Литературный обзор, Селективный обмен веществом с окружающей средой - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
При использовании разомкнутых химико-технологических систем в большинстве случаев принципиально невозможно проведение процессов при практически полной конверсии реагентов и полном разделении продуктов реакции из-за наличия термодинамических ограничений, связанных с химическим равновесием.
Преодоление указанных ограничений возможно при использовании технологического принципа, базирующегося на организации селективного обмена веществом реакционной системы с веществом, что позволяет создавать в реакционной зоне необходимые условия для протекания целевых реакций с высокими скоростями и обеспечивать в системе практически полную конверсию и селективность[3].
Селективный обмен веществом с окружающей средой
Селективность - количество исходного вещества, превращенного в целевой продукт, которая оценивается отношением скорости целевой реакции к общей скорости превращения необходимых веществ. Повышение селективности процесса, протекающего в реакторе, стремится уменьшить расход сырья, т. е. экономия сырья.
В нефтехимии ректификация широко применяется в качестве метода выделения и очистки разнообразных продуктов нефтехимического синтеза. При этом по мере повышения селективности процессов, роль ректификации возрастает, в ряде случаев появляется возможность использования ректификации вместо более сложных методов -- экстракции, экстрактивной или азеотропной ректификации.
Исследования по созданию новых и интенсификации существующих термических процессов ведутся в направлении совершенствования аппаратурного оформления процессов, выбора оптимальных технологических режимов, повышения селективности процессов, сокращения энергозатрат и капитальных вложений, нахождения новых модификаций и оптимальных сочетаний их с другими процессами и т. д.
Одним из основных принципов, позволяющих наиболее полно использовать сырье для получения целевых продуктов, является повышение селективности процессов. Селективность процесса зависит, прежде всего, от катализатора, а также от условий проведения процесса: температуры, давления, концентрации реагентов, растворителя, времени пребывания реагентов в зоне реакции и других параметров, от термодинамического равновесия, а также типа реактора. При этом выбор оптимальных параметров позволяет достигнуть максимальной селективности процесса. В подавляющем большинстве случаев помимо основной реакции протекает еще ряд побочных параллельных и последовательных реакций. Таким образом, селективность процесса зависит и от параметров каталитических процессов, поэтому ее следует относить к определенным условиям проведения процесса. Ниже будут рассмотрены примеры влияния различных параметров на селективность. Температура и давление могут влиять на селективность процесса как положительно, так и отрицательно, т. к. помимо возрастания скорости целевой реакции растет возрастание скорости побочных реакций. Таким образом, при выборе температуры и давления проведения процесса необходимо учитывать термодинамические и кинетические зависимости реакций, а также рабочий диапазон катализатора. Качество сырья определяет также стабильность и срок службы катализатора: чем мягче проведение режима работы установки, тем больше срок службы катализатора. В аппарате идеального смешения концентрация изменяется практически мгновенно и движущая сила на протяжении всего процесса остается постоянной и равной своему конечному и, значит, наименьшему значению. В аппаратах периодического действия движущая сила процесса и, следовательно, его скорость монотонно падают. Характер изменения концентрации в аппарате обусловливает не только скорость процесса и производительность единицы объема аппарата, но и селективность процесса. Так, если в результате взаимодействия компонентов получается целевой продукт, который далее может превращаться в нежелательные продукты, то количество целевого продукта будет тем меньше, чем больше отличается характер изменения движущей силы в данном аппарате от характера ее изменения в аппаратах идеального вытеснения и периодического действия. Осуществление процессов в аппаратах идеального смешения определяет в целом более низкую селективность, чем в аппаратах идеального вытеснения.
Использование катализатора в процессе приводит к подавлению побочных параллельных и последовательных реакций, а также ускорению скорости реакцию. При блокировке активных центров катализатора, падает не только активность самого катализатора, но и селективность процесса. Так в процессе каталитического крекинга азотистые основания адсорбируются на активные центры катализатора (цеолит), блокируя их. После выжига кокса активность отравленного азотистыми основаниями катализатора полностью восстанавливается. В способе управления процессами получения циклогексанола или циклогексанона используют методы разбавления верхних и средних слоев катализатора по высоте реактора гидрирования при соответствующем контроле температуры, что повышает селективность и скорость проведения процессов при превращении фенола или бензола в циклогексанол или циклогексанон. Также для повышения селективности исключают побочные реакции контролем температуры по высоте катализатора. Для исключения взрывоопасных ситуаций используют ртсекатели и для повышения эффективности процессов используют циркуляционные газы, что в итоге повышает эффективность производства. [7]
При анализе стационарных состояний прочных реакционных систем, сталкиваются с некоторым противоречием, работа реактора при высоких скоростях химической реакции приводит к низкой конверсии в аппарате. Следовательно, для проведения процесса при одновременно высоких значениях скорости химической реакции и конверсии необходимо, чтобы состав на выходе из реакционной зоны, определяющий скорость химической реакции не совпадал с составом на выходе из системы, который определяет конверсию в ней. Это возможно при использовании массообменных процессов[4].
Для реализации селективного вывода продуктов реакции из системы применяют процессы рециркуляции - это процессы синтеза и разделения, проводимые последовательно и в разных аппаратах (например, в реакторе и ректификационной колонне, охваченные рециклом по реагентам).
Похожие статьи
-
Один из способов повысить селективность - это правильно подобрать катализатор. Рассмотрим этот метод, на примере получения анизола и крезола. Анизол и...
-
Введение - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Известно в некоторых случаях невозможно достичь высокой селективности химико-технологических процессов. Это происходит вследствие наличия побочных...
-
Качественные методы анализа - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Рециркуляционных реакционно-ректификационных процессов. При анализе сложных ХТС, характеризующихся большим числом параметров и переменных необходимо...
-
О-КРЕЗОЛ - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
C7H8O/CH3C6H4OH Молекулярная масса: 108.2 Температура кипения: 191°C Температура плавления: 31°C Относительная плотность (вода = 1): 1.05 Растворимость в...
-
Метиловый спирт [30] - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Молекулярная формула CH3OH Молярная масса 32,04 г/моль Внешний вид бесцветная жидкость Свойства Плотность и агрегатное состояние 791,8 кг/м?,...
-
Расчетно-аналитическая часть - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Для того чтобы определить в какую сторону направлены реакции, которые протекают в процессе, рассчитаем термодинамику процесса. Расчет термодинамики...
-
Фенол - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола
Фено?л (оксибензол, устар. карболовая кислота) C6H5OH -- бесцветные игольчатые кристаллы, розовеющие на воздухе из-за окисления, приводящего к...
-
Свойства, получение и применение компонентов разделяемой смеси Анизол C7H8O / С6Н5ОСН3 Молекулярная масса: 108.1 Температура кипения: 155°C Температура...
-
Таблица 2 - Структура сырья в производстве метанола, %. Сырье В мире Беларусь и Россия Природный газ 73,8 70,7 Нефть и нефтепродукты 24,4 4,0 Отходы...
-
Реакторами идеального (полного) смешения называются реакторы непрерывного действия, в которых осуществляется турбулентный гидродинамический режим. В них...
-
Получение синтезированного газа - Анализ и технологическая оценка химического производства
Химические методы переработки нефти проводят при высоких температурах без катализатора (термический крекинг), при высоких температурах в присутствии...
-
Процесс биосинтеза в производственных условиях начинают с получения посевного материала в инокуляторах и посевных аппаратах. Питательная среда для...
-
Теоретические основы процесса Реакторы смешения - это емкостные аппараты с мешалкой или циркуляционным насосом. Человечество давно пользуется...
-
Горючие системы Подразделяются на однородные и неоднородные. Однородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг...
-
Данные для расчета: Основная реакция: (1) Побочные реакции: Рабочий объем катализатора - 24 м3. Расход оксида углерода и метанола на побочные продукты с...
-
Воздушная известь - одно из древнейших вяжущих, широко применяемых в строительстве и промышленности. Известь - продукт умеренного обжига кальциевых и...
-
Пожары и взрывы причиняют значительный материальный ущерб, в ряде случаев вызывают тяжелые травмы и гибель людей. Ущерб от пожаров и взрывов в...
-
Макрокинетика процесса - Каталитический риформинг
Характерной особенностью всех модификаций риформинга является то, что одна из его основных стадий - ароматизация - эндотермична, а другая - гидрокрекинг...
-
Расчет выпарного аппарата 3.1.1. Материальный баланс процесса выпаривания. Основные уравнения материального баланса: (1) (2) Где - массовые расходы...
-
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ МАЗЕЙ., ПРИГОТОВЛЕНИЕ МАЗЕЙ В АПТЕКАХ - Производство мазей
ПРИГОТОВЛЕНИЕ МАЗЕЙ В АПТЕКАХ Приготовление мазей в аптеках. В аптеках мази готовят по экстемпоральным прописям, которые в среднем в нашей стране...
-
Целью данной курсовой работы является проведение синтеза ацетата натрия (CH3COONa). Задачами курсовой работы являются: изучение методики неорганического...
-
Производство полимеров - Анализ и технологическая оценка химического производства
Высокомолекулярные соединения получают из мономеров полимеризацией, сополимеризацией, поликонденсацией и методами привитой полимеризации и...
-
КОЛЛОИДНЫЕ ВЕЩЕСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД И ИХ УДАЛЕНИЕ - Химические свойства и строение воды
Очистка сточных вод -- лишь одно из направлений защиты гидросферы, прежде всего, поверхностных вод от антропогенных загрязнений. Главный путь защиты...
-
Рассмотрим реакцию между веществами А и В, протекающую по схеме: А А + в В = с С + d D Количественно зависимость между скоростью реакции и концентрациями...
-
ПОЛУЧЕНИЕ ОБЖИГОВОГО ГАЗА ИЗ КОЛЧЕДАНА. - Получение серной кислоты
Суммарную реакцию обжига колчедана можно представить в виде реакции (I), где ?Н=-853,8 кДж?моль FeS2, или 7117 кДж ?кг. Фактически она...
-
Сушки (температура материала 100...200 °C - здесь происходит частичное испарение воды); подогрева (200...650 °C - выгорают органические примеси и...
-
Технологическое оформление процесса получения винилхлорида сбалансированным по хлору методом Первой стадией этого комбинированного процесса является...
-
Азотный кислота утилизация оксид Методы получения азотной кислоты Первый завод по производству HNO3 из аммиака коксохимического производства был пущен в...
-
Технологическая схема установки - Абсорбция аммиака
Рассмотрим схему абсорбционной установки на примере разделения смеси бензола с каменноугольным маслом. Она приведена на рис. 1.1. 7 Рисунок 1.1 -...
-
Катализ - Концепции современного естествознания: химическая составляющая
Наиболее сильное влияние на скорость реакции оказывает присутствие в реагирующей системе Катализатора -- вещества, которое повышает (а иногда и уменьшает...
-
КАТАЛИЗ - процесс, заключающийся в изменении скорости химических реакций в присутствии веществ, называемых катализаторами. Катализаторы - вещества,...
-
Скорость реакции определяется изменением молярной концентрации одного из реагирующих веществ: V=dC/dtV. Факторы, влияющие на скорость химических...
-
Повышение или понижение уровня в емкостях, разделителях и колоннах может привести к нарушению технологического режима, а недопустимое повышение или...
-
НЕМНОГО О ПРОМЫШЛЕННОМ КАТАЛИЗЕ - Процесс катализа
На всю жизнь запомнилась мне проводившаяся по Энглеру разгонка полученного конденсата, в котором уже в начале опыта бензиновая фракция составляла 67%. Мы...
-
Методы, применяющиеся для синтеза мультиферроиков - Мультиферроики
Для синтеза мультиферроиков используются различные методы синтеза. К ним относятся: спекание, гидротермальный синтез, соосаждение, золь-гель метод,...
-
Схема 1. Технологическая схема производства серной кислоты по методу ДК. 1-серная печь; 2- котел-утилизатор; 3- экономайзер; 4- пусковая топка;...
-
Теоретические основы масс-спектрометрии Масс-спектрометрия представляет собой метод исследования веществ, основанный на определении массы (точнее,...
-
Получение тиосульфата натрия при мышьяково-содовой очистке газов - Тиосульфат натрия
В процессе очистки от сероводорода коксового и других промышленный газов мышьяково-содовым методом, помимо основной реакции: Протекают побочные реакции,...
-
ПРОМЫШЛЕННОЕ ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ - Происхождение горючих ископаемых
Алканы, алкены, алкины и арены получают путем переработки нефти (см. ниже). Уголь тоже является важным источником сырья для получения углеводородов. С...
-
КОНТАКТНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ДИОКСИДА СЕРЫ. - Получение серной кислоты
Реакция (III) окисления диоксида серы характеризуется очень высоким значением энергии активации и поэтому практическое ее осуществление возможно лишь в...
Литературный обзор, Селективный обмен веществом с окружающей средой - Разработка технологической схемы получения анизола и крезола