Заключение, Список использованных источников - Анализ способов получения глиоксаля и технологических схем окисления одноатомных спиртов

Глиоксаль формальдегид катализатор окисление

В процессе выполнения дипломного проекта проведен анализ способов получения глиоксаля, а также технологических схем окисления одноатомных спиртов.

Созданы модели ХТС процесса окисления метанола на пакете HYSYS и получены расчетные данные этих процессов.

Разработана технологическая схема парофазного окисления этиленгликоля в глиоксаль с использованием серебряных каталитических систем. В результате чего получены расчетные данные этого процесса, а именно:

    - условия протекания процесса; - физико-химические и теплофизические свойства исходных, промежуточных и готовых продуктов; - материальные и тепловые балансы.

Также получен состав водного раствора глиоксаля. Конверсия по этиленгликолю составляет 99 %. Селективность по глиоксалю равна 35 %.

Данная модель позволяет:

    - определить лучшие условия протекания процесса синтеза глиоксаля; - удешевить процесс исследования, путем сокращения количества лабораторных опытов; - сократить сроки подготовки результатов исследования; - детально проработать процесс.
Список использованных источников

ГОСТ 12.1.007 - 76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

ГОСТ 12.4.034 - 2001. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Классификация и маркировка.

ГОСТ 12.4.026 - 2001. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная.

ГОСТ 19710-78. Этиленгликоль.

ГОСТ 12.1.004 - 91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

ГОСТ 12.4.021-75 ССБТ. Системы вентиляционные. Общие требования.

СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование

ППБ-03-93. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации.

    1 Водянкина О. В., Курина Л. Н., Петров Л. А. и др. Глиоксаль. Аcademia - 2007, 247 стр. 2 Гороновский И. Т., Назаренко Ю. И., Некряч Е. Ф. Краткий справочник по химии. - Киев: Наукова думка, 1974. - С. 900 - 904. 3 Водянкина О. В., Курина Л. Н., Петров Л. А., Изатулина Г. А., Аркатова Л. А. // Хим. пром., 1997. - № 12. - С. 802 - 807. 4 Водянкина О. В. Парциальное окисление этиленгликоля в глиоксаль на серебряных и медных катализаторах. Автореф. дисс. ... докт. хим. наук. Томск: ТГУ. 2002. - 38 с. 5 Deng J. F., Wang J., Xu. X. // Catal. Lett., 1996 V 36. - P. 207 - 216. 6 Кондратьев Д. В., Брайловский С. М., Темкин О. Н. // Деп. ВИНИТИ № 278ХР91. 1990. - 18 с. 7 Аркатова Л. А., Курина Л. Н., Водянкина О. В. // Журн. прикл. химии, 1999. - Т. 72. - № 5. - С. 795 - 798. 8 Курина Л. Н., Петров Л. А., Галанов С. И., Колпаков С. Н., Азаренко Е. А., Водянкина О. В. // Журн. физ. химии, 1996. - Т. 70. - № 2. - С. 359 - 360. 9 Курина Л. Н., Водянкина О. В., Азаренко Е. А. // Журн. прикл. химии, 1995. - Т. 68. - В. 7. - С. 1210 - 1211. 10 Аркатова Л. А., Курина Л. Н., Водянкина О. В., Кожомин А. Г. // Журн. прикл. химии, 1999. - Т. 72. - № 4. - С. 614- 616. 11 Keith B., Hardy H., Francis. R. F., Alfred D. Vapor phase oxidation process: Пат. № 3948997 UK C07C 045/ 00, Laporte Industries Limined, заявл. 14.03.1974. опубл. 6.04.1976. 12 Card Rodger J. Vapor phase oxidation process for making glyoxal: Пат. № 4978803, МКИ 5 С 07 С 45/ 38, С 07 С 45/ 39, American Cyanamid Co., № 373843, заявл.26.06.89. опубл.18.12.90. 13 Sauer W., Hoffmann W. Continuous preparation of glyoxal: Пат. № 4511739 США, МКИ С07 С 47/127, опубл. 16.04.1985. 14 Яковенко З. И. Физико - химические основы безотходного процесса производства концентрированного формалина на малосеребряном катализаторе: Докл. дисс. ... докл. хим. наук. М.: МИТХТ, 1989. - 50 с. 15 Сахаров А. А., Каратаева О. В., Курина Л. Н. // Журн. физ. химии, 1993. - Т. 67. - № 3. - С. 435 - 437. 16 Долгов Б. Н. Катализ в органической химии. - Ленинград, 1959. - С. 202 - 205. 17 Огородников С. К. Формальдегид. - Л.: Химия, 1984. 18 Nishiwaki S. e. a. Пат. 00049, 1972 (Япония); С. А., 1972, V.76. - № 13, 72028g. 19 Nishiwaki S. e. a., Oosuki M. Пат. 21081, 1973 (Япония); С. А., 1973, V.79. - № 17,104755 20 Пат. 1487093, 1967 (Франция); С. А., 1968, V.68. - № 13, 59113. 21 Боресков Г. К. и др. - Хим. пром., 1977. - № 1, С. 48 - 29. 22 Нормы пожарной безопасности НПБ 105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. 23 Организационно-экономическая часть дипломных проектов по темам научно-исследовательского и конструкторского направлений. Методические указания для студентов технических специальностей. Сост. О. А.Стародубцева. НГТУ, 2004.

Приложение А

Таблица А.1 - Условия технологической схемы производства формальдегида на серебряном катализаторе

№ и название потоков

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Метанол

Воздух

ПВ

Смесь

Нагретая

ПВ смесь

Контакт.

Газ

Жидкость

Охл.

Контакт.

Газ

Газ

Формалин

Температура, оС

25.0

25.0

7.282

110.0

664.1

664.1

359.1

25.0

25.0

Мольный расход, кмоль/ч

129.8

550.0

679.8

679.8

724.8

0

724.8

505.1

219.7

Массовый расход, кг/ч

3600

1.587 -104

1.947 -104

1.947 -104

1.947 -104

0

1.947 -104

1.443 -104

5038

Мольная энтальпия, кДж/кмоль

-2.607-105

-8.066

-4.979-104

-3.807-104

-3.571-104

-3.571-104

-4.671-104

-7.932

-2.152-105

Мольная энтропия, кДж/кмоль-оС

18.05

155.8

129.8

167.3

200.4

200.4

186.2

153.8

90.52

Теплосодержание, кДж/ч

-3.385-107

-4436

-3.385-107

-2.589-107

-2.589-107

0

-3.385-107

-4006

-4.728-107

Таблица А.2 - Свойства потоков технологической схемы производства формальдегида на серебряном катализаторе

№ и название потоков

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Метанол

Воздух

ПВ

Смесь

Нагретая

ПВ смесь

Контакт.

Газ

Жидкость

Охл.

Контакт.

Газ

Газ

Формалин

Молекулярный вес, г/моль

27,72

28,85

28.64

28.64

26.86

26.86

26.86

28.57

22.93

Плотность, кг/м3

823,2

1,164

1.485

0.9000

0.3446

0.3446

0.5110

1.153

2.217

Энтальпия, кДж/кг

-9402

-0.2796

-1739

-1330

-1330

-1330

-1739

-0.2776

-9385

Энтропия, кДж/кг-оС

0.6509

5.401

4.531

5.844

7.461

7.461

6.934

5.382

3.948

Теплоемкость,

КДж/кг- оС

5.118

1.013

4.531

1.144

1.396

1.396

1.282

1.023

2.487

Теплопроводность, В/м-К

0.2770

2.594 -10-2

2.438 -10-2

2.969 -10-2

6.694 -10-2

7.243 -10-2

4.677 -10-2

2.589 -10-2

0.6267

Вязкость, сПз

0.6230

1.883 -10-2

1.760 -10-2

1.966 -10-2

3.601 -10-2

3.253 -10-3

2.707 -10-2

1.866 -10-2

0.8904

Кинематическая

Вязкость, сСт

0.7569

16.17

14.18

21.84

104.5

9.440

52.97

16.18

0.8841

Низшая теплота

Сгорания, кДж/кг

1.593 -104

-

449.8

2946

2398

2398

2398

-

9267

Теплота

Испарения, кДж/кг

1529

206.1

892.9

892.9

937.8

937.8

937.8

204.2

1745

Ср/СV

1.149

1.401

1.167

1.344

1.285

1.285

1.319

1.401

1.069

Действ. об. расход, м3/ч

4.373

1.363 -104

1.311 -104

2.163 -104

5.649 -104

0,000

3.810 -104

1.251 -104

2272

Таблица А.3 - Материальный баланс технологической схемы производства формальдегида на серебряном катализаторе

Наименование

Компонентов

Поток № 1 - Метанол

Поток № 2 - Воздух

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Метанол

2880.0

80.0

3.619

83.38

-

-

-

-

Вода

720.0

20.0

0.722

16.62

-

-

-

-

Кислород

-

-

-

-

3696.0

23.0

3.249

17.71

Азот

-

-

-

-

12172.0

77.0

15.094

82.29

Формальдегид

-

-

-

-

-

-

-

-

Итого

3600.0

100.0

4.341

100.0

15868.0

100.0

18.343

100.0

Наименование

Компонентов

Поток № 4 - Смесь

Поток № 5 - Контактный газ

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Метанол

2880.0

14.79

3.619

15.96

-

-

-

-

Вода

720.0

3.70

0.722

3.18

2339.0

12.02

2.344

10.19

Кислород

3696.0

18.99

3.249

14.32

2258.0

11.60

1.985

8.63

Азот

12172.0

62.52

15.094

66.54

12172.0

62.52

15.094

65.60

Формальдегид

-

-

-

-

2699.0

13.86

3.587

15.59

Итого

19468.0

100.0

22.684

100.0

19468.0

100.0

23.010

Наименование

Компонентов

Поток № 8 - Газ

Поток № 9 - Формалин

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Метанол

-

-

-

-

-

-

-

-

Вода

-

-

-

-

2339.0

46.43

2.344

39.52

Кислород

2258.0

13.97

1.985

11.62

-

-

-

-

Азот

12172.0

84.38

15.094

88.39

-

-

-

-

Формальдегид

-

-

-

-

2699.0

53.57

3.587

60.48

Итого

14430.0

100.0

17.079

100.0

5038.0

100.0

5.931

100.0

Приложение Б

Таблица Б.1 - Условия технологической схемы производства формальдегида на оксидном катализаторе

№ и название потоков

1

2

3

4

5

6

7

Очищенный

Воздух

Отработанный

Газ

Смесь

Воздух

Нагретый

Воздух

Метанол

СВ смесь

Температура, оС

25.0

25.0

25.0

25.0

315.0

25.0

181.9

Мольный расход, кмоль/ч

300.0

1198.0

1498.0

1498

1498.0

112.4

1610.0

Массовый расход, кг/ч

8655

3.370 -104

4.235 -104

4.235 -104

4.235 -104

3600

4.595 -104

Мольная энтальпия, кДж/кмоль

-8.066

-7.715

-7.785

-7.785

8681

-2.474-105

-9185

Мольная энтропия, кДж/кмоль-оС

155.8

149.7

151.2

151.2

171.5

0.1889

165.4

Теплосодержание, кДж/ч

-2420

-9243

-1.166-104

-1.166-104

1.301 -107

-2.780-107

-1.479-107

Температура, оС

380.0

380.0

134.0

25.0

25.0

25.0

25.0

Мольный расход, кмоль/ч

1667

-

1667

1442

224.7

243.8

1198.0

Массовый расход, кг/ч

4.595 -104

-

4.595 -104

4.055 -104

5398.0

6858

3.370 -104

Мольная энтальпия, кДж/кмоль

-1.296-104

-1.296-104

-2.077-104

-7.715

-1.997-105

-7.715

-7.715

Мольная энтропия, кДж/кмоль-оС

178.9

178.9

163.9

149.7

98.32

149.7

149.7

Теплосодержание, кДж/ч

-2.160-107

-

-3.462-107

-1.112-104

-4.487-107

-1881

-9243

Таблица Б. 2 - Свойства потоков технологической схемы производства формальдегида на оксидном катализаторе

№ и название потоков

1

2

3

4

5

6

7

Очищенный

Воздух

Отработанный газ

Смесь

Воздух

Нагретый

Воздух

Метанол

СВ смесь

Молекулярный вес, г/моль

28.85

28.12

28.27

28.27

28.27

32.04

28.53

Плотность, кг/м3

1.164

1.135

1.141

1.141

0.5779

786.1

0.7542

Энтальпия, кДж/кг

-0.2796

-0.2743

-0.2754

-0.2754

307.1

-7722

-321.9

Энтропия, кДж/кг-оС

5.401

5.322

5.348

5.348

6.066

5.896 -10-3

5.795

Теплоемкость, кДж/кг- оС

1.013

1.038

1.033

1.033

1.087

5.096

1.117

Теплопроводность, В/м-К

2.594 -10-2

2.583 -10-2

2.585 -10-2

2.585 -10-2

4.398 -10-2

0.1797

3.532 -10-2

Вязкость, Пз

1.883 -10-4

1.839 -10-4

1.848 -10-4

1.848 -10-4

3.027 -10-4

5.447 -10-3

2.396 -10-4

Кинематическая вязкость, сСт

16.17

16.20

16.20

16.20

52.37

0.6930

31.76

Низшая теплота сгорания, кДж/кг

-

-

-

-

-

1.991 -104

1560

Теплота испарения, кДж/кг

206.1

200.6

201.8

201.8

201.8

1275

584.2

Ср/СV

1.401

1.401

1.401

1.401

1.371

1.176

1.355

Действ. об. расход, м3/ч

7433

2.969 -104

3.712 -104

3.712 -104

7.328 -104

4.580

6.093 -104

Молекулярный вес, г/моль

27.57

27.57

27.57

28.12

24.02

28.12

28.12

Плотность, кг/м3

0.5076

0.5076

0.8147

1.135

1.901

1.135

1.135

Энтальпия, кДж/кг

-470.1

-470.1

-753.4

-0.2743

-8313

-0.2743

-0.2743

Энтропия, кДж/кг-оС

6.487

6.487

5.944

5.322

4.093

5.322

5.322

Теплоемкость, кДж/кг- оС

1.188

1.188

1.116

1.038

2.227

1.038

1.038

Теплопроводность, В/м-К

4.757 -10-2

5.515 -10-2

3.208 -10-2

2.583 -10-2

0.6110

2.583 -10-2

2.583 -10-2

Вязкость, Пз

2.975 -10-4

3.400 -10-5

2.121 -10-4

1.839 -10-4

8.904 -10-3

1.839 -10-4

1.839 -10-4

Кинематическая вязкость, сСт

58.61

6.698

26.03

16.20

0.8841

16.20

16.20

Низшая теплота сгорания, кДж/кг

1270

1270

1270

-

1.081 -104

-

-

Теплота испарения, кДж/кг

625.6

625.6

625.6

200.6

1575

200.6

200.6

Ср/СV

1.341

1.341

1.373

1.401

1.092

1.401

1.401

Действ. об. расход, м3/ч

9.053 -104

-

5.641 -104

3.573 -104

2840

6042

2.969 -104

Таблица Б.3 - Материальный баланс технологической схемы производства формальдегида на оксидном катализаторе

Наименование

Компонентов

Поток № 1 - Очищенный воздух

Поток № 2 - Отработанный газ

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Метанол

-

-

-

-

-

-

-

-

Азот

6639.0

76.71

8.233

82.29

32622.0

96.81

40.455

97.72

Кислород

2016.0

23.29

1.772

17.71

1075.0

3.19

0.945

2.28

Вода

-

-

-

-

-

-

-

-

Формальдегид

-

-

-

-

-

-

-

-

Итого

8655.0

100.0

10.005

100.0

33697.0

100.0

41.399

100.0

Наименование

Компонентов

Поток № 5 - Нагретый воздух

Поток № 6 - Метанол

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Метанол

-

-

-

-

3600

100.0

4.524

100.0

Азот

39261.0

92.70

48.688

94.72

-

-

-

-

Кислород

3091.0

7.30

2.717

5.28

-

-

-

-

Вода

-

-

-

-

-

-

-

-

Формальдегид

-

-

-

-

-

-

-

-

Итого

42352.0

100.0

51.405

100.0

3600

100.0

4.524

100.0

Наименование

Компонентов

Поток № 7 - СВ смесь

Поток № 8 - Контактный газ

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Метанол

3600.0

7.83

4.524

8.09

-

-

-

-

Азот

39261.0

85.44

48.688

87.05

39261.0

85.44

48.688

86.42

Кислород

3091.0

6.73

2.717

4.86

1293.0

2.81

1.136

2.02

Вода

-

-

-

-

2024.0

4.40

2.028

3.60

Формальдегид

-

-

-

-

3374.0

7.34

4.483

7.96

Итого

45952.0

100.0

55.929

100.0

45952.0

100.0

56.33

100.0

Наименование

Компонентов

Поток № 12 - Формалин

Поток № 13 - На факел

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Кг/час

% масс.

М3/час

% об.

Метанол

-

-

-

-

-

-

Азот

-

-

-

-

6639.0

96.81

8.233

97.72

Кислород

-

-

-

-

218.65

3.19

0.192

2.28

Вода

2024.0

37.50

2.028

31.15

-

-

-

-

Формальдегид

3373.0

62.50

4.483

68.85

-

-

-

-

Итого

5397.0

100.0

6.512

100.0

6857.55

100.0

8.425

100.0

Похожие статьи




Заключение, Список использованных источников - Анализ способов получения глиоксаля и технологических схем окисления одноатомных спиртов

Предыдущая | Следующая