Побочные продукты от ректификационных колонн 11 и 13: вода и диаллиловый эфир, поступают на стадию утилизации сырья.

Выводы

Разработка и оптимизация методов получения аллилового спирта является актуальной в химической технологии.

Пропеновый спирт, полупродукт производства глицерина, синтетических смол и пластических материалов, и используется в производстве фармацевтических препаратов и в химическом синтезе вообще, но самое большое применение аллиловый спирт нашел в производстве различных сложных эфиров аллила, из которых наиболее важными являются диаллил - фталат и диаллил - изофталат , которые служат в качестве мономеров и реполимеров .

1. На основании анализа литературных данных выбран метод получения аллилового спирта гидролизом хлористого аллила.

Гидролиз проводят в жидкой фазе при 140 - 150 °С, давлении 10 - 15 атм.

Аллиловый спирт по этой реакции получается высокой чистоты с конечным выходом 92%.

2. Термодинамический расчет показал, что реакция является эндотермической (ΔH > 0), протекает с небольшим поглощением тепла. Процесс характеризуется маленькими значениями Кр. С увеличением температуры константа равновесия увеличивается, а, следовательно, увеличивается выход продукта. В указанных условиях реакция протекает самопроизвольно, т.к. значения энергии Гиббса отрицательны (G < 0). Процесс идет с поглощением тепла и с увеличением температуры, значит, в соответствии с принципом Ле-Шателье равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции. Изменение концентрации реагирующих веществ приведет к смещению равновесия в сторону образования продуктов реакции (по принципу Ле-Шателье).

3. Реакция протекает по механизму электрофильного замещения.

4. Для проведения процесса гидролиза хлористого аллила в соответствии с условиями протекания реакции выбран реактор с трубчатого типа. Смесь реакционных веществ предварительно сжимают до рабочего давления.

5. Материальный баланс процесса жидкофазного гидролиза хлористого аллила рассчитывается исходя из теоретических данных. Процесс осуществляется при температуре 140 оС; конечный выход аллилового спирта 92%, степень конверсии 86%. Селективность получаемого спирта составляет 88%. Расчет материального баланса показывает, что для получения 12,24 кг/мин аллилового спирта необходимо взять 21,35 кг/мин хлористого аллила и 5,04 кг/мин воды.

Из расчета материального баланса видно, что процесс подчиняется закону сохранения массы. Выход продукта невелик, т.к. имеются потери из-за неполного превращения исходных веществ. Определение тепловой нагрузки на реактор показало, что тепловой баланс подчиняется закону сохранения энергии. Реакция эндотермическая, QF > 0, то есть для поддержания заданной температуры химической реакции необходимо подводить тепло в количестве 180169,75 кДж/мин. С учетом тепловой нагрузки поверхность теплообмена равна 151,59 м2.

6. В работе предложена операторная схема процесса. Предусмотрено возвращение не прореагировавшей щелочи в реакцию. После химического превращения исходных реагентов в реакторе, они направляются на ректификацию, где происходит отделение аллилового спирта. Также в процессе используются компрессор и редуктор для создания необходимых технологических условий.

Список литературы

1. Краткая химическая энциклопедия, «Современная энергия» т.1, М: 1961

2. Химическая энциклопедия т.4, гл. ред. Зефиров Н.С., М: 1995, «Большая Российская энциклопедия»

3. Лосев И.И., Е.Б. Тростянская, химия синтетических полимеров, «Химия», М: 1964.

4. Общая органическая химия, под ред. Д.Бартона, В.Д. Опписса, т.2 Кислородсодержащие соединения, под ред. Дж. Ф. Стоддарта - пер. с англ.под ред. Н.Н. Кочеткова и А.И. Усова- М: Химия 1982.- 856с.

5. Синтезы органических препаратов, сб.1, М: 1949. - стр. 25-28

6. «Справочник химика» т. 2, Л.-М.: Химия, 1964. - стр. 412-413

7. Гурвич Я.А. «Справочник молодого аппаратчика- химика» М.: Химия, 1991.- стр. 229

8. Рабинович В.А., Хавин З.Я. «Краткий химический справочник» Л.: Химия, 1977. - стр. 122

9. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. «Краткий справочник по химии» Киев: Наукова думка, 1965. - 837с.

10. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. «Органическая химия» М.: Высшая школа, 1969. - 973с.

11. Жиряков В.Г. «Органическая химия» М.: Химия, 1978. - 408с.

12. Кузьменко Н.Е. и др. Химия. Для школьников ст. кл. и поступающих в вузы: Учеб. Пособие Н.Е. Кузьменко, В.В.Еремин, В.А. Попков.- 4-е изд., стереотип.- М.: Дрофа, 2001. - 544с.

13. В. Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П. Лузин и др. «Органическая химия», уч. Для вузов в 2х книгах, М.: Дрофа, 2003 кн.1 Основной курс - - 640 с.

14. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1988. – 592 с.

15. Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. Пер. с анг. под ред. Проф. Варшавского Я. М. Изд. 3-е, М., «Химия», 1977. – 320 с.

16. Х. Крамерс, К. Вестерп Химические реакторы расчет и управление ими М., издательство «Химия». 1967. - 265 стр.

17. И. П. Мухленов, Д. А. Кузнецов, А. Я. Авербух, А. Г. Амелин, Е. С. Тумаркина, И. Э. Фурмер Общая химическая технология . В 2х частях. Под ред. И. П. Мухленова. Учебник для вузов. Ч. 2 Важнейшие химические производства. Изд. 3-е перераб. И доп. М., «Высшая школа», 1977. - 288с.

18. Амелин А.Г., А.И. Малахов, Зубова И.Е., Зайцев В.Н. Общая химическая технология. Под ред. Амелина А.Г. М, , «Химия», 1977. - -400с.

19. Р. Михаил, К. Кырлогану Реакторы в химической промышленности, Изд. «Химия», ленинградское отделение, 1968. - 388 с.

20. Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. – М.: Химия, 1975. – 736 с.

21. Кувшинский М. Н., Соболева А. П., Курсовое проектирование по предмету «Процессы и аппараты химической промышленности»: Учеб. Пособие для учащихся вузов.- 2-е изд., перераб. И доп.- М.: Высш. Школа, 1980. - 223с.

22. Рейхсфельд В. О., Шеин В. С., Ермаков В. И. Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и синтетического каучука: Учебное пособие для вузов.- 2-е изд., перераб.- Л.: Химия, 1985. - 264с.

23. Хардин А.П., Новаков И.А., Каргин Ю.Н. «Технология химических производств», учеб. Пособие., Волгоград, Волгоградский политехнический институт. 1984. - 140 с.

24. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия: Учеб. для вузов.-М.: Высшая школа, 1981. - 592с.

25. Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия: Учеб. пособие для студентов вузов. - М: Мир, 1974. - 1136с.

26. Общая органическая химия / Под. ред. Н.К. Кочеткова: В 2т. Т.2. - М.: Химия, 1982. - 856с.

27. Керн Ф., Сандберг Р. Углубленный курс органической химии: Учеб. пособие для студентов вузов. - М.: Химия, 1981. - 456с.

28. Березин Б.Д., Березин Д.Б Курс современной органической химии: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1999. - 768с.