,5*0,005=1,6
Примеси – 315,2*0,005=1,6
6. Масса поступающего хлористого водорода
В том числе хлористый водород – 72,2*0,9894=71,4
Вода 72,2*0,0106=0,8
Таблица материального баланса насыщения реакционной массы
| ПРИХОД | Масс.доля, % | Массовый расход, кг/ч | Плотность, кг/м3 | Объем м3 | |
| Наименование компонентов | 100% | техн. | |||
| 1.Хлористый водород | 72,2 | ||||
| Хлористый водород | 98,84 | 71,4 | |||
| Вода | 1,06 | 0,8 | |||
| 2. Ацетон свежий | 315,2 | 0,398 | |||
| Ацетон | |||||
| вода | 0,5 | ||||
| примеси | 0,5 | ||||
| 3. анилин свежий | 674,1 | 0,66 | |||
| анилин | 99,43 | 670,3 | |||
| примеси | 0,57 | 3,8 | |||
| 4. Анилиновая фракция | 0,292 | ||||
| анилин | |||||
| мономер | |||||
| примесси | |||||
| 5. Куб регенерации толуола | 65,2 | 0,063 | |||
| анилина | 91,31 | 59,5 | |||
| примеси | 8,69 | 5,7 | |||
| Итого: | 1426,7 |
| Расход | Масс.доля, % | Массовый расход, кг/ч | Плотность, кг/м3 | Объем м3 | |
| Наименование компонентов | 100% | техн. | |||
| 1 реакционная масса | 1426,7 | 1,389 | |||
| анилин | 63,8 | 909,8 | |||
| мономер | 7,6 | ||||
| ацетон | 21,9 | 312,1 | |||
| хлористый водород | 71,4 | ||||
| примиси | 1,6 | ||||
| вода | 0,2 | 2,4 | |||
| Итого: | 1426,7 |
Расчёт
Стадии приготовления реакционной смеси
.Мольное соотношение
анилин: ацетон свеж: ацетон регенирир
1: 0,97: 2,12
1. Масса поступающего свежего ацетона
В том числе ацетон 555,9*0,99=550,4
вода 555,9*0,005=2,8
примеси 555,9*0,005=2,8
2. Масса поступающего ацетона регенерированного
В том числе ацетон 1221,2*0,985=1202,9
вода 1221,2*0,01=12,2
примеси 1221,2*0,005=6,1
Таблица материального баланса стадии реакционной массы
| ПРИХОД | Масс.доля, % | Массовый расход, кг/ч | Плотность, кг/м3 | Объем м3 | |
| Наименование компонентов | 100% | техн. | |||
| 1.Реакционная масса | 1426,7 | 1,389 | |||
| анилин | 63,8 | 909,8 | |||
| мономер | 7,6 | ||||
| ацетон | 21,9 | 312,1 | |||
| хлористый водород | 5,0 | 71,4 | |||
| вода | 0,2 | 23,0 | |||
| примеси | 1,6 | 2,4 | |||
| 2. Анилин свежий | 555,9 | 0,702 | |||
| ацетон | 550,4 | ||||
| вода | 0,5 | 2,8 | |||
| примеси | 0,5 | 2,8 | 0,292 | ||
| 3.Ацетон регенерированный | 1221,2 | ||||
| ацетон | 98,5 | 1202,9 | |||
| вода | 12,2 | ||||
| примеси | 0,5 | 6,1 | |||
| Приход | Масс.доля, % | Массовый расход, кг/ч | Плотность, кг/м3 | Объем м3 | |
| Наименование компонентов | 100% | техн. | |||
| 1 реакционная масса | 3203,9 | 3,191 | |||
| анилин | 28,4 | 909,8 | |||
| мономер | 3,4 | ||||
| ацетон | 64,5 | 2065,4 | |||
| хлористый водород | 2,2 | 71,4 | |||
| примиси | 1,0 | 31,9 | |||
| вода | 0,5 | 17,4 | |||
|
|
Расчёт
Стадии синтеза мономера
1. Конверсия анилина -72,72
2. Селективность по:
Мономеру-82%
Димеру-1,8%
Тримеру-1,5%
Ацетонанилу-12,2%
Диаминодифенилпропан-2,5%
(ДАДФП)
Расчёт
1. Масса превращённого анилина
909,8*0,7272=661,6
В том числе превращенные в
Мономер 661,6*0,82=542,5
Димер 661,6*0,18=12,0
Тример 661,6*0,015=10,0
Ацетонанил 661,6*0,122=80,6
ДАДФП 661,6*0,025=16,5
2. Расчет реакции
93 2*58 173 2*18
Реакции: анилин 542,5
ацетон 
Получено: мономер 
вода 
3. Расчет реакции
2*93 4*58 376 4*18
Реакции: анилин 12
ацетон 
Получено: димер 
вода 
4. Расчет реакции
3*93 6*58 519 6*18
Реакции: анилин 10
ацетон 
Получено: тример 
вода 
5. Расчет реакции
4*93 8*58 642 8*18
Реакции: анилин 80,6
ацетон 
Получено: ацетонанил 
вода 
6. Расчет реакции
2*93 58 226 18
Реакции: анилин 16,5
ацетон 
Получено: ДАДФП 
вода 
7. Расчет реакции
3*58 120 3*18
Реакции: ацетон 34,2
Получено: ацителен 
вода 
8. Масса превращеного сырья
Анилин 909,8-661,6=248,2
Ацетон 2065,4-676,6-15-12,5-100,6-5,1-34,2=1216,4
| ПРИХОД | Масс.доля, % | Массовый расход, кг/ч | Плотность, кг/м3 | Объем м3 | |
| Наименование компонентов | 100% | техн. | |||
| 1.Реакционная масса | 3203,9 | 3,191 | |||
| анилин | 28,4 | 909,8 | |||
| мономер | 3,4 | ||||
| ацетон | 64,5 | 2065,4 | |||
| хлористый водород | 2,2 | 71,4 | |||
| вода | 17,4 | ||||
| примеси | 1,0 | 31,9 | |||
| Итого: | 3203,9 |
| Расход | Масс.доля, % | Массовый расход, кг/ч | Плотность, кг/м3 | Объем м3 | |
| Наименование компонентов | 100% | техн. | |||
| 1 реакционная масса | 3203,9 | 2,939 | |||
| анилин | 7,7 | 248,2 | |||
| ацетон | 38,0 | 1216,4 | |||
| мономер | 34,9 | 1117,1 | |||
| димер | 0,7 | 22,4 | |||
| тример | 0,6 | 18,6 | |||
| ацетонанил | 4,7 | ||||
| хлористый водород | 2,2 | 71,4 | |||
| вода | 8,8 | 280,9 | |||
| примеси | 2,5 | 78,9 | |||
| Итого: | 3203,9 |
|
|
Тепловой баланс
Уравнение теплового баланса
Qc+Qxp+Qнил=Qпроц+Qисп
Где Qс – теплота выносимая сырьем
Расчет
1. Теплота, вносимая сырьем – Qс
анилином, С=191 Дж/моль*К
Q= 
2. Теплота, выносимая сырьем – Qс
Формула для расчета 
2.1 анилином, С=191 Дж/моль*К
Q=
2.2 ацетоном, Сж=125 Дж/моль*К
Q= 
2.3 мономером, (С12H15N)С=12*11,72+15*17,99=469,1 Дж/моль*К
Q= 
2.4 Хлористый водород, С=299,16 Дж/моль*К
Q= 
2.5 Водой, С=75,31 Дж/моль*К
Q= 
Итого: Qc=37458Вт
Теплота химических реакций
Формула для расчета
Q== 
Где: m-масса продукта M-молярная масса 
-тепловой эффект реакции
2.6 Теплота реакции синтеза мономера
Q== 
2.7 Теплота реакции синтеза димера
Q== 
2.8 Теплота реакции синтеза тримера
Q== 
2.9 Теплота реакции синтеза ацетонанила
Q== 
2.10 Теплота реакции синтеза ДАДФП
Q== 
Итого: Qхр=46444 Вт
3. Теплота выносимая продуктами
3.1 анилином, С=19 Дж/моль
Q== 
3.2 ацетоном, С=125 Дж/моль
Q== 
3.3 мономером, С=469,1
Q== 
3.4 димеромC24H30N2 C=938,2
Q== 
3.5 тримеромC36H45N3 C=1407,3
Q== 
3.6 ацетоаниломC48H60N4 C=1876,4
Q== 
Итого: Qпрод=219738 Вт
4. Теплота испарения анилина
Q== 
Где: m-масса испаряющегося вещества
-мольная теплота испарения, M-молярная масса
Q== 
5. Теплота, подводимая теплоносителем
Qтепл=Qпрод-Qс-Qхр+Qисп=219738-4644-37458+309612=445448 Вт
6. Масса необходимого пара
m= 
= 0,21=738 кг/ч
где: r-теплота преобразования
|
|
|
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!