 |
|
Х. Схема основного аппарата и его описание
Рис. 3. Трубчатый реактор.
В трубчатых аппаратах, применяемых для проведения сильно экзотермических процессов гидрирования, катализатор помещается в трубах диаметром 25–50 мм. Паро-газовая смесь водорода с органическим реагентом обычно подается сверху (иногда снизу), и реакция протекает в трубах между зернами контакта. Выделяющееся тепло снимается хладоагентом, циркулирующим в межтрубном пространстве. В качестве хладоагента особенно подходит кипящий водный конденсат; в этом случае можно утилизировать тепло реакции для генерации водяного пара.
Выводы
1. Циклогексанон – бесцветная жидкость. Является циклическим кетоном для которого характерны реакции присоединения. Получают циклогексанон окислением циклогексана, дегидрировании циклогексанола, из анилина через циклогексиламин. Но ввиду меньшего числа стадий и потребности в дополнительных реагентах заслуживает предпочтение метод получения циклогексанона окислением циклогексана.
2. Для получения 1 т циклогексанона необходимо взять 857,14 кг циклогексана и 326,53 кг кислорода.
3. Данные материального баланса (полученные в третьем пункте)
Таблица 2. Теоретический материальный баланс
| Приход | Расход | ||||||||
| вещество | 
| % мольн. | 
| % масс. | вещество |
| % мольн. |
| % масс. |
| С6Н12 | 10,20 | 856,8 | 72,4 | С6Н10О | 10,20 | 999,6 | 84,5 | ||
| О2 | 10,20 | 326,4 | 27,6 | Н2О | 10,20 | 183,6 | 15,5 | ||
| Итого: | 20,40 | 1183,2 | Итого: | 20,40 | 1183,2 |
Таблица 3. Практический материальный баланс
| Приход | Расход | ||||||||
| Вещество | 
| % мольн | 
| % массов. | Вещество |
| % мольн |
| % массов. |
| С6Н12 | 0,26 | 8,54 | 21,84 | 21,15 | С6Н10О | 0,216 | 7,10 | 21,17 | 20,50 |
| О2 | 0,52 | 17,08 | 16,64 | 16,11 | Н2О | 0,216 | 7,10 | 3,89 | 3,77 |
| С6Н6 | 0,028 | 0,92 | 2,184 | 2,12 | С6Н12О | 0,004 | 0,13 | 0,4 | 0,39 |
| N2 | 2,236 | 73,46 | 62,60 | 60,62 | С6Н12 непр. | 0,04 | 1,31 | 3,36 | 3,25 |
| О2 непр. | 0,302 | 9,93 | 9,66 | 9,355 | |||||
| С6Н6 | 0,028 | 0,92 | 2,184 | 2,115 | |||||
| N2 | 2,24 | 73,51 | 62,60 | 60,62 | |||||
| Итого: | 3,044 | 103,264 | Итого: | 3,042 | 103,264 |
Эти данные мы использовали при составлении энергетического (теплового) баланса, при термодинамических и кинетических расчетах, расчетах реакторов.
4. В ходе расчета теплового баланса мы установили что реакция является экзотермическая (т.к. 
>0) идет с выделением тепла. Для поддержания заданной температуры тепло необходимо подводить.
Таблица 6. Тепловой баланс
| Приход | Расход | ||||
| Тепловой поток | 
| % | Тепловой поток |
| % |
| 70089,98 | 39,40 | 
| 133202,082 | 74,88 |
| 68567,33 | 22,05 | 
| 32208,3592 | 18,10 |
| 39232,2891 | 38,55 | 
| 12479,1579 | 7,02 |
| Итого: | 177889,5991 | Итого: | 177889,5991 |
5. При термодинамическом анализе мы выбрали условия проведения процесса, т.е. На всем температурном интервале реакция является экзотермической (идет с выделение тепла). Реакция необратимая и идет самопроизвольно.
6. В ходе расчета константы равновесия и равновесного состава реагирующих веществ мы установили, что вещества практически полностью израсходованы в процессе данной реакции.
7. В ходе расчет теплот сгорания и образования мы установили, что вещества участвующие и образующиеся в ходе данной реакции находятся в газообразном состоянии.
8. В ходе кинетических расчетов мы установили, что реакция получения циклогексанона является первого порядка и совпадает с молекулярностью. Кинетическая модель имеет вид:
9. В ходе расчетов основного аппарата мы выбрали каскад реакторов идеального смешения непрерывного действия, состоящий из трех реакторов, с объемом равным 0,354 литров и интенсивностью 0,0548 сек-1.
10. В ходе данной работы была рассмотрена технологическая схема получения циклогексанона из циклогексанола окислением. Выход при этом циклогексанона составляет 80-81 %.
Список литературы
1. Бутов Г.М., Красильников К.Ф., Корчагина Т.К., Попов Ю.В., Саад К.Р. Сборник задач к практическим занятиям по курсу «Основы инженерной химии». Учебное пособие. – Волгоград.: 2000. – 94 с.
2. Жиряков В.Г. Органическая химия. 6-е изд., стереотипное. М.: Химия, 1977. – 408 с.
3. Лебедев Н.Н., Монаков М.Н., Швец В.Ф. Теория химических процессов основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1984. – 372 с.
4. Лекции и практикум по «Общей химической технологии», 2006 г.
5. Потапов В.М., Татаринчик С.Н. Органическая химия: Учебник для техникумов. – 3-е изд., перераб. – М.: Химия, 1980. – 464 с.