Производство этанола методом гидратации этилена

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ УФИМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА Уфимский государственный институт сервиса Кафедра охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов КУРСОВАЯ РАБОТА По дисциплине Промышленная экология На тему Производство этанола методом гидратации этилена Выполнил студент группы ОД-41 Давыдов Д.В. Проверил профессор Исмагилов Ф.Р. Уфа 2006 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1. Теоретические аспекты экологизации и экологизация производства 1.2 Очистка отходящих газов 3. Очистка стоков нефтеперерабатывающей промышленности 6 1.4. Выбросы углеводородов 2. ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОЦЕССА ГИДРАТАЦИИ 1. Компримирование и осушка газа пиролиза 2. Фракционирование газа пиролиза 3. Разделение пиролиза при высоком давлении 4. Очистка этилена 5. Получение этилена диспропорционированием пропилена 3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТОВ 4. ПРОИЗВОДСТВО СПИРТОВ СЕРНОКИСЛОТНОЙ ГИДРАТАЦИЕЙ ОЛЕФИНОВ 1. Теоретические сведения 2. Технология получения спиртов методом сернокислотной гидратации 5. ПРОИЗВОДСТВО СПИРТОВ ПРЯМОЙ ГИДРАТАЦИЕЙ ОЛЕФИНОВ 1. Теоретические сведения 2. Технологические особенности процесса 3. Технологическая схема процесса 4. Характеристика основной аппаратуры 40 5.5. Расчёт материального баланса гидратора 6. ПРЯМАЯ ГИДРАТАЦИЯ ЭТИЛЕНА НА НЕЙТРАЛЬНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ 46 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 48 ВВЕДЕНИЕ В данной курсовой работе исследован процесс получения этанола из этилена путём гидратации последнего.

А также рассмотрено получение сырья этилен путём фракционирования из газа пиролиза. И последующая его очистка от сероводорода, двуокиси и окиси углерода, ацетилена и кислорода.

Этанол принадлежит к числу многотоннажных и широко применяемых продуктов органического синтеза.

Он является хорошим, хотя и огнеопасным растворителем в больших количествах используется в пищевой и медицинской промышленности.

Служит горючим в жидкостных ракетных двигателях, антифризом и т. д. Как промежуточный продукт органического синтеза этанол имеет важное значение для получения сложных эфиров хлороформа, хлораля, диэтилового эфира, ацетальдегида и уксусной кислоты.

В России процесс производства синтетического этанола посредством гидратации этилена осуществляется двумя способами сернокислотной и прямой гидратацией. Первый способ внедрен в промышленном масштабе с 1952г, второй получил широкое распространение в последние десятилетия. На сегодняшний день любой технологический процесс должен рассматриваться не только с точки зрения экономических показателей, но и должно обязательно учитываться влияние этого процесса на окружающую среду.

Процесс получения этанола на всех этапах - от подготовки сырья до получения уже готового продукта - сопровождается использованием или образованием опасных для окружающей среды веществ. Таких как серная кислота, фосфорная кислота и др. Совершенно естественно, что выбор метода производства этанола должен учитывать вредное влияние продуктов производства на окружающую среду.

Но в то же самое время любой технологический процесс должен быть и экономически целесообразным. Исследование вредного воздействия на окружающую среду с учётом экономической эффективности я и считаю целью данной курсовой работы. 1.

ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1.1

Теоретические аспекты экологизации и экологизация производства

С помощью каталитического метода токсичные компоненты промышленных выб... Абсорбционный метод основан на поглощении вредных веществ абсорбентом ... . Подобно любой экологической системе, где вещество и энергия расходуютс... 1.2.

Очистка стоков нефтеперерабатывающей промышленности

Очистка стоков нефтеперерабатывающей промышленности При производстве этанола образуются стоки фосфорной и серной кислоты.

Для очистки используют нейтрализацию.для нейтрализации кислот в сточные воды вводят специальные реагенты известь, кальцинированную соду, аммиак, раствор едкого натрия. При этом происходит реакция Н2SO4 2NaOH Na2SO4 2H2O H3PO4 3NaOH Na3PO4 3H2O 1.4.

Выбросы углеводородов

Выбросы углеводородов. При этом потери будут в несколько раз больше, чем при низкотемпературн... Естественно, что потери от испарения будут тем меньше, чем ниже темпер... Углеводороды, которые идут из регенератора установки не требуют дополн... 1 2.

ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОЦЕССА ГИДРАТАЦИИ

ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОЦЕССА ГИДРАТАЦИИ 2.1.

Компримирование и осушка газа пиролиза

Содержание водяных паров в газе кг кг зависит от температуры и давлени... Перед осушкой газ освобождают от тяжёлых углеводородов для чего его по... На рис.12 приведена технологическая схема компримирования и осушки газ... Колонна снабжена кипятильником. Температура вверху колонны 32 C, внизу 125 C.

Фракционирование газа пиролиза

1. 2. абсорбционно-ректификационный метод, при котором все компоненты тяжеле... Кривая равновесия фаз становится круче, вследствие чего для разделения... Это требует более сложного оборудования и менее экономично, чем этилен...

Разделение пиролиза при высоком давлении

сверху из этой колонны отбирается пропан пропиленовая фракция, а снизу... Соответственно обогрев кипятильника осуществляется водяным паром. Газ пиролиза после компримирования и осушки проходит теплообменник 2 и... Газ после щелочной промывки делится на два потока. Сверху из колонны 9 при температуре -28 C отбирается 99,9 -ный этилен....

Получение этилена диспропорционированием пропилена

Получение этилена диспропорционированием пропилена. В связи с этим разработан так называемы процесс триолефин, основанная ... Цикл работы между регенерациями колеблется от 20 часов до нескольких с... Бутен используется для дегидрирования с получением бутадиена-1,3. Эта смесь направляется в пропиленовую колонну 2, где непревращённый пр...

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТОВ

. Для получения синтетического этанола сырьём служит этилен, который под... ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТОВ. Они являются массовой продукцией нефтехимического синтеза, поэтому бол... Трудовые и сырьевые затраты при производстве этилового спирта из пищев...

ПРОИЗВОДСТВО СПИРТОВ СЕРНОКИСЛОТНОЙ ГИДРАТАЦИЕЙ ОЛЕФИНОВ

В начале тридцатых годов в Советском Союзе М.А.Далиным с сотр. Существенной особенностью процесса является расщепление при гидролизе ... При этом для олефинов разного строения различия в термодинамике рассма... Очевидно, что гидратации способствуют одновременное снижение температу... 4.2.

Технология получения спиртов методом сернокислотной гидратации

. Выход этанола ректификата составляет 85 от стехиометрического. Для отвода тепла реакции на каждой тарелке имеется змеевик водяного ох... Из нижней части колонны 7 отводится 45 - 47 серная кислота, поступающа... Пары спирта и других продуктов направляются в колонну 13, где отгоняет...

ПРОИЗВОДСТВО СПИРТОВ ПРЯМОЙ ГИДРАТАЦИЕЙ ОЛЕФИНОВ

Далее ион карбония взаимодействует с водой за счёт неподелённой электр... Как и в случае сернокислотной гидратации, при прямой гидратации этилен... По топытным данным конвертированный этилен расходуется на образование ... Влияние давления Повышение давления благоприятствует реакции гидратаци... это давление связано с процессом абсорбции этилена фосфорной кислотой....

Технологические особенности процесса

. Унос кислоты пара-газовой смесью составляет 0,5 г ч с 1л катализатора ... 5.3. Эти примеси представляют собой метан и этан. Срок службы катализатора можно увеличить до 900 - 1000 ч, добавляя фос...

Технологическая схема процесса

Процесс прямой гидратации этилена включает следующие стадии 1 комприми... Газовая смесь циркуляционным компрессором 2 сжимается до 80 кгс см2 и ... отделённый от жидкости газ из сепаратора охлаждается в холодильнике 8,... Теплообмен осуществляется в специальных теплообменниках сатураторах. П... 2,4 5.4.

Характеристика основной аппаратуры

Характеристика основной аппаратуры. Высота слоя катализатора приблизительно 7 метров. Линейная скорость газа 0,2 м с потеря напора 3 - 4 кгс см2 в начале ци... Вода подаётся сверху, распределяется по трубной решётке через специаль... C .

Расчёт материального баланса гидратора

Инертные примеси поступают в систему с исходным техническим этиленом, ... Парогазовая смесь из гидратора после конденсации разделяется на газ и ... Введём следующие обозначения А - количество конвертируемого этилена, к... Количество водяного пара, подаваемого в гидратор, равно Nz nz. Gz 18 Nz кг ч Количество обратного газа, выходящего из гидратора соста...

ПРЯМАЯ ГИДРАТАЦИЯ ЭТИЛЕНА НА НЕЙТРАЛЬНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ

ПРЯМАЯ ГИДРАТАЦИЯ ЭТИЛЕНА НА НЕЙТРАЛЬНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ. Разработаны процессы гидратации этилена на нейтральном катализаторе в ... 12WO3. 2,6 . Вольфрамовые катализаторы помимо уже указанных преимуществ более актив...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Было рассмотрено три вида гидратации этилена прямая гидратация с использованием в качестве катализатора фосфорной кислоты, сернокислотная гидратация этилена и гидратация на нейтральных катализаторах. Последняя, как уже было упомянуто выше, из-за своей дороговизны используется крайне редко. Большее распространение в промышленности получили первые два метода. В случае сернокислотной гидратации основной статьёй расхода является сырьё и вспомогательные материалы, что связано с применением серной кислоты и с меньшей селективностью процесса, протекающего с образованием значительных количеств побочных продуктов.

Себестоимость спирта полученного сернокислотной гидратацией примерно на 20 выше, чем при прямой гидратацией. Поэтому с экономической точки зрения процесс прямой гидратации является наиболее выгодным. Уже было упомянуто, что при сернокислотной гидратации образуется множество побочных продуктов, к ним относятся диэтилсульфат, этилсульфат, диэтиловый эфир, этаналь и различные продукты полимеризации этилена олигомеры и полимеры. Кроме того, сама серная кислота является опасным продуктом.

Все эти вещества в больших количествах оказывают вредное воздействие на окружающую среду. И поэтому их нужно утилизировать, что увеличивает затраты на производстве. При прямой гидратации тоже образуются побочные продукты диэтиловый эфир, этаналь, фосфорные эфиры и различные виды полимеров, остатки фосфорной кислоты.

Но в значительной меньшей мере, чем при сернокислотной гидратации этилена. Поэтому с точки зрения экологичности процесса метод прямой гидратации этилена более выгоден. 2, 7 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский. Экология. Ростов н Д издательство Феникс , 2003. С. 300 - 302. 2. Химическая энциклопедия, т.1, М. Химия, 1987г - 566с. 3. Химическая энциклопедия, т.2, М. Химия, 1987г - 540с. 4. Несмеянов А. Н Несмеянов Н.А. Начала органической химии, т.2, М. Химия, 1969 - 826 с. 5. Лебедев Н.Н. Теория химических процессов основного органического и нефтехимического синтеза. М. Химия, 1988 - 588 с. 6. Несмеянов А. Н Несмеянов Н.А. Начала органической химии, т.1, М. Химия, 1969 - 668с. 7. Степанов А.В. Производство этилена Киев, издательствово Наукова думка 1973г 400с.