Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Разработка высокоэффективной технологии получения метилэтилкетона

Диссертация: Разработка высокоэффективной технологии получения метилэтилкетона
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ Н-БУТАНА НА ГЕТЕРОГЕННОМ КАТАЛИЗАТОРЕ3. 1. Исследование влияния природы растворителя. Изучение фазовых равновесий жидкость-жидкость в системе gj продуктов синтеза метилэтилкетона. Изучение стадии прокаливания катализатора. Изучение влияния времени проведения стадии ГТО. Изучение влияния условий гидротермальной обработки (ГТО)2. 2. 1. Изучение влияния перемешивания… Читать ещё >

Содержание

  • 1. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЭК
    • 1. 1. Получение МЭК на основе н-бутена
      • 1. 1. 1. Дегидрирование втор-бутилового спирта
        • 1. 1. 1. 1. Сернокислотный метод получения втор-бутилового спир- ^ та
        • 1. 1. 1. 2. Гетерогенно-каталитический метод получения втор-бутилового д спирта
        • 1. 1. 1. 3. Получение МЭК окислением или дегидрированием втор- ^ бутилового спирта
      • 1. 1. 2. Окисление н-бутенов в присутствии хлоридов палладия и меди ^ (Waker-npouecc)
      • 1. 1. 3. Получение МЭК прямым окислением н-бутенов на бесхлорид- ^ ном катализаторе
    • 1. 2. Совместное получение уксусной кислоты и МЭК окислением ^ н-бутана
    • 1. 3. Другие способы получения МЭК
    • 1. 4. Постановка задачи
  • 2. ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА И РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ. , ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАЛИТА ТИТАНА
    • 2. 1. Изучение влияния исходного соотношения реагентов
      • 2. 1. 1. Изучение влияния соотношения ТБОТ/ТЭОС
      • 2. 1. 2. Изучение влияния соотношения ТПАГ/ТЭОС
    • 2. 2. Изучение влияния условий гидротермальной обработки (ГТО)
      • 2. 2. 1. Изучение влияния перемешивания на стадии ГТО
      • 2. 2. 2. Изучение влияния температуры на стадии ГТО
      • 2. 2. 3. Изучение влияния времени проведения стадии ГТО
    • 2. 3. Изучение стадий постгидротермальной обработки
      • 2. 3. 1. Изучение стадии промывки катализатора
      • 2. 3. 2. Изучение стадии прокаливания катализатора
    • 2. 4. Оптимальные условия синтеза силикалита титана
  • 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ Н-БУТАНА НА ГЕТЕРОГЕННОМ КАТАЛИЗАТОРЕ
    • 3. 1. Исследование влияния природы растворителя
    • 3. 2. Исследование влияния соотношения реагентов
    • 3. 3. Исследование влияния рН среды
    • 3. 4. Исследование влияния концентрации катализатора
    • 3. 5. Исследование влияния температуры
    • 3. 6. Оптимальные условия синтеза МЭК
  • 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ И РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИНТЕЗА МЕТИЛЭТИЛКЕТОНА 65 ПРИ КАТАЛИЗЕ СИЛИКАЛИТОМ ТИТАНА
    • 4. 1. Механизм окисления н-бутана водными растворами пероксида ^ водорода на силикалите титана (TS-1)
    • 4. 2. Исследование кинетики и разработка математической модели ^ синтеза метилэтилкетона при катализе силикалитом титана
  • 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СТАДИИ ВЫДЕЛЕНИЯ И, ОЧИСТКИ МЭК
    • 5. 1. Основные методы очистки и выделения МЭК
    • 5. 2. Изучение фазовых равновесий жидкость-жидкость в системе gj продуктов синтеза метилэтилкетона
  • 6. РАЗРАБОТКА ГОИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕХНО ЛОГИЧНЕ- «» СКОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА МЕТИЛЭТИЛКЕТОНА
    • 6. 1. Описание принципиальной технологической схемы получения gg метилэтилкетона
    • 6. 2. Оптимизация параметров и выбор режимов работы оборудова- ^ ния технологической схемы получения метилэтилкетона
    • 6. 3. Сравнительный технико-экономический анализ разрабатывав- ^ мой технологии
  • 7. ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА, МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА И АНАЛИЗА
    • 7. 1. Исходные вещества
    • 7. 2. Описание методики экспериментов по изучению кинетики ^ ^^ окисления н-бутана пероксидом водорода
    • 7. 3. Описание методики проведения опытов в проточном реакторе
    • 7. 4. Методика определения пероксида водорода
    • 7. 5. Методика газохроматографического анализа
    • 7. 6. Описание методики изучения равновесия жидкость-жидкость ^^ в системе метилэтилкетон-вода-экстрагент
    • 7. 7. Методика исследования структуры и морфологии силикалита ^^ титана
    • 7. 8. Методика определения содержания титана в силикалите тага- ^^ на
  • ВЫВОДЫ

Разработка высокоэффективной технологии получения метилэтилкетона (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Метилэтилкетон используется в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности на установках депарафинизации масел и обезмасливания парафинов, в лакокрасочной промышленности в качестве компонента летучей части для полиуретановых покрытий, в деревообрабатывающей промышленности для получения различных клеев, в промышленности резинотехнических изделий, в парфюмерной промышленности и других отраслях. Сейчас в мире производится около ~1 млн. тонн метилэтилкетона.

Жесткие требования экологического и экономического характера диктуют настоятельную необходимость создания новых технологий получения МЭК, которые могли бы заменить существующие многостадийные процессы, приводящие к образованию большого количества отходов. Наибольший интерес в данной области представляют способы, основанные на использовании более доступного сырья н-бутана и экологически чистых окислителей: молекулярного кислорода или пероксида водорода.

Кроме того, на наш взгляд, особый интерес в качестве возможного катализатора процесса синтеза МЭК представляет силикалит титана (TS-1). О перспективности его использования свидетельствует, в частности, разработка и промышленная реализация в последние годы ряда новых крупнотоннажных процессов органического синтеза.

Совершенствование и оптимизация процесса получения метилэтилкетона возможна лишь при изучении и анализе комплекса информации по закономерностям реакций, протекающих при синтезе метилэтилкетона, и на этой основе подбор более производительного катализатора и разработка эффективной схемы выделения товарного МЭК.

Настоящая работа посвящена разработке новой технологии получения МЭК жидкофазным окислением н-бутана водными растворами пероксида водорода на гетерогенном титансодержащем катализаторе (TS-1) с улучшенными технико-экономическими показателями по сравнению с известными методами. При этом были решены следующие задачи: разработан эффективный катализатор, изучены основные кинетические и физико-химические закономерности процесса.

1. Оптимизирована методика получения катализатора на основе силикалита титана (TS-1) для гетерогенно-каталитического процесса получения метилэтилкетона жидкофазным окислением н-бутана пероксидом водорода.2. Впервые представлена количественная информация по влиянию природы растворителя, концентрации катализатора, температуры, рН среды и соотношения реагентов на основные параметры процесса (выход, степень превращения и начальная скорость образования) при синтезе МЭК на лабораторных установках периодического и непрерывного действия.3. Изучены кинетические закономерности гетерогенно-каталитического окисления н-бутана в метилэтилкетон на разработанном катализаторе. Получены кинетические уравнения образования метилэтилкетона и разложения пероксида водорода, адекватно описывающее экспериментальные данные. Найдены зависимости эффективных констант скорости образования метилэтилкетона и разложения пероксида водорода от температуры.4. Определены необходимые для расчета технологического оборудования на стадии разделения реакционной массы данные по взаимной растворимости МЭК и воды, по равновесию жидкость-жидкость в системах МЭК-вода углеводород (толуол, о-ксилол, п-ксилол, м-ксилол, изопропилбензол, н пентан). Показано преимущество ароматических углеводородов,' как экстрагентов при очистке МЭК от воды.5. Разработана высокоэффективная технология получения МЭК, преимуществами которой является использование в качестве сырья н-бутана и окислителя — пероксида водорода, защищенная патентом РФ.

6. Проведена оптимизация основных параметров технологической схемы получения МЭК и определена ориентировочная себестоимость метилэтилкетона по предложенному способу.7. Разработаны «Исходные данные для проектирования опытно промышленной установки получения МЭК мощность 50 кг/сутки».

Показать весь текст

Список литературы

  1. September 29/October 6.- 62. А. Б. Гущевский, М. Л. Колесов и др. Современное состояние и перспективы производства метилэтилкетона. Современные проблемы химии и химической промышленности. М.: НИИТЭХИМ. 1987. вьтп.8.(211). 4. 5. 6. 7. 8.
  2. Заявка 3 040 997 ФРГ. Пат. 2 147 737 ФРГ. Пат. 4 358 626 США. Заявка 52−151 106 Японии. Catalyst.-1983.-25.- № 2.- 79 Пат. 4 329 520 США. 10. Авт. свид. 482 434 СССР. 11. М. А. Азизов, Р. Х. Каримов и др. Превращение спиртов в карбонильные соединения на катализаторе Д-53. Хим. пром. 1982. -№ 10.-с.7(583). 12. Авт. свидетельство СССР 1 074 858. 1984.
  3. Ketones. Hydrocarb.Process. 1979. 59. 1 1 p. 182. 14. Пат. 4 075 128 США. Preparation of methyl ethyl ketone.-1978. 15. Пат. 960 160 СССР. Способ получения метилэтилкетона.- 1979.
  4. И.И. Окисление и окислительное сочетание.// Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева. 1977. -22. № 1. с.ЗО.
  5. Ч. Промышленные каталитические процессы и эффективные катализаторы, пер. англ. М М и р 1973. -с.286.
  6. Hyrocarb.Process. 1969. 48. № 11. -р.204.
  7. J. //Chem. and Eng. News. 1963. v.41. N 2 7 -p.50.
  8. Smidt J., Krekeler H.// Erdol und Kohle. 1963.- v.16. N 6. p.560 21. Авт. свидетельство 472 928 СССР. 109
  9. B.C., Серебрилов Л. А. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия. -1992. с. 431. 24. Пат. 1 502 818 Англии.
  10. Черных С П и др.//Хим.пром. 1983. 1 с. 38. 26. Пат. 68 866 ЕПО. Method of manufacturing ketone.-l 982. 27. Пат. 3 668 257 США. Oxidation of olefins. 1966. 28. Пат. 4 155 879 США. Process for manufacturing supported bimetallic catalysts useful for the heterogeneous phase oxidation of olefins to ketones. 1979.
  11. Journal of the American Chemical Society. -1978. vol. 100.-17.
  12. StrasakM., Majer I. //J.Org.Chem. 1980.-45. 1 8 -p.3580. 31. Авт. свидетельство СССР № 700 973. 1994. 32. Авт. свидетельство СССР № 822 417. 1994. 33. Авт. свидетельство СССР № 1 669 109. 1994.
  13. Патент 1 584 200 СССР. Катализатор окисления н-бутилена в метилэтилкетон и способ его приготовления.-1994. 36. Пат. 07−149 685 Японии.-1995. 37. Пат. 5 103 064 США. Process for producing a carbonyl compound.-1992. 38. Пат. 2 230 612 РФ. Катализатор и способ получения метилэтилкетона.2004. 39. Пат. 4 723 041 CIIIA. Olefin oxidation catalyst system.-1988. 40. Пат. 4 853 357 CIIIA. Olefin oxidation catalyst system.-1989.
  14. Известия АН СССР. 1982. 1 с 132.
  15. X.M., Усачев Н. Я. и др.// Нефтехимия. 1979. 1 9 с. 751.
  16. Х.М., Усачев Н. Я. и др.// Изв. АН СССР. Сер.хим. 1981. с. 724. по
  17. Journal of Catalysis.-1984.- 85. c.284−286. 46. Пат. 876 024 Англии. Process for the manufacture of aldehydes and ketones.-1957.
  18. Moro-Oka J. Jakita J.// Some Problems in Katalysis. -1973. № 1.
  19. Takita Т., Moro-Oka J., Azaki A.// Journal of Catalysis.-l978.-52.- № 1 .-95.
  20. Химическая промышленность США под. ред. Коренькова Г. Л. М.: НИИТЭХИМ.-1972.
  21. Нефтехимия.-1982.-22.-№ 5.-с.677.
  22. Journal of Catalysis.-1981.-72.- № 2.-p. 232 60. Ind. And Eng.Chem. Product.Res.Dev.-1982.-21.-№ 3.-p.437. 61. Пат. 584 788 Англии. Improvement in or relating to the Production of Methylethylketone from 2,3-bytyleneglycol.-1947. 62. Хим.пром.-1979.-№ 9.-с.572.
  23. Повышение эффективности и совершенствование технологии производства мономеров и растворителей на базе олефинового сырья. -М.:Химия.-1983.-с.П
  24. Нефтехимия.-1979.-19.- № 6.-с.809. 65. ЖОХ.-1978.-14.-№ 7.-с.1391. 111
  25. Tuel A. Catalysis Letters.-1998.-Vol 51.-59.
  26. Thangaraj A., Kumar R., Mirajkar S.P., Ratnasamy P. Journal of Catalysis.-1991.- Vol. l30.-p.l. 71. Пат.311 983 ЕПО. Method for the preparation of titanium-silicalite.-1988.
  27. Thangaraj A., Eapen M. J., Sivasankar S., Ratnasamy P. Zeolites.-1992.Vol. 12.-943 A. 73 Данов СМ., катализаторов жидкофазного Сулимов A.B., Федосов А. Е. Методы получения на основе силикалита титана для селективного окисления органических соединений пероксидом водорода.//Катализ в промышленности.- 2007.- 2-с.ЗЗ-Зб.
  28. Промышленный катализ в лекциях, № 1 под ред. проф. А. С. Носкова. М.: Калвис, 2005.
  29. Промышленный катализ в лекциях, № 2 под ред. проф. А. С. Носкова. М Калвис, 2005. 76. C.B.Khouw, C.B.Dartt, J.A.Labinger, M.E.Davis, J.Catal.-1994.-149.-p.l95 77. I.W.C.E. Arends, R.A.Sheldon, M. Wallau, U. Schuchardt, Angew.Chem.Int. Ed.Engl.-1997.-36.-p.1144. 78. G. Perego, R. Millini, G.Belussi. Molecular p.188. 79. RJ.Saxton. Topics Catal.-1999.- 9.-p. 43. 80. D.R.C. Huybrechts, L. Le Bruycher, P.A. Jacobs. J. Mol. Catal.-1992.-71.p. 184. 81. M.G. Clerici. Appl. Catal.-1991.-38.-p.249.
  30. Innovation In Zeolite Materials Science/ Eds. P.J. Grobet, W.J. Mortier and E.F.1988.-Vasant. SSSC 37.-p.
  31. Sieves.-Berlin.-Springer.-1998.- 112
  32. Boccuti, M. R.- Rao, К. M.- Zecchina, A.- Leofanti, G.- Petrini, G. Stud. Surf. Sci. Catal.-1988.-48.-p.133.
  33. Gang Li Xiangsheng Wang, Xinwen Guoa, Song Liu, Qi Zhaob, Xinlie Baob, Liwu Lin. Materials Chemistry and Physics.-2001.-71.-p.195.
  34. Jumras Limtrakul, Chan Inntam. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical.2004.-207.-p. 137.
  35. Morris Newman, Curtis B. Hayworth, Robert E.Treybal. Dehydration, of Aqueous Methyl Ethyl Ketone. Equilibrium data for extractive distillation and solvent extraction. Industrial and Engineering Chemistry.-1949.v.41.-№ 9.-p.50.
  36. Meissner H.P., Stokes C.A. Solvent dehydration by salting out. Prediction of maximum degree of dehydration. //Industrial and Engineering Chemistry.-1944.-v.36.- № 9.-p.65.
  37. Agnes Szanyi, Peter Mizsey, Sot Fonyo. Novel hybrid separation processes for solvent recovery based on positioning the extractive heterogeneousazeotropic distillation. //Chemical Engineering and Processing.-2004.-43.p.327.
  38. Dakshinamurty P., Venkata Rao Ternary vapour-liquid equilibria: system methylethylketone benzen cyclohexane. //J.Appl.Chem.-1957.7, December, 1957.
  39. Industrial and Engineering Chemistry.-1951.- v.51.- № 5.-p.ll82.
  40. Taher A. Al-Sahhaf, Emina Kapetanovic, Qadria Kadhem. Salt effects on liquid-liquid equilibria in the partially miscible systems water-2-butanone and water-ethyl acetate. //Fluid Phase Equilibria.-1999.-157.-p.271−283.
  41. Meissner H.P., Stokes C.A., Hunter СМ., Morrow III G.M. Solvent dehydration by salting out. Coninuous countercurrent dehydration. Industrial and Engineering Chemistry.-1994.- v.36.- № 10.-p.44. 121. Пат. 213 8807A Англии. Removing water from azeotropes.-1984. 122. H. Renon, J.M. Prausnitz.// AIChE J.-1968.- 14.-p.135. 123. D.S. Abrams, J.M. Prausnitz.// AIChE J.-1975.- 21.-p.l 16. distillation of ethyl alcohol from 116
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!