Анализ технологического процесса схемы переэтерификации диметилового эфира цианоэтилфосфоновой кислоты моноэтиленгликоль (мет) акрилатом
л=0.3 л=0.4 л=0.3
Ки=(6·0.3+7·0.4+8·0.3)+(8·0.3+7·0.4+1·0.3)+(6·0.3+8·0.4+6·0.3)+(8·0.3+8·0.4+7·0.3)=27
По второму критерию:
|
Экономичность |
Простота конструкции |
Надежность | |
|
Силиконовая баня |
6 |
7 |
8 |
|
Тюрингское стекло |
8 |
7 |
1 |
|
круглый |
6 |
8 |
6 |
|
Система шариковых |
8 |
8 |
7 |
л=0.3 л=0.4 л=0.3
Ки=(6·0.3+7·0.4+8·0.3)+(8·0.3+7·0.4+1·0.3)+(6·0.3+8·0.4+6·0.3)+(8·0.3+8·0.4+7·0.3)=27
По третьему критерию:
|
Экономичность |
Простота конструкции |
Надежность | |
|
Силиконовая баня |
6 |
7 |
8 |
|
Иенское стекло разотерм |
3 |
6 |
7 |
|
круглый |
6 |
8 |
6 |
|
Система шариковых |
8 |
8 |
7 |
л=0.3 л=0.4 л=0.3
Ки=(6·0.3+7·0.4+8·0.3)+(3·0.3+6·0.4+7·0.3)+(6·0.3+8·0.4+6·0.3)+(8·0.3+8·0.4+7·0.3)=26.9
Для процесса: По первому критерию:
|
Селективность |
Время пребывания |
Степень конверсии | |
|
Эфир с конц. Не менее 98% |
5 |
6 |
6 |
|
МЭГ ХЧ |
6 |
6 |
5 |
|
Гидрохинон |
8 |
6 |
6 |
|
Cu |
5 |
5 |
5 |
|
Гомофазная ж-ж |
6 |
5 |
5 |
|
1500С |
7 |
7 |
6 |
л=0.2 л=0.5 л=0.3
Ки=(5•0.2+6•0.5+6•0.3)+(6•0.2+6•0.5+5•0.3)+(5•0.2+5•0.5+5•0.3)+(8•0.2+6•0.5+6•0.3)++(6•0.2+5•0.5+5•0.3)+(7•0.2+7•0.5+6•0.3)=34.8
По второму критерию:
|
Селективность |
Время пребывания |
Степень конверсии | |
|
Эфир с конц. Не менее 98% |
5 |
6 |
6 |
|
МЭГ ХЧ |
6 |
6 |
5 |
|
Cu |
5 |
5 |
5 |
|
Гидрохинон |
8 |
6 |
6 |
|
Гомофазная ж-ж |
6 |
5 |
5 |
|
1500С |
7 |
7 |
6 |
л=0.2 л=0.5 л=0.3
Ки=(5•0.2+6•0.5+6•0.3)+(6•0.2+6•0.5+5•0.3)+(5•0.2+5•0.5+5•0.3)+(8•0.2+6•0.5+6•0.3)+(6•0.2+5•0.5+5•0.3)+(7•0.2+7•0.5+6•0.3)=34.8
По третьему критерию:
|
Селективность |
Время пребывания |
Степень конверсии | |
|
Эфир с конц. Не менее 98% |
5 |
6 |
6 |
|
МЭГ ХЧ |
6 |
6 |
5 |
|
Cu |
5 |
5 |
5 |
|
Гидрохинон |
8 |
6 |
6 |
|
Гомофазная ж-ж |
6 |
5 |
5 |
|
1500С |
7 |
7 |
6 |
л=0.2 л=0.5 л=0.3
Ки=(5•0.2+6•0.5+6•0.3)+(6•0.2+6•0.5+5•0.3)+(5•0.2+5•0.5+5•0.3)+(8•0.2+6•0.5+6•0.3)+(6•0.2+5•0.5+5•0.3)+(7•0.2+7•0.5+6•0.3)=34.8
Выводы
1. На основе системного подхода проведен функционально-физический анализ процесса переэтерификации диметилового эфира β-цианоэтилфосфоновой кислоты моноэтиленгликоль(мет)акрилатом и реактора для его проведения.
В результате были выявлены следующие недостатки:
а) низкий выход продукта реакции;
б) большое время синтеза.
2. Для разрешения конфликтов в технических и химических системах предложены решения:
а) для реактора: введение системы водяных шариковых холодильников меньшей длины.
б) для процесса: использование в качестве ингибитора побочной реакции смеси меди и гидрохинона.
3. Массив проектных решений для реактора составил 216 комбинаций, для процесса- 32 комбинации.
Определены лучшие варианты по критериям экономичности, простоты конструкции, надежности (для реактора), селективности, времени пребывания, степени конверсии (для процесса).
На основе аддитивной свертки критериев для реактора определен наиболее оптимальный проектный вариант по аппарату: круглый реактор, изготовленный из тюрингского стекла, снабженный системой водяных шариковых холодильников, в качестве теплопередающего устройства используется силиконовая баня.
На основе аддитивной свертки критериев определен наиболее проектный вариант по процессу: использование в качестве исходных реагентов “чистых” эфира и МЭГа, в качестве ингибитора – смесь Сu и гидрохинона, синтез ведут при температуре 150 0С в гомофазной системе ж-ж.
