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

Технология процесса жидкофазного гидрирования альфа-метилстирольной фракции

Диссертация: Технология процесса жидкофазного гидрирования альфа-метилстирольной фракции
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

На основании эмпирических уравнений скорости и тепловых расчётов определены условия проведения процесса гидрирования альфа-метилстирольной фракции в проточном реакторе с неподвижным слоем скелетного медного катализатора. Произведен расчет адиабатического реактора и предложена технологическая схема процесса жидкофазного гидрирования альфа-метилстирола в изопропилбензол на базе адиабатического… Читать ещё >

Содержание

  • страница
  • ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
    • 1. 1. Основные закономерности каталитического гидрирования альфа-метилстирола
    • 1. 2. Термодинамика, механизм и кинетические закономерности процесса восстановления альфа-метилстирола
    • 1. 3. Обоснование выбора катализатора для реактора с неподвижным слоем
  • ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТ
    • 2. 1. Характеристика применяемого сырья и катализаторов
    • 2. 2. Методики эксперимента
      • 2. 2. 1. Описание лабораторных установок жидкофазного гидрирования. Реактор смешения периодического действия и проточный реактор со стационарным слоем катализатора
      • 2. 2. 2. Определение плотности и вязкости жидкой фазы при повышенных температурах
      • 2. 2. 3. Методика определения растворимости водорода в жидкой фазе при рабочих температурах и давлениях
      • 2. 2. 4. Методики анализа сырья и гидрогенизата
  • ГЛАВА 3. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЖИДКОФАЗНОГО ГИДРИРОВАНИЯ АЛЬФА-МЕТИЛСТИРОЛА В ПРИСУТСТВИИ СКЕЛЕТНОГО МЕДНОГО КАТАЛИЗАТОРА
    • 3. 1. Периодический реактор смешения
    • 3. 2. Реактор вытеснения со стационарным слоем катализатора
  • ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССА ЖИДКОФАЗНОГО ГИДРИРОВАНИЯ АЛЬФА МЕТИЛСТИРОЛА НА КАТАЛИЗАТОРЕ НТК-11 В РЕАКТОРЕ СО СТАЦИОНАРНЫМ СЛОЕМ КАТАЛИЗАТОРА
    • 4. 1. Расчет адиабатического реактора
    • 4. 2. Технологическое оформление процесса
  • ВЫВОДЫ

Технология процесса жидкофазного гидрирования альфа-метилстирольной фракции (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность работы. В процессе совместного получения фенола и ацетона кумольным методом на стадии сернокислотного разложения технического гидропероксида одним из побочных продуктов является альфа-метил-стирол, выход которого достигает 80 кг на тонну фенола [1].

Альфа-метилстирол может быть выделен в виде товарного продукта или в виде углеводородной фракции совместно с изопропилбензолом. На зарубежных установках по производству фенола углеводородную фракцию гидрируют и полученный изопропилбензол возвращают в процесс на стадию окисления изопропилбензола.

Цель работы: Селективное гидрирование альфа-метилстирола в изопропилбензол в жидкой фазе на стационарном катализаторе, включающее подбор промышленного катализатора, изучение кинетики реакции и разработку технологической схемы непрерывного процесса на базе реактора с неподвижным слоем катализатора.

Научная новизна.

Исследована растворимость водорода в альфа-метилстироле и изопро-пилбензоле. По экспериментальным значениям константы Генри определены величины энтальпий растворения водорода.

Исследованы кинетические закономерности жидкофазного гидрирования альфа-метилстирола на гранулированном скелетном медном катализаторе в периодическом реакторе смешения и проточном реакторе вытеснения со стационарным слоем.

Установлено наличие кореляции между температурными зависимостями скоростей гидрирования альфа-метилстирола и дейтероводородного обмена на скелетной меди.

Практическая ценность.

Произведен расчет адиабатического реактора и предложена технологическая схема процесса жидкофазного гидрирования альфа-метилстирола в изопропилбензол на базе адиабатического реактора с неподвижным слоем катализатора. 6.

В результате выполненных исследований составлен разовый технологический регламент на процесс жидкофазного гидрирования альфа-метилстирола в реакторе со стационарном слоем катализатора. Регламент утверждён техническим директором и передан на ОАО «Казаньоргсинтез».

Апробация работы. Материалы работы докладывались на ежегодных внутри вузовских научно-технических конференциях в Казанском государственном технологическом университете (г. Казань, 1996 -г 2000 гг.) и на 4 -й конференции по интенсификации нефтехимических процессов «Нефтехимия-96». Нижнекамск, 1996.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано статей — 2- получено патентов на изобретение — 2.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 91 странице, состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы (95 наименований), содержит 29 рисунков, 24 таблицы, 1 приложение.

ВЫВОДЫ.

1. Исследование реакции жидкофазного гидрирования альфаметилстирола на гранулированном скелетном медном катализаторе НТК-11 показало, что данный катализатор обладает высокой активностью и селективностью по превращению альфа-метилстирола в изопро-пилбензол. Использование катализатора НТК-11 в приведённом процессе защищено патентом РФ.

2. Изучение кинетических закономерностей гидрирования альфаметилстирола на скелетном медном катализаторе в реакторах смешения и вытеснения позволило установить, что при гидрировании в реакторе смешения наблюдаемый порядок по водороду близок к первому при нулевом порядке по реагенту. В реакторе вытеснения в области концентраций альфа-метилстирола выше 30% мае. «наблюдаемый порядок» по водороду и альфа-метилстиролу близок к 0,5. При уменьшении концентрации альфа-метилстирола ниже 15% мае. «порядок» по нему возрастает до первого, в то время как порядок по водороду уменьшается до нулевого.

3. Установлено наличие корреляции между температурными зависимостями скоростей гидрирования альфа-метилстирола и дейтероводород-ного обмена на скелетной меди.

4. На основании эмпирических уравнений скорости и тепловых расчётов определены условия проведения процесса гидрирования альфа-метилстирольной фракции в проточном реакторе с неподвижным слоем скелетного медного катализатора.

5. Разработан технологический регламент на процесс гидрирования аль-фа-метилстирольной фракции в изопропилбензол в реакторе с неподвижным слоем катализатора.

Экономический эффект рассчитывался исходя из стоимости фенола 12 566,64 руб/тн, ацетона 8648,7 руб/тн, альфа-метилстирола 6000 руб/тн, по ценам на 2001 год, составляет 143,75 руб. на тонну фенола без учёта затрат на катализатор, 105,66 руб. исходя из стоимости катализатора 300 000 руб/тн.

Показать весь текст

Список литературы

  1. .Р., Масагутов P.M., Правдин В. Г. и др. Новые процессы органического синтеза. М.: Химия, 1989. 400 с.
  2. H.H. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. 4-е изд. М.: Химия, 1988. 588 с.
  3. Н.С., Мушенко Д. В., Лебедева Э. Г. и др. Гидрирование ацетофенона на никелевом, платиновом и палладиевом катализаторах//Докл. АН СССР. 1967. Т. 172. Вып.5. -С.1109−1112.
  4. Пат. 151 928 (ГДР), РЖХим. 1983, 6Н 143 П
  5. Пат. 218 090. Verfahren zur Herstellung von Cumen und Ethulbenzen (ГДР)
  6. Пат. 218 091. Verfahren zur Hydrierung von a-Methylstyren (ГДР)
  7. Каталитические процессы и катализаторы:: Межвуз. сб. научн. тр./Редкол. И. П. Мухлёнов (отв. ред.) и др. ЛТИ им. Ленсовета Л.: 1987. -С.110−113.
  8. КаменскийА.А., Васильев В. Ф, Емелина С. И. Способ селективного гидрирования альфа-метилстирола. Заявка на патент РФ № 95 106 913/04 от 28.04.95
  9. Jonson D.L., Saito Н., Polejes J.D. and Hougen O.A. Effects of bubbling and stirring on mass transfer coefficients in liquids // A.I.Ch.E. Jour-nal.1957. Vol.3. № 3. PP. 411−417.
  10. Satterfield Ch.N., Pelossof A.A. and Shervood Т.К. Mass transfer limitations in a trickle-bed reactor//A.I.Ch.E. Journal. 1969. Vol.15. № 2. PP. 226−234.
  11. Е.Ф. Изучение реакции жидкофазного гидрирования а-метилстирола на суспендированном палладиевом катализаторе в реакторе с мешалкой //Хим. пром. 1982. Вып.2. С. 75−76.
  12. Е.Ф. Определение растворимости водорода в жидкости при протекании гетерогенно-каталитической реакции гидрирования в реакторе с мешалкой // Хим. пром. 1982. Вып.5. С. 269−270.
  13. Е.Ф. Оценка массопереноса и режимов протекания реакции гидрирования на суспендированном катализаторе в реакторе с мешалкой //Хим. пром. 1983. Вып.6. С. 365−368.
  14. Е.Ф. Газожидкостные реакторы с суспендированным катализатором. Экспериментальное изучение, моделирование и интенсификация. Дисс. на соиск. уч. степ, доктора технических наук. Кемерово, 1992.
  15. Versteeg G.F., Visser J.B.M., van Dierendonck L.L., Kuipers J.A.M. Absorption accompanied with chemical reaction in trickle-bed reactors // Chem. Eng. Science. 1997. Vol.52. PP. 4057−4067.
  16. Lange R., Gutsche R., Hanika J. Forced periodic operation of a trickle-bed reactor//Chem. Eng. Science. 1999. Vol.55. PP. 2569−2573.
  17. Ю.М. Термодинамика химических процессов. Нефтехимический синтез, переработка нефти, угля и природного газа. М.: Химия, 1985. 464 с.
  18. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. изд. З-е. пер. сангл./Под ред. Е. И. Соколова. Л.: Химия. 1982. 591 с.
  19. Н.Н., Манаков М. Н., Швец В. Ф. Теория химических процессов основного органического и нефтехимического синтеза / Под ред. Н. Н. Лебедева. 2-е изд. М.: Химия. 1984. 376 с.
  20. Справочник химика Т.1/ Гл.ред. Б. П. Никольский. Л.: Химия. 1962.
  21. CRC Handbook of Chemistry and Physics 1993−1994 74 th. edition. CRC Press.
  22. Langes Handbook of chemistry twelfth edition. 1979. McGraw-Hill book company: New York.
  23. Stephenson R.M., Malanowski. Handbook of the thermodynamics of organic compounds. 1987. Elsevier. 552 p.
  24. А. Изотопные исследования гетерогенного катализа. 1979. М.: Атомиздат. 232 с.
  25. Р.В., Субботин А. Н., Гудков Б. С. и др. Изотопный обмен между водородом и дейтерием на меди и медьсодержащих катализаторах// Изв. АН СССР Сер. хим. 1988. Вып.12. С. 2700.
  26. А.Н., Гудков Б. С., Якерсон В. И., Киперман С. Л. Исследование механизма гидрирования изомасляного альдегида на медьсодержащих катализаторах // Кинетика и катализ. 1992. Т.ЗЗ. Вып.2.- С. 332.
  27. .С., Субботин А. Н., Якерсон В. И. О возможности диссоциативной адсорбции водорода на металлической меди различного происхождения // Кинетика и катализ. 1993. Т.34. Вып.5. С. 909.
  28. Г. С., Фарберов М. И., Чехов Е. Е. Селективное восстановление алкиларилкетонов в соответствующие карбинолы // Промышленность синтетического каучука и нефтехимических процессов. 1965. Вып.2. С.23−31.
  29. Д.В., Лебедева Э. Г., Баринов Н. С. и др. Получение ме-тилфенилкарбинола из аццетофенона на медно-хромовых катализаторах//ЖПХ. 1968. Т.41. Вып.12.-С.2730.
  30. .Р., Смирнова H.A., Габузов В. Г. Кинетические закономерности гидрирования ацетофенона в процессе совместного получения окиси пропилена со стиролом // Азерб. хим. журн. 1977. Вып.6. С. 135.
  31. Л.Х., Султанов A.C., Абидова М. Ф. Исследование избирательности действия катализаторов Сообщение 2. Восстановление окиси мезитила на медном и цинк-медном катализаторах // Изв. АН СССР ОХН. 1958. С.640−642.
  32. Э.А. Жидкофазное гидрирование ацетофеноновой фракции в реакторе с неподвижным слоем катализатора. Дисс. на соиск. уч. степ, кандидата технических наук. Казань, 1999.
  33. М.С., Бейсеков Т., Маматов Ю. М. и др. Гидрирование фурфурола на скелетных меднотанталовых катализаторах под давлением водорода//Хим. пром. 1978. Вып.6. С. 420.
  34. А.Б., Лифанова В. А., Ермолаев В. Н. и др. Исследование медных катализаторов гидратации акрилонитрила // ЖПХ. 1984. Вып.9. С.2049−2052.
  35. В.Н. Строение, фазовый состав и генезис высокодисперсных Ni-, Си- и Pt- катализаторов. Автореферат дисс. на соиск. уч. степ, кандидата химических наук. Алма-Ата. 1985.
  36. А.Л., Шпиро Е. С., Некрасов Н. В. и др. Влияние реакционной среды на состояние меди в медьсодержащих катализаторах конверсии СО с водяным паром // Доклады АН СССР. 1987. Т.296. Вып.1. С. 165.
  37. Т.Б., Мамбетказиева Г. Т., Журхабаева Н. К. и др. Гидрирование фурфурола на сплавных медных катализаторах с добавками ферросплавов//Хим. пром. 1995. Вып. 9. С. 497.
  38. В.Г., Серебряков Б. Р., Гришкан И. А. и др. Кинетические закономерности гидрирования ацетофенона на медно-хром-бариевом катализаторе// Азерб. хим. журн. 1976. Вып.З. С.7−12.
  39. Т.Г., Марголис Л. Я. Глубокое каталитическое окисление органических веществ. М.: Химия. 1985. 192с.
  40. Э.Н., Зубрицкая Н. Г., Козлова О. В. и др. Роль промоторов в процессах получения медно-хромитных катализаторов и регулирования их свойств//ЖПХ. 1996. Т.69. Вып. 11, — С. 1801 -1807.
  41. A.B., Сименцова И. И., Юрьева Т. М. Среднетемпературное восстановление хромита меди водородом и десорбция водорода с поверхности восстановленного хромита // Кинетика и катализ. 2000. Т.41. Вып.2. С.310−314.
  42. Ю.В., Ангелов И. И. Чистые химические вещества. М.: Химия. 1974. 408 с.
  43. В.И., Дых Ж.Л., Субботин А. Н. и др. Катализаторы, получаемые на базе активированных алюминиевых сплавов III. Формирование алюмооксидных катализаторов // Кинетика и катализ. 1995. Т.36. Вып.6. С.918−922.
  44. В.И., Дых Ж.Л., Субботин А. Н. и др. Катализаторы, получаемые на базе активированных алюминиевых сплавов V. Формирование алюмооксидных катализаторов, содержащих медь, никель, кобальт или цинк// Кинетика и катализ. 1998. Т.39. Вып.1. С. 108−113.
  45. Г. В., Борунова Н. В., Фрейдлин Л. Х. и др. Исследование гидрирования ацетофенона кинетическим изотопным методом // Изв. АН СССР. Сер.хим. 1972. Вып.7. С. 1554.
  46. Д.В., Духовная Т. М., Джардамалиева К. К. Гидрирование ацетофенона на рутений-палладиевых катализаторах на носителях// Изв. АН Казахской ССР. 1978. Вып.5. С. 17−20.
  47. Г. Д., Бекетаева Л. А., Айтмагамбетова С. З., Куанышев А. Ш. Влияние носителя на механизм гидрирования ацетофенона на родиевых катализаторах // Изв. АН Казахской ССР Сер.химическая. 1984. Вып.5. С.29−32.
  48. Пат. 4 996 374. Hydrogenation of acetophenone (США)
  49. Advances in Catalysis and related subjects. 1966. Vol.16. Academic press. New York and London, (русский перевод: Катализ. Стереохимия и механизм органических реакций. М.: Мир. 1968.)
  50. С.Л., Гайдай Н. А. Исследование кинетики и механизма гетерогенных каталитических реакций в стационарных и нестационарных режимах// Кинетика и катализ. 1999. Т.40. Вып.5. С. 705.
  51. A.M. Родий катализатор гидрогенизации. Алма-Ата: Наука Казахской ССР. 1974. 304с.
  52. В.И. Развитие учения о катализе. М.: Наука. 1964. 423с.
  53. А.Н., Некрасов Н. В., Якерсон В. И. и др. Гидрирование н-масляного альдегида на медьсодержащих катализаторах // Кинетика и катализ. 1988. Т.29. Вып.4. С. 840.
  54. Пат. 4 160 746. Catalyst for hydrogenation of acetophenone (США)
  55. Пат. 6 046 369. Process for producing alpha-phenylethyl alcohol (США)
  56. Е.Ф. Изучение кинетики жидкофазного гидрирования метилстирола на твердом катализаторе // Хим. технология (Киев). 1983. Вып.З. С. 19−23.
  57. Liaw B.J., Chen Y.Z. catalysis of ultrafine CuB catalyst for hydrogenation of olefinic and carbonyl groups // Applied Catalysis A: General. 2000. Vol. 196. PP. 199−207.
  58. Пат. 6 207 865. Method for the hydrogenation of carbonyl compounds. (США)65. «Pvzem. chem.», 1982, 61, № 8, РЖХим. 1983, 4П 170
  59. H.A., Едигарова Э. И., Салямов и др. Активность и стабильность промышленных медьсодержащих катализаторов при жид-кофазном гидрировании ацетофенона // Азерб. хим. журн. 1988. Вып.4. С. 46.
  60. Э.Б. носители и нанесенные катализаторы. Теория и практика. М.: Химия, 1991, 240с.
  61. Баг А.А., Егупов Т. П. Моющие вещества из высокомолекулярных первичных спиртов // Усп. хим. 1945. Т.14. Вып.1. С. 56−64.
  62. С.П., Баландин А. А., Васкевич Д. Н. «Скелетные» катализаторы и их применение в органической химии // Усп. хим. 1945. Т.14. Вып.З. С.185−212.
  63. Faucounau L. Sur une novelle methode de preparation des metaux catalyseurs. Preparation du cuivre actif et quelques unes de ses reactions de deshydrogenation et d hydrogenation // Bull. chim. France. 1937. Vol.4. PP. 58−63.
  64. В.П., Кочетков В. В., Горина H.Б. Ювелирное художественное литье по выплавляемым моделям сплавов меди. Челябинск: Металлургия Челябинское отделение, 1991. 168 с.
  65. М.М., Фасман А. Б., Ермолаев В. Н. О механизме формирования скелетной меди // Кинетика и катализ. 1980. Т.21. Вып.З. -С.813.
  66. В.О., Рубан В. Л., Саратов И. Е. Лабораторный практикум по технологии основного органического синтеза. М.-Л.: Химия, 1966. 320 с.
  67. В.А., Хавин З.Я Краткий химический справочник. СПб.: Химия, 1994. 432 с.
  68. Свойства органических соединений. Справочник / Под. ред. А. А. Потехина. Л.: Химия, 1984. 520 с.
  69. С.Ф., Зубченко Ю. П., Каплан Л. К. Растворимость азота и водорода в органических растворителях // Хим. пром. 1973. Вып.2. С. 108.
  70. Charles N. Satterfield. Mass Transfer in Heterogeneous Catalysis. M.l.T. Press, Cambridge, Massachusetts and London, England. 1970.
  71. Ч. Массопередача в гетерогенном катализе. M.: Химия, 1976. 240 с.
  72. В.В., Ларионов В. А., Тудоровская Г. Л., Сафонова H.A. Растворимость водорода в органических растворителях // Хим. пром. 1983. Вып.7. С.407−408.
  73. Н.Е., Глуханов Н. П., Ковалев И. С. Машины и аппараты с герметичным электроприводом. Л.: Машиностроение (Ленингр. отд-ние), 1977. 256 с.
  74. Е.Т. Кинетика гомогенных химических реакций. М.: Высш. шк., 1988. 391 с.
  75. С.Г., Елизаров В. И., Лаптев А. Г. Теоретические основы и моделирование процессов разделения веществ. Казань: Изд-во Казанского Университета, 1993. 437 с.
  76. Рамм.В. М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976. 655 с.
  77. К.Ф., Романков П. Г., Носков A.A. примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов. Л.: Химия, 1987. 576 с.
  78. В.А., Стегасов А. Н. Анализ процессов, протекающих в реакторах с неподвижным слоем катализатора при прямотоке газа и жидкости //Хим. пром. 1994. Вып.З. С. 37.
  79. Справочник химика Т. З/ Гл. ред. Б. П. Никольский. Л.: Химия. 1964.
  80. A.C. Репортаж из мира сплавов. М.: Наука. Гл.ред.физ.-мат.лит., 1989. 256 с.
  81. Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Издание 2 е. М.: Наука, 1972. 720 с.
  82. Адиабатическое изменение температуры при жидкофазном гидрировании ацетофенона / Каралин Э. А., Батыршин H.H., Мирошкин Н. П., Ксенофонтов Д. В., Харлампиди Х. Э.: Казан, гос. технолог, ун-т. Казань, 1998. Деп. в ВИНИТИ, номер гос. регистрации 2387 — В 98.
  83. A.M., Омаркулов Т., Уалиханова А. и др. Гидрогенизация непредельных соединений, содержащих различные типы химических связей, под давлением водорода // АН КазССР Труды Инстиэкз. №.тор интез:1. Н. Кудряшов 2001 г.
  84. Разовый технологический регламентна опытно-промышленный узел полученияизопропилбензола из альфаметилстирольной фракции.
  85. Согласовано структурное подразделение КГТУ НПЦ «ПАНХИМТЕХ «1 профессой^^^^ч. Харлампиди Х.Э.2000г.
  86. Срок действия регламента до ?7. оь. гссь г.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!