ОМСКИЙ ХИМИКО- МЕХАНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

                                                                           2- й семестр                                        ТОВ

                                                             На_____________________ предмет_________________________

                                                  БИЛЕТ №_____20_____

         1.Малеиновый и фталевый ангидриды: их свойства, способы получения, применение.

2.Стереорегулярные синтетические каучуки, способы получения, применение. Технологическая схема процесса получения полиизопренового каучука: уравнения реакций, условия проведения процесса.

3.Составить технологическую схему процесса получения уксусной кислоты окислением ацетальдегида, уравнения реакций, указать условия проведения процесса.

4.Составить материальный баланс процесса получения этанола прямой гидратацией этилена, исходные данные прилагаются.

                                                 Подпись преподавателя______________/ Пахорукова О. Б./

              ОМСКИЙ ХИМИКО- МЕХАНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

                                                                           2- й семестр                                        ТОВ

                                                               На_____________________ предмет________________________

                                                  БИЛЕТ №_____19_____

1.Бензойная и фталевая кислоты: их свойства, способы получения, применение. Технологическая схема процесса окисления п-ксилола в терефталевую кислоту : уравнения реакций, условия проведения процесса.

2.Волокна: классификация .Способы получения синтетических волокон.

3.Составить технологическую схему каталитического дегидрирования н-бутенов до бутадиена-1,3 с применением ЕСКД, указать оптимальные условия проведения, аппаратурное оформление.

4.Составить материальный баланс процесса получения этанола прямой гидратацией этилена, исходные данные прилагаются.

                                                  Подпись преподавателя______________/ Пахорукова О. Б./

         ОМСКИЙ ХИМИКО- МЕХАНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

                                                                           2- й семестр                                        ТОВ

                                                             На_____________________ предмет_________________________

                                                  БИЛЕТ №_____25_____

1.Процессы конденсации альдегидов и кетонов: определение, теоретические основы процессов, значение. Продукты, получаемые конденсацией альдегидов и кетонов с аренами.

2.Каучуки специального назначения, способы получения, применение. Технологическая схема процесса получения полихлоропренового каучука: уравнения реакций, условия проведения процесса.

3.Составить технологическую схему каталитического дегидрирования н-бутана до н-бутенов с применением ЕСКД, указать оптимальные условия проведения, аппаратурное оформление.

4.Составить материальный баланс процесса производства фталевого ангидрида окислением о-ксилола кислородом воздуха в жидкой фазе, исходные данные прилагаются.

                                               Подпись преподавателя______________/ Пахорукова О. Б./

              ОМСКИЙ ХИМИКО- МЕХАНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

                                                                           2- й семестр                                        ТОВ

                                                               На_____________________ предмет________________________

                                                  БИЛЕТ №_____26_____

1.Реакция Принса: сущность, механизм. Технологическая схема синтеза изопрена: уравнения реакций, условия проведения процесса.

2.Химико-технологическая система: определение, классификация. Сущность системного подхода к ХТС.

3.Составить технологическую схему получения бутандиола-1,4 из ацетилена и формалина с применением ЕСКД, указать условия проведения процесса, уравнение реакции.

4.Составить материальный баланс процесса производства фталевого ангидрида окислением о-ксилола кислородом воздуха в жидкой фазе, исходные данные прилагаются.

                                                    Подпись преподавателя______________/ Пахорукова О. Б./

Б.1 Составить материальный баланс процесса производства фенола и ацетона кумольным способом:

Окисление изопропилбензола ( кумола) проводят в тарельчатой реакционной колонне с внутренним охлаждением. Подогретый воздух подают в нижнюю часть колонны под 0, 4 МПа. Свежий и оборотный кумол подогревают реакционной массой, выходящей из колонны, и направляют на верхнюю тарелку. При 110-120 С кумол окисляется до гидропероксида:

 1. С 6Н 5СН ( СН 3) 2 + О 2→ С 6Н 5( С Н 3) 2СООН

Из отходящих газов конденсируют унесённый кумол и возвращают в процесс. Оксидат отдает тепло сырью, затем из него под вакуумом отгоняют непревращённый кумол. Концентрированный  гидропероксид подвергают разложению под действием серной кислоты в специальном реакторе при температуре кипения ацетона. В результате реакции образуются фенол, ацетон и побочные продукты:

   2.С 6Н 5( С Н 3) 2СООН → С 6Н 5ОН + ( С Н 3) 2СО

   3.С 6Н 5( С Н 3) 2СООН → С 6Н 5СО С Н 3 + СН 3ОН

Гидропероксид на этой стадии расходуется полностью. Теплота реакции снимается за счёт испарения части ацетона. Продукты, выходящие из реактора, нейтрализуют щелочью и направляют на ректификацию, где выделяют фенол и ацетон.

Исходные данные:

Пропускная способность по кумолу, т /сут                                         100           

Конверсия кумола,%                                                                               20,3               

Расход воздуха от стехиометрии, % масс.                                           120             

Массовое соотношение

«оксидат со стадии 1: 1-%-ный р-р серной кислоты»                        0,5:1              

Количество ацетофенона, т/ сут                                                             0,2

Б.24 Составить материальный баланс процесса производства фенола и ацетона кумольным способом:

Окисление изопропилбензола ( кумола) проводят в тарельчатой реакционной колонне с внутренним охлаждением. Подогретый воздух подают в нижнюю часть колонны под 0, 4 МПа. Свежий и оборотный кумол подогревают реакционной массой, выходящей из колонны, и направляют на верхнюю тарелку. При 110-120 С кумол окисляется до гидропероксида:

 1. С 6Н 5СН ( СН 3) 2 + О 2→ С 6Н 5( С Н 3) 2СООН

Из отходящих газов конденсируют унесённый кумол и возвращают в процесс. Оксидат отдает тепло сырью, затем из него под вакуумом отгоняют непревращённый кумол. Концентрированный гидропероксид подвергают разложению под действием серной кислоты в специальном реакторе при температуре кипения ацетона. В результате реакции образуются фенол, ацетон и побочные продукты:

   2.С 6Н 5( С Н 3) 2СООН → С 6Н 5ОН + ( С Н 3) 2СО

   3.С 6Н 5( С Н 3) 2СООН → С 6Н 5СО С Н 3 + СН 3ОН

Гидропероксид на этой стадии расходуется полностью. Теплота реакции снимается за счёт испарения части ацетона. Продукты, выходящие из реактора, нейтрализуют щелочью и направляют на ректификацию, где выделяют фенол и ацетон.

Исходные данные:

Пропускная способность по кумолу, т /сут                                    110                 

Конверсия кумола,%                                                                           19                  

Расход воздуха от стехиометрии, % масс.                                       130                 

Массовое соотношение

«оксидат со стадии 1: 1-%-ный р-р серной кислоты»                   0,4:1                

Количество ацетофенона, т/ сут                                                         0,5 

Б.25 Составить материальный баланс процесса производства фталевого ангидрида окислением о-ксилола кислородом воздуха в жидкой фазе:

На первой стадии окисление о- ксилола проводят в барботажной колонне с охлаждающем змеевиком при 140-180 С и 0,6-1 МПа:

1. С 6Н 4( СН 3) 2 + 1,5О 2→ С 6Н 4( СН 3) 2СООН + Н 2О

Пары ксилола из отходящих газов конденсируют и возвращают в процесс. На второй стадии реакционная масса из колонны окисления подаётся в верхнюю часть эфиризатора. Противотоком к ней движутся перегретые пары метанола. Реакция идёт при 250 С и 2,5 МПа:

2. С 6Н 4( СН 3) 2СООН + СН 3ОН → С 6Н 4( СН 3) 2СОО СН 3 + Н 2О

Из паров, выходящих из аппарата, регенерируют метанол. Реакционную массу в нижней части эфиризатора дросселируют и разгоняют под вакуумом. Верхним погоном выделяют метил- о-толуилат. На третьей стадии эфир окисляют:

3. С 6Н 4( СН 3) 2СОО СН 3 + 1,5О 2→ С 6Н 4( СО) 2О  + Н 2О + СН 3ОН

Исходные данные:

Пропускная способность по о-ксилолу, т/ сут.                                     22                 

Конверсия о-ксилола в о-толуиловую кислоту,%                              50                 

Избыток кислорода в реакции 1 по сравнению

со стехиометрией                                                                                     2                   

Мольное соотношение « кислота: метанол» в

реакции 2                                                                                                 1:6                

Конверсия о-толуиловой кислоты в метил-о-то-

луиловый эфир, %                                                                                     91                  

Конверсия метил-о-толуилата во фталевый ангидрид

по реакции3, %                                                                                           91                 

Избыток кислорода в реакции 3 в сравнении

со стехиометрией                                                                                        3  

Б.26 Составить материальный баланс процесса производства фталевого ангидрида окислением о-ксилола кислородом воздуха в жидкой фазе:

На первой стадии окисление о- ксилола проводят в барботажной колонне с охлаждающем змеевиком при 140-180 С и 0,6-1 МПа:

4. С 6Н 4( СН 3) 2 + 1,5О 2→ С 6Н 4( СН 3) 2СООН + Н 2О

Пары ксилола из отходящих газов конденсируют и возвращают в процесс. На второй стадии реакционная масса из колонны окисления подаётся в верхнюю часть эфиризатора. Противотоком к ней движутся перегретые пары метанола. Реакция идёт при 250 С и 2,5 МПа:

5. С 6Н 4( СН 3) 2СООН + СН 3ОН → С 6Н 4( СН 3) 2СОО СН 3 + Н 2О

Из паров, выходящих из аппарата, регенерируют метанол. Реакционную массу в нижней части эфиризатора дросселируют и разгоняют под вакуумом. Верхним погоном выделяют метил- о-толуилат. На третьей стадии эфир окисляют:

6. С 6Н 4( СН 3) 2СОО СН 3 + 1,5О 2→ С 6Н 4( СО) 2О  + Н 2О + СН 3ОН

Исходные данные:

Пропускная способность по о-ксилолу, т/ сут.                                      25

Конверсия о-ксилола в о-толуиловую кислоту,%                                 45

Избыток кислорода в реакции 1 по сравнению

со стехиометрией                                                                                      1.3

Мольное соотношение « кислота: метанол» в

реакции 2                                                                                                    1:5

Конверсия о-толуиловой кислоты в метил-о-то-

луиловый эфир, %                                                                                      92

Конверсия метил-о-толуилата во фталевый ангидрид

по реакции3, %                                                                                           92

Избыток кислорода в реакции 3 в сравнении

со стехиометрией                                                                                        2.5

Б.3 Составить материальный баланс процесса производства фенола и ацетона кумольным способом:

Окисление изопропилбензола ( кумола) проводят в тарельчатой реакционной колонне с внутренним охлаждением. Подогретый воздух подают в нижнюю часть колонны под 0, 4 МПа. Свежий и оборотный кумол подогревают реакционной массой , выходящей из колонны, и направляют на верхнюю тарелку. При 110-120 С кумол окисляется до гидропероксида:

1.С 6Н 5СН ( СН 3) 2 + О 2→ С 6Н 5( С Н 3) 2СООН

Из отходящих газов конденсируют унесённый кумол и возвращают в процесс. Оксидат отдает тепло сырью, затем из него под вакуумом отгоняют непревращённый кумол. Концентрированный гидропероксид подвергают разложению под действием серной кислоты в специальном реакторе при температуре кипения ацетона. В результате реакции образуются фенол, ацетон и побочные продукты:

   2.С 6Н 5( С Н 3) 2СООН → С 6Н 5ОН + ( С Н 3) 2СО

   3.С 6Н 5( С Н 3) 2СООН → С 6Н 5СО С Н 3 + СН 3ОН

Гидропероксид на этой стадии расходуется полностью. Теплота реакции снимается за счёт испарения части ацетона. Продукты, выходящие из реактора, нейтрализуют щелочью и направляют а ректификацию, где выделяют фенол и ацетон.

Исходные данные:

Количество реакционной смеси, т/ сут                                             110                

Состав безводной реакционной смеси, % масс.                  

      фенол                                                                                          19                  

      ацетон                                                                                       11,72             

      ацетофенон                                                                                0, 25               

      метанол                                                                                      0,07               

      кумол                                                                                         68,96              

Расход воздуха, % масс. от стехиометрии                                        140                 

Массовое соотношение

«оксидат со стадии 1: 1-%-ный р-р серной кислоты»                      0,4:1              

 Б.2 Составить материальный баланс процесса производства фенола и ацетона кумольным способом:

Окисление изопропилбензола ( кумола) проводят в тарельчатой реакционной колонне с внутренним охлаждением. Подогретый воздух подают в нижнюю часть колонны под 0, 4 МПа. Свежий и оборотный кумол подогревают реакционной массой , выходящей из колонны, и направляют на верхнюю тарелку. При 110-120 С кумол окисляется до гидропероксида:

1.С 6Н 5СН ( СН 3) 2 + О 2→ С 6Н 5( С Н 3) 2СООН

Из отходящих газов конденсируют унесённый кумол и возвращают в процесс. Оксидат отдает тепло сырью, затем из него под вакуумом отгоняют непревращённый кумол. Концентрированный гидропероксид подвергают разложению под действием серной кислоты в специальном реакторе при температуре кипения ацетона. В результате реакции образуются фенол, ацетон и побочные продукты:

   2.С 6Н 5( С Н 3) 2СООН → С 6Н 5ОН + ( С Н 3) 2СО

   3.С 6Н 5( С Н 3) 2СООН → С 6Н 5СО С Н 3 + СН 3ОН

Гидропероксид на этой стадии расходуется полностью. Теплота реакции снимается за счёт испарения части ацетона. Продукты, выходящие из реактора, нейтрализуют щелочью и направляют а ректификацию, где выделяют фенол и ацетон.

Исходные данные:

Количество реакционной смеси, т/ сут                                                      100                 

Состав безводной реакционной смеси, % масс.              

      фенол                                                                                                  20,3                

      ацетон                                                                                                12,5                

      ацетофенон                                                                                        0,19                

      метанол                                                                                              0,05                

      кумол                                                                                                 66,95              

Расход воздуха, % масс. от стехиометрии                                                 150                  

Массовое соотношение

«оксидат со стадии 1: 1-%-ный р-р серной кислоты»                              0,5:1             

 Б. 12 Составить материальный баланс процесса производства фталевого ангидрида окислением

о- ксилола кислородом воздуха в жидкой фазе:

На первой стадии окисление о- ксилола проводят в барботажной колонне с охлаждающем змеевиком при 140-180 С и 0,6-1 МПа:

1.С 6Н 4( СН 3) 2 + 1,5О 2→ С 6Н 4( СН 3) 2СООН + Н 2О

Пары ксилола из отходящих газов конденсируют и возвращают в процесс. На второй стадии реакционная масса из колонны окисления подаётся в верхнюю часть эфиризатора. Противотоком к ней движутся перегретые пары метанола. Реакция идёт при 250 С и 2,5 МПа:

2.С 6Н 4( СН 3) 2СООН + СН 3ОН → С 6Н 4( СН 3) 2СОО СН 3 + Н 2О

Из паров, выходящих из аппарата, регенерируют метанол. Реакционную массу в нижней части эфиризатора дросселируют и разгоняют под вакуумом. Верхним погоном выделяют метил- о-толуилат. На третьей стадии эфир окисляют:

3.С 6Н 4( СН 3) 2СОО СН 3 + 1,5О 2→ С 6Н 4( СО) 2О  + Н 2О + СН 3ОН

 Исходные данные:

Производительность установки, т/ сут.                                              120               

Конверсия о-ксилола в о-толуиловую кислоту,%                              50                 

Избыток кислорода в реакции 1 по сравнению

со стехиометрией                                                                                     2                   

Мольное соотношение « кислота: метанол» в

реакции 2                                                                                                 1:6                

Конверсия о-толуиловой кислоты в метил-о-то-

луиловый эфир, %                                                                                    92                  

Конверсия метил-о-толуилата во фталевый ангидрид

по реакции3, %                                                                                          91                 

Избыток кислорода в реакции 3 в сравнении

со стехиометрией                                                                                       3   

Б.21 Составить материальный баланс процесса производства фталевого ангидрида окислением

о- ксилола кислородом воздуха в жидкой фазе:

На первой стадии окисление о- ксилола проводят в барботажной колонне с охлаждающем змеевиком при 140-180 С и 0,6-1 МПа:

1.С 6Н 4( СН 3) 2 + 1,5О 2→ С 6Н 4( СН 3) 2СООН + Н 2О

Пары ксилола из отходящих газов конденсируют и возвращают в процесс. На второй стадии реакционная масса из колонны окисления подаётся в верхнюю часть эфиризатора. Противотоком к ней движутся перегретые пары метанола. Реакция идёт при 250 С и 2,5 МПа:

2.С 6Н 4( СН 3) 2СООН + СН 3ОН → С 6Н 4( СН 3) 2СОО СН 3 + Н 2О

Из паров, выходящих из аппарата, регенерируют метанол. Реакционную массу в нижней части эфиризатора дросселируют и разгоняют под вакуумом. Верхним погоном выделяют метил- о-толуилат. На третьей стадии эфир окисляют:

3.С 6Н 4( СН 3) 2СОО СН 3 + 1,5О 2→ С 6Н 4( СО) 2О  + Н 2О + СН 3ОН

 Исходные данные:

Производительность установки, т/ сут.                                                    150

Конверсия о-ксилола в о-толуиловую кислоту,%                                   45

Избыток кислорода в реакции 1 по сравнению

со стехиометрией                                                                                         1.3

Мольное соотношение « кислота: метанол» в

реакции 2                                                                                                     1: 1:5

Конверсия о-толуиловой кислоты в метил-о-то-

луиловый эфир, %                                                                                        90

Конверсия метил-о-толуилата во фталевый ангидрид

по реакции3, %                                                                                             92

Избыток кислорода в реакции 3 в сравнении

со стехиометрией                                                                                         2.5

Б.19 Составить материальный баланс процесса получения этанола прямой гидратацией этилена:

Свежую этан-этиленовую фракцию (ЭЭФ) и рециркулирующий газ, сжатые до 8 МПа, смешивают сводой. Смесь подогревают до 200 С за счёт горячих реакционных газов. Далее пары перегревают до 290 С в трубчатой печи и подают в гидрататор, где протекают реакции:

Основная реакция: С 2Н 4 + Н 2О → С 2Н 5 ОН,

Побочная реакция: 2 С 2Н 5 ОН → (С 2Н 5 ) 2О + Н 2О

Реакционные газы нейтрализуют раствором щелочи и в теплообменниках отдают своё тепло исходной смеси. В результате охлаждения образуется конденсат, который отделяют в сепараторе. Неконденсирующиеся газы охлаждаются и компрессором снова направляются на реакцию. Водный раствор из сепаратора дросселируют до 0,5-0,6 МПа для отделения расворённых газов и направляют на ректификацию.

Исходные данные:

Производительность по спирту-сырцу, т/сут                                          120

Состав спирта- сырца, % масс:

  этанол                                                                                                    30

  диэтиловый эфир                                                                                   3

  вода                                                                                                        67

Конверсия этилена, %                                                                                 93

Содержание С 2Н 4 , ЭЭФ ( примесь-этан), % об.                                     55

Б.20 Составить материальный баланс процесса получения этанола прямой гидратацией этилена:

Свежую этан-этиленовую фракцию (ЭЭФ) и рециркулирующий газ, сжатые до 8 МПа, смешивают сводой. Смесь подогревают до 200 С за счёт горячих реакционных газов. Далее пары перегревают до 290 С в трубчатой печи и подают в гидрататор, где протекают реакции:

Основная реакция: С 2Н 4 + Н 2О → С 2Н 5 ОН,

Побочная реакция: 2 С 2Н 5 ОН → (С 2Н 5 ) 2О + Н 2О

Реакционные газы нейтрализуют раствором щелочи и в теплообменниках отдают своё тепло исходной смеси. В результате охлаждения образуется конденсат, который отделяют в сепараторе. Неконденсирующиеся газы охлаждаются и компрессором снова направляются на реакцию. Водный раствор из сепаратора дросселируют до 0,5-0,6 МПа для отделения расворённых газов и направляют на ректификацию.

Исходные данные:

Пропускная способность по ЭЭФ , т/сут                                                150

Конверсия этилена, %                                                                                 95

Содержание С 2Н 4 , ЭЭФ ( примесь-этан), % об.                                     72

Потери этанола в побочной реакции, %                                                    6

Б.23 Составить материальный баланс процесса производства нитробензола:

Бензол нитруют в каскаде реакторов с мешалками. После каждого аппарата установлен сепаратор для отделения органической фазы от нитрующей смеси кислот. Бензол подают в головной реактор, а свежую нитрующую смесь - в последний. Так совершается противоток нитрующей смеси по отношению к органическому реагент. При 70-80 С протекают реакции:

1. С 6Н 6+ НNО 3 → С 6Н 5NО 2 + Н 2О

2. С 6Н 5 NО 2    + НNО 3 → С 6Н 4 (NО 2) 2 + Н 2О

Тепловой эффект снимается охлаждающими змеевиками ив реакторах и испарением части бензола и воды. Далее пары охлаждают, конденсируют и отделяют от воды бензол, который возвращают в процесс. Реакционную массу из последнего сепаратора охлаждают, нейтрализуют раствором щелочи и подвергают ректификации.

Исходные данные:

Пропускная способность по бензолу, т/год                                       1200

Конверсия бензола, %                                                                             48

Концентрация бензола, % масс.                                                               98

Состав нитрующей смеси, % масс.                                                                          

     вода                                                                                                 16   

   азотная кислота                                                                                22

   серная кислота                                                                                  62

Массовое соотношение « Бензол: нитрующая смесь»                         1:5

Количество динитробензола от образовавшегося

нитробензола, % масс.                                                                              4

Б.22 Составить материальный баланс процесса производства нитробензола:

Бензол нитруют в каскаде реакторов с мешалками. После каждого аппарата установлен сепаратор для отделения органической фазы от нитрующей смеси кислот. Бензол подают в головной реактор, а свежую нитрующую смесь- в последний. Так совершается противоток нитрующей смеси по отношению к органическому реагент. При 70-80 С протекают реакции:

1. С 6Н 6+ НNО 3 → С 6Н 5NО 2 + Н 2О

2. С 6Н 5 N О 2    + НNО 3 → С 6Н 4 (NО 2) 2 + Н 2О

Тепловой эффект снимается охлаждающими змеевиками ив реакторах и испарением части бензола и воды. Далее пары охлаждают, конденсируют и отделяют от воды бензол, который возвращают в процесс. Реакционную массу из последнего сепаратора охлаждают, нейтрализуют раствором щелочи и подвергают ректификации.

Исходные данные:

Производительность установки , т/сут                                                                

по нитробензолу                                                                                 30

по динитробензолу                                                                              8 

Конверсия бензола, %                                                                            45

Концентрация бензола, % мас.                                                              97

Состав нитрующей смеси, % масс.                                                                          

     вода                                                                                                 16   

   азотная кислота                                                                                23

   серная кислота                                                                                  61

Массовое соотношение « Бензол: нитрующая смесь»                        1:5

Б.16 Составить материальный баланс процесса производства уксусной кислоты окислением ацетальдегида кислородом воздуха:

Охлаждённый ацетальдегид смешивают с гомогенным катализатором и попадают в нижнюю часть окислительной колонны. Сюда же подают воздух. В процессе окисления протекают следующие реакции:

С Н 3– СНО + 0,5 О 2 → С Н 3- СООН

3С Н 3– СНО + 3 О 2 → 2 С Н 3- СООН + НСООН + Н 2 О + СО 2

В колонне змеевиками охлаждения поддерживают 60-75 С , рабочее давление 0,4 МПа. Из парогазовой смеси, выходящей с верхней части колонны конденсируют и возвращают в процесс непревращенный ацетальдегид. Жидкие продукты с верха колонны направляют на ректификацию, где от уксусной кислоты отделяют низкокипящие примеси и катализатор.

Исходные данные:

 Пропускная способность по техн. ацетальдегиду, т/сут                     40                  

Состав техн. ацетаьдегида, % масс.                                                  

уксусная кислота                                                                                  2                   

ацетальдегид                                                                                         97            

вода                                                                                                         1                   

Конверсия ацетальдегида, %                                                                   96             

Выход на превращённый ацетальдегид, %:

   уксусной кислоты                                                                             95                 

   муравьиной кислоты                                                                         3                   

Избыток воздуха, % от стехиометрии                                                   1,5   

Б.4 Составить материальный баланс процесса производства уксусной кислоты карбонилированием метанола:

Подогретый метанол и СО подают в реактор, где в жидкой фазе при 10 МПа и 250 С в присутствии карбонила кобальта протекают:

Основная реакция: СН 3 ОН + СО → СН 3СООН, и

Побочные реакции: 2СН 3 ОН → (СН 3) 2СО + Н 2О

                             Н 2О + СО → СО 2 + Н 2

                            СН 3 ОН + СН 3СООН → СН 3СОО СН 3 + Н 2О

Реакционную смесь в сепараторе отделяют от газов, которые возвращают в процесс, а из жидкой фазы дросселированием выделяют остатки растворенных газов, затем отгоняют непреращенный метанол. Уксусную кислоту выделяют в виде азеотропа с водой, а из кубовой жидкости отгоняют катализаторный раствор.

Исходные данные:

Пропускная способность по метанолу, кг/ч                                      1000         

Мольное соотношение «метанол: СО»                                              1: 1,5             

Выход на превращенный метанол, %

   СН 3СООН                                                                                      88,9              

  СН 3СОО СН 3                                                                                                                            1,1                  

Концентрация СО (примесь- метан), % об.                                         97                 

Б.5 Составить материальный баланс процесса производства уксусной кислоты карбонилированием метанола:

Подогретый метанол и СО подают в реактор, где в жидкой фазе при 10 МПа и 250 С в присутствии карбонила кобальта протекают:

Основная реакция: СН 3 ОН + СО → СН 3СООН, и

Побочные реакции: 2СН 3 ОН → (СН 3) 2СО + Н 2О

                             Н 2О + СО → СО 2 + Н 2

                            СН 3 ОН + СН 3СООН → СН 3СОО СН 3 + Н 2О

Реакционную смесь в сепараторе отделяют от газов, которые возвращают в процесс, а из жидкой фазы дросселированием выделяют остатки растворенных газов, затем отгоняют непреращенный метанол. Уксусную кислоту выделяют в виде азеотропа с водой, а из кубовой жидкости отгоняют катализаторный раствор.

Исходные данные:

Производительность установки, тыс. т/год                                           150                

Содержание метанола (примесь- вода), % об.                                        95               

Конверсия метанола, %                                                                            80                   

Мольное соотношение «метанол: СО»                                                 1: 1,5                

Выход на превращенный метанол, %

  (СН 3) 2СО                                                                                             2                

  СН 3СОО СН 3                                                                                                                            3                   

Концентрация СО (примесь- метан), % об.                                           97                 

 Б.15 Составить материальный баланс процесса производства уксусной кислоты окислением ацетальдегида кислородом воздуха:

Охлаждённый ацетальдегид смешивают с гомогенным катализатором и попадают в нижнюю часть окислительной колонны. Сюда же подают воздух. В процессе окисления протекают следующие реакции: С Н 3– СНО + 0,5 О 2 → С Н 3- СООН

3С Н 3– СНО + 3 О 2 → 2 С Н 3- СООН + НСООН + Н 2 О + СО 2

В колонне змеевиками охлаждения поддерживают 60-75 С , рабочее давление 0,4 МПа. Из парогазовой смеси, выходящей с верхней части колонны конденсируют и возвращают в процесс непревращенный ацетальдегид. Жидкие продукты с верха колонны направляют на ректификацию, где от уксусной кислоты отделяют низкокипящие примеси и катализатор.

Исходные данные:

 Количество реакционной смеси, т/сут                                                    41                  

Состав реакционной смеси, % масс.

уксусная кислота                                                                                   92                  

муравьиная кислота                                                                               1   

ацетальдегид                                                                                           7

Избыток воздуха, % от стехиометрии                                                      1,4                

Б.11 Составить материальный баланс процесса производства уксусной кислоты карбонилированием метанола:

Подогретый метанол и СО подают в реактор, где в жидкой фазе при 10 МПа и 250 С в присутствии карбонила кобальта протекают:

Основная реакция: СН 3 ОН + СО → СН 3СООН, и

Побочные реакции: 2СН 3 ОН → (СН 3) 2СО + Н 2О

                             Н 2О + СО → СО 2 + Н 2

                            СН 3 ОН + СН 3СООН → СН 3СОО СН 3 + Н 2О

Реакционную смесь в сепараторе отделяют от газов, которые возвращают в процесс, а из жидкой фазы дросселированием выделяют остатки растворенных газов, затем отгоняют непреращенный метанол. Уксусную кислоту выделяют в виде азеотропа с водой, а из кубовой жидкости отгоняют катализаторный раствор.

Исходные данные:

Производительность установки, тыс. т/год                                                    120

Содержание метанола (примесь- вода), % об.                                                95

Конверсия метанола, %                                                                                      90

Мольное соотношение «метанол: СО»                                                           1:2

Выход на превращенный метанол, %

  (СН 3) 2СО                                                                                                     3

  СН 3СОО СН 3                                                                                                                                     3

Концентрация СО (примесь- метан), % об.                                                     96

Б.6 Составить материальный баланс процесса производства акролеина:

Приготавливают смесь газообразного пропилена, кислорода и азота. Реакция протекает в аппарате типа теплообменника, трубы которого заполнены медным катализатором. При 350 С и 1 МПа протекает :

Основная реакция: С 3Н 6+ О 2→ СН 2= СН- СНО + Н 2О

Побочные реакции: С 3Н 6+ 0,5О 2→ (СН 3) 2СО

                             С 3Н 6+ 0,5О 2→ СН 3 СН2СНО

Парогазовую смесь, выходящую из реактора. Охлаждают впрыскиванием воды и промывают в скруббере водой, извлекая образовавшиеся кислородосодержащие продукты. Газы сбрасывают в атмосферу, а водный раствор направляют на ректификацию для выделения аллилового спирта, ацетона и ацетальдегида.

Исходные данные:

Пропускная способность по пропилену , т/сут                              50                 

Концентрация , % об.:                                                            

кислорода в смеси С 3Н 6+ О 2 +N 2                                                        4                   

техн. кислорода (примесь-азот)                                                  95                 

техн. азота                                                                                    100               

Состав безводной реакционной смеси, % масс.                                                                          

    акролеин                                                                                    90                 

   ацетон                                                                                          7                    

   пропионовый альдегид                                                              3 

Мольное соотношение «кислород: пропилен»                               4:1                                  

Б.13 Составить материальный баланс процесса производства акролеина:

Приготавливают смесь газообразного пропилена, кислорода и азота. Реакция протекает в аппарате типа теплообменника, трубы которого заполнены медным катализатором. При 350 С и 1 МПа протекает :

Основная реакция: С 3Н 6+ О 2→ СН 2= СН- СНО + Н 2О

Побочные реакции: С 3Н 6+ 0,5О 2→ (СН 3) 2СО

                            С 3Н 6+ 0,5О 2→ СН 3 СН2СНО

Парогазовую смесь, выходящую из реактора. Охлаждают впрыскиванием воды и промывают в скруббере водой, извлекая образовавшиеся кислородосодержащие продукты. Газы сбрасывают в атмосферу, а водный раствор направляют на ректификацию для выделения аллилового спирта, ацетона и ацетальдегида.

Исходные данные:

Пропускная способность по пропилену , т/сут                                  60

Концентрация , % об.:                                                        

кислорода в смеси С 3Н 6+ О 2 +N 2                                                              8

техн. кислорода (примесь-азот)                                                     96

техн. азота                                                                                       100

Состав безводной реакционной смеси, % масс.                                                                          

    акролеин                                                                                      90  

   ацетон                                                                                            8

   пропионовый альдегид                                                                 2

Мольное соотношение «кислород: пропилен»                                 8:1

Б.14 Составить материальный баланс процесса производства акролеина:

Приготавливают смесь газообразного пропилена, кислорода и азота. Реакция протекает в аппарате типа теплообменника, трубы которого заполнены медным катализатором. При 350 С и 1 МПа протекает :

Основная реакция: С 3Н 6+ О 2→ СН 2= СН- СНО + Н 2О

Побочные реакции: С 3Н 6+ 0,5О 2→ (СН 3) 2СО

                             С 3Н 6+ 0,5О 2→ СН 3 СН2СНО

Парогазовую смесь, выходящую из реактора. Охлаждают впрыскиванием воды и промывают в скруббере водой, извлекая образовавшиеся кислородосодержащие продукты. Газы сбрасывают в атмосферу, а водный раствор направляют на ректификацию для выделения аллилового спирта, ацетона и ацетальдегида.

Исходные данные:

Производительность установки , т/сут                                             130

Концентрация , % об.:                                                            

кислорода в смеси С 3Н 6+ О 2 +N 2                                                                        6

техн. кислорода (примесь-азот)                                                    96

техн. азота                                                                                      100

Состав безводной реакционной смеси, % масс.                                                                          

    акролеин                                                                                     86  

   ацетон                                                                                          12

   пропионовый альдегид                                                               2

Мольное соотношение «кислород: пропилен»                               8:1

Конверсия пропилена, %:                                                                  100

Б.18 Составить материальный баланс процесса производства циклогексанона дегидрированием циклогексанола:

Циклогексанол поступает в систему испарителей- перегревателей, где нагревается до температуры реакции частично охлаждёнными топочными газами. Затем пары спирта пропускают через слой катализатора в трубах реактора. Реакционная смесь подогревается до 400-450 С топочными газами, циркулирующими в межтрубном пространстве. При выходе из контактного аппарата газы охлаждают в холодильнике-конденсаторе. Полученный водный раствор разгоняют, выделяя целевой продукт и непревращённый спирт, который возвращают в процесс:

Основная реакция: С 6Н 11ОН → Н 2+ С 6Н 10О

Побочная реакция: С 6Н 11ОН → Н 2 О+ С 6Н 10

Исходные данные:  

Производительность по циклогексанону, т/сут                               200                                                                                      

Состав безводной реакционной смеси, % моль.                                                                          

   циклогексанон                                                                               80                 

   циклогексанол                                                                               10                

   циклогексен                                                                                   10                    

Потери циклогексанола, % масс.                                                          1                                           Потери циклогексанона, % масс.                                                      1,5                                         

Б.10 Составить материальный баланс процесса производства циклогексанона дегидрированием циклогексанола:

Циклогексанол поступает в систему испарителей- перегревателей, где нагревается до температуры реакции частично охлаждёнными топочными газами. Затем пары спирта пропускают через слой катализатора в трубах реактора. Реакционная смесь подогревается до 400-450 С топочными газами, циркулирующими в межтрубном пространстве. При выходе из контактного аппарата газы охлаждают в холодильнике-конденсаторе. Полученный водный раствор разгоняют, выделяя целевой продукт и непревращённый спирт, который возвращают в процесс:

Основная реакция: С 6Н 11ОН → Н 2+ С 6Н 10О

Побочная реакция: С 6Н 11ОН → Н 2 О+ С 6Н 10

Исходные данные:

Производительность по циклогексанону, т/сут                      300                                          

Состав безводной реакционной смеси, % моль.                                                                          

   циклогексанон                                                                     80  

   циклогексанол                                                                     16

   циклогексен                                                                         4 

Потери циклогексанола, % масс.                                                2                             

Потери циклогексанона, % масс.                                             1,1

Б.7 Составить материальный баланс процесса производства уксусной кислоты окислением ацетальдегида кислородом воздуха:

Охлаждённый ацетальдегид смешивают с гомогенным катализатором и попадают в нижнюю часть окислительной колонны. Сюда же подают воздух. В процессе окисления протекают следующие реакции:

С Н 3– СНО + 0,5 О 2 → С Н 3- СООН

3С Н 3– СНО + 3 О 2 → 2 С Н 3- СООН + НСООН + Н 2 О + СО 2

В колонне змеевиками охлаждения поддерживают 60-75 С , рабочее давление 0,4 МПа. Из парогазовой смеси, выходящей с верхней части колонны конденсируют и возвращают в процесс непревращенный ацетальдегид. Жидкие продукты с верха колонны направляют на ректификацию, где от уксусной кислоты отделяют низкокипящие примеси и катализатор.

Исходные данные:

 Количество реакционной смеси, т/сут                                                43

Состав реакционной смеси, % масс.

уксусная кислота                                                                              94

ацетальдегид                                                                                       5

муравьиная кислота                                                                          1

Избыток воздуха, % от стехиометрии                                               1,3

Б.9 Составить материальный баланс процесса производства уксусной кислоты карбонилированием метанола:

Подогретый метанол и СО подают в реактор, где в жидкой фазе при 10 МПа и 250 С в присутствии карбонила кобальта протекают:

Основная реакция: СН 3 ОН + СО → СН 3СООН, и

Побочные реакции: 2СН 3 ОН → (СН 3) 2СО + Н 2О

                             Н 2О + СО → СО 2 + Н 2

                            СН 3 ОН + СН 3СООН → СН 3СОО СН 3 + Н 2О

Реакционную смесь в сепараторе отделяют от газов, которые возвращают в процесс, а из жидкой фазы дросселированием выделяют остатки растворенных газов, затем отгоняют непреращенный метанол. Уксусную кислоту выделяют в виде азеотропа с водой, а из кубовой жидкости отгоняют катализаторный раствор.

Исходные данные:

Пропускная способность по метанолу, кг/ч                                          2000

Мольное соотношение «метанол: СО»                                                  1:1,4

Выход на превращенный метанол, %

   СН 3СООН                                                                                           91

  СН 3СОО СН 3                                                                                                                   5

Концентрация СО (примесь- метан), % об.                                              96

Б.17 Составить материальный баланс процесса производства акролеина:

Приготавливают смесь газообразного пропилена, кислорода и азота. Реакция протекает в аппарате типа теплообменника, трубы которого заполнены медным катализатором. При 350 С и 1 МПа протекает :

Основная реакция: С 3Н 6+ О 2→ СН 2= СН- СНО + Н 2О

Побочные реакции: С 3Н 6+ 0,5О 2→ (СН 3) 2СО

                             С 3Н 6+ 0,5О 2→ СН 3 СН2СНО

Парогазовую смесь, выходящую из реактора. Охлаждают впрыскиванием воды и промывают в скруббере водой, извлекая образовавшиеся кислородосодержащие продукты. Газы сбрасывают в атмосферу, а водный раствор направляют на ректификацию для выделения аллилового спирта, ацетона и ацетальдегида.

Исходные данные:

Производительность установки , т/сут                                               80              

Концентрация , % об.:                                                            

кислорода в смеси С 3Н 6+ О 2 +N 2                                                                        4,8                   

техн. кислорода (примесь-азот)                                                      95                 

техн. азота                                                                                         100               

Состав безводной реакционной смеси, % масс.                                                                          

    акролеин                                                                                        80                  

   ацетон                                                                                             15                  

   пропионовый альдегид                                                                   5                    

Мольное соотношение «кислород: пропилен»                                  5:1                 

Конверсия пропилена, %:                                                                    100                

Б.8 Составить материальный баланс процесса производства уксусной кислоты окислением ацетальдегида кислородом воздуха:

Охлаждённый ацетальдегид смешивают с гомогенным катализатором и попадают в нижнюю часть окислительной колонны. Сюда же подают воздух. В процессе окисления протекают следующие реакции:

С Н 3– СНО + 0,5 О 2 → С Н 3- СООН

3С Н 3– СНО + 3 О 2 → 2 С Н 3- СООН + НСООН + Н 2 О + СО 2

В колонне змеевиками охлаждения поддерживают 60-75 С , рабочее давление 0,4 МПа. Из парогазовой смеси, выходящей с верхней части колонны конденсируют и возвращают в процесс непревращенный ацетальдегид. Жидкие продукты с верха колонны направляют на ректификацию, где от уксусной кислоты отделяют низкокипящие примеси и катализатор.

Исходные данные:

 Пропускная способность по техн. ацетальдегиду, т/сут                       80       

Состав техн. ацетаьдегида, % масс.                                                  

уксусная кислота                                                                                   0,5

ацетальдегид                                                                                            99

вода                                                                                                          0,5

Избыток воздуха, % от стехиометрии                                                      1,7

Конверсия ацетальдегида, %                                                                      93

Выход на превращённый ацетальдегид, %:

   уксусной кислоты                                                                                93

   муравьиной кислоты                                                                            4