Аналитический обзор

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОМУ ЗАДАНИЮ

по оборудованию и основам проектирования производств химических продуктов на тему: Технологический, материальный и тепловой расчет алкилатора

Выполнила: Ильина А.В.

Группа ЭХТ-11

Преподаватель Крутский Ю.Л.

Новосибирск, 2015

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………………3

Аналитический обзор…………………………………………………………………………4

Исходные данные……………………………………………………………………………..11

Расчетная часть………………………………………………………………………………..12

Материальный расчет………………………………………………………………………...12

Технологический расчет ………………………………………………………………….15

Тепловой расчет……………………………………………………………………………18

Выводы………………………………………………………………………………………...27

Список литературы …………………………………………………………………………..28

Введение

Важными процессами переработки углеводородов природных газов являются процессы алкилирования ароматических углеводородов непредельными. К ним прежде всего следует отнести процесс получения этилбензола.из нефтяных фракций, однако в промышленных масштабах его получают путем алкилирования бензола этиленом. Реакцию проводят при температуре 400-450°C в присутствии хлорида алюминия AlCl3 в качестве катализатора.

C6H6 + CH2=CH2 → C6H5CH2CH3

Побочными продуктами этой реакции являются диэтилбензолы и триэтилбензолы, от которых целевой продукт отделяют при помощи дистилляции.

Подавляющее количество всего производимого этилбензола подвергается дальнейшему дегидрированию с целью получения стирола. Стирол же является важнейшим компонентом в процессах производства полимеров и синтетических каучуков. Кроме того, этилбензол может быть использован в качестве органического растворителя. В прошлом использовался как добавка к моторному топливу для повышения его октанового числа, но в последнее время признан неэффективным, так как при его сгорании образуется большое количество смол. [3] Этилбензол используют также в органическом синтезе, например для получения ацетофенона жидкофазным каталитическим окислением, как растворитель и компонент высокооктановых бензинов.

Аналитический обзор

Алкилированием называется процесс введения алкильных групп в молекулы органических веществ и некоторых неорганических веществ. Процесс алкилирования часто является промежуточной стадией в производстве мономеров, моющих веществ и т.д.

Вещества, которые участвуют в процессе алкилирования, называются алкилирующими агентами. Все алкилирующие агенты по типу связей, разрывающихся в них при алкилировании, делятся на следующие группы:

· ненасыщенные соединения (олефины и ацетилен);

· хлорпроизводные с неподвижным атомом хлора;

· спирты, простые и сложные эфиры (оксиды олефинов).

Олефины (этилен, бутилен, пропилен и т.д.) имеют первостепенное значение в качестве алкилирующих агентов. В виду дешевизны ими стараются пользоваться во всех случаях, где это возможно. Основное применение они нашли для С-алкилирования парафинов ароматических соединений. Алкилирование олефинами в большинстве случаев протекает по ионному механизму через промежуточное образование ионов аргония и катализируется протонными и апротонными кислотами.

Удлинение и разветвление цепи атомов углерода значительно повышает реакционную способность олефина к алкилированию.

В ряде случаев алкилирование олефинами протекает под влиянием инициаторов радикально-цепных реакций, освещения или высокой температуры. Здесь промежуточными активными частицами являются свободные радикалы и реакционная способность разных олефинов при таких реакциях значительно снижается.

Алкилирование ароматических углеводородов это сложный многостадийный процесс, состоящий из ряда взаимосвязанных реакций: алкилирование, изомеризация, полимеризация и др. В качестве катализаторов могут использоваться как протонные, так и кислоты Льюиса. Протонные кислоты широко применяются при алкилировании бензола олефинами и спиртами.

При алкилировании ароматических соединений в присутствии любых катализаторов происходит последовательное замещение атомов водорода с образованием смеси продуктов разной степени алкилирования. При умеренной температуре каждая стадия практически не обратима.

С6Н6 + С2Н4 -> С6Н5С2Н5 + С2Н4 -> С6Н4(С2H5)2 + С2Н4 -> С6(С2H5)6

На хлориде алюминия и в жестких условиях происходит обратная реакция переалкилирования с межмолекулярной миграцией алкильных групп:

H4(C2H5)2 + C6H6 -> 2C6H5C2H5

Следовательно, в процессе на хлориде алюминия может установиться равновесие, что необходимо учитывать при выборе условий процесса оптимального мольного соотношения реагентов. На протонных катализаторах состав продуктов определяется кинетикой процесса, а на хлориде алюминия и в жестких условиях – равновесием.

Дата добавления: 2015-08-21