Обработка и анализ результатов эксперимента

На основе полученных экспериментальных данных и расчетов составить материальный баланс для реактора (см. таблицу) и сводный материальный баланс получения товарных биодизеля и глицерина по форме, принятой для периодических процессов. Полученные результаты сравнивают с предварительно рассчитанным теоретическим (т.е. на основе стехиометрического уравнения реакции) материальным балансом. Вычисляют выходы биодизеля и глицерина, расходные коэффициенты по сырью, катализатору и вспомогательным материалам. Полученные в работе данные используются для расчета и выбора стандартного промышленного реактора (мощность от 1500 т/год до 3500 т/год по товарному биодизелю задается преподавателем). Для расчетов принять годовой эффективный фонд рабочего времени 330 суток. Предложить варианты функциональной и принципиальной технологической схемы производства биодизеля.

Таблица – Материальный баланс реактора для синтеза этиловых эфиров жирны кислот (биодизеля)

Приход	Расход
сырье	г	% масс.	мл	% об.	кг/1 т биоди-зеля	продукты	г	% масс.	мл	% об.	кг/1 т биодизеля
1. Растительное масло						1. Биодизель сырец
1.1 Триглицериды						1.1 Биодизель
1.2 Примеси						1.2 Этанол
2. Раствор КОН в этаноле						2. Глицериновая фракция
2.1 Этанол						2.1 Глицерин
2.2 КОН						2.2 Этанол
						2.3 КОН
						2.4 Примеси
						3. Потери
ИТОГО:						ИТОГО:

 

Содержание отчета

В отчете должна быть приведена схема установки, рисунок отражающий характер циркуляции потоков реакционной массы, возникающих в реакторе при перемешивании мешалкой, изложены физико-химические основы процесса, подробное описание эксперимента, представляются все выполненные расчеты (по загрузкам, теоретическому и экспериментальному материальным балансам, технологическим критериям, расчету реактора), предлагаются варианты функциональной и принципиальной технологической схем производства биодизеля, делаются рекомендации и выводы по работе.

 

Меры предосторожности

Работы с щелочами (NaOH и KOH) проводят в резиновых перчатках и защитных очках. При ожогах щелочами обожженное место быстро промывают обильной струей воды под краном, а затем обрабатывают 1 %-ным водным раствором уксусной кислоты. При попадании щелочи в глаза, что является особенно опасным, глаза немедленно промывают большим количеством воды из-под крана, а затем обрабатывают 1-2 %-ным раствором борной кислоты. После этого независимо от степени поражения глаз пострадавшего направляют к врачу.

Работы с легковоспламеняющимися и горючими веществами проводят в вытяжном шкафу в отсутствие открытого пламени и электронагревательных приборов с открытым нагревательным элементом. Огнеопасные вещества нагревают под постоянным наблюдением на водяных, масляных или песчаных банях. Основной мерой для предотвращения возгораний и пожаров является строгое соблюдение правил пожарной безопасности. Все студенты, работающие в лаборатории, должны хорошо знать средства пожаротушения и умело их применять. При возникновении пожара следует тотчас выключить вентиляцию, газ и все нагревательные приборы, удалить с участка возгорания все горючие вещества. Для тушения ЛВЖ используют противопожарные одеяла (кошму), сухой песок, порошковые составы, пенные и углекислотные огнетушители.

Соблюдайте правила безопасности при работе с механизмами, имеющими вращающиеся оси. Верхнеприводная мешалка имеет светодиод перегрузки. Он не должен гореть при длительном использовании, иначе прибор автоматически отключается.

Лабораторный термостат эксплуатировать нельзя если в нем не имеется жидкости-теплоносителя, если он поврежден, подтекает, поврежден сетевой кабель.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Химия и теоретические основы процессов алкоголиза, переэтерификации, этерификации.

2. Дать классификацию изучаемого процесса получения (алкоголиза) этиловых эфиров жирных кислот в соответствии с принципами принятыми для классификации химико-технологических процессов.

3. Предложить функциональную и принципиальную технологические схемы производства этиловых эфиров жирных кислот, (биодизеля).

4. Физико-химические свойства алкиловых эфиров жирных кислот и области их применения.

5. Физико-химические свойства глицерина, методы получения и области его применения.

6. Какие преимущества и недостатки имеет биодизель в сравнении с традиционным дизельным топливом для быстроходных дизельных двигателей?

7. Принципы расчета материальных балансов для периодических производств, (на примере производства биодизеля).

8. Физико-химические свойства этилового спирта и основные промышленные методы его получения. Области применения этилового спирта.

9. Значение процесса перемешивания для систем Ж-Ж несмешивающиеся. Гидродинамическая структура потоков жидкости в изучаемом реакторе. Какие мешалки считают тихоходными и быстроходными? В каких случаях следует рекомендовать наиболее распространенные типы перемешивающих устройств? От каких факторов зависит мощность, потребляемая механическими мещалками?

10. Анализ полученных результатов по синтезу биодизеля. Выводы по работе и рекомендации для дальнейших исследований или (и) по разработке исходных данных для проектирования производства биодизеля.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. - М.: Химия, 1988, 592 с.

2. Тимофеев В.С., Серафимов Л.А., Тимошенко А.В. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Высшая школа, 2010, 408 с.

3. Девянин С.Н., Марков В.А., Семенов В.Г. Растительные масла и топлива на их основе для дизельных двигателей. – М., Изд. МГАУ им. В.П. Гоячкина, 2007, 340 с.

4. Тимофеев В.С., Серафимов Л.А. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М., Химия, 1992. 432 с. 2-е изд. М., Высшая школа, 2003, 536 с.

5. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования. Справочник. Т. 2 – Калуга, Издательство Н. Бочкаревой, 2002, 1028 с.

6. Производство и применение биодизеля: Справочное пособие. / А.Р. Аблаев, Ф.М. Гумеров, И.Ф. Левин и др. М., АПК и ППРО, 2006, 80 с.

7. Девянин С.Н., Марков В.А., Семенов В.Г. и др. Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях. М., Инженер, ОНИКО-М., 2011, 534 с.

 

Учебное издание

 

Юрий Васильевич Попов

Вениамин Евгеньевич Шишкин

Евгений Викторович Медников

Наталья Александровна Бутакова