Download miễn phí Đồ án Thiết kế một nhà máy sản xuất Vinyl Axetat
MỤC LỤC
Phần Mở đầu
Phần I: Tổng quan lý thuyết
A . Tính chất nguyên liệu
I. Tính chất củaAxetylen
1. Tính chất vật lý
2. Tính chất hoá học
3. Điều chế Axetylen
II. Tính chất của Axit Axetic
1. Tính chất vật lý
2. Tính chất hoá học
3. Các phương pháp điều chế Axetylen
III . Tính chất của VinylAxetat
1. Tính chất vật lý
2. Tính chất hoá học
B. Các phương pháp sản xuất VinylAxetat
I. Quá trình tổng hợp VA từ Etylen và axitAxetic
1. Kháiniệmchung
2. Tiến hành trong pha lỏng
3. Tiến hành trong pha khí
II. Quá trình tổng hợp VA từ Etyliden Diaxetat
1. Khái niệm chung
2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động
III. Một số phương pháp khác
C. Phương pháp sản xuất VA từ Axetylen và axit Axetic
1. Khái niệm chung
2. Tiến hành trong pha lỏng
3. Tiến hành trong pha khí
Phần 3: Tính toán
A. Cân bằng vật chất
I. Tính cân bằng vật chất cho thiết bị phản ứng
II. Tính cân bằng vật chất cho hệ thống ngưng tụ
III. Tính cân bằng vật chất cho tháp chưng
1. Tính cân bằng vật chất cho tháp chưng ( 15 )
2. Tính cân bằng vật chất cho tháp chưng ( 16 )
3. Tính cân bằng vật chất cho tháp chưng ( 17 )
B. Cân bằng nhiệt lượng
I. Cân bằng nhiệt lượng tại thiết bị phản ứng
II. Cân bằng nhiệt lượng tại thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu
C. Tính toán thiết bị chính
Phần 4: Xây dựng công nghiệp
I. Phân tích đia điểm xây dựng nhà máy
1. Các yêu cầu chung khi chọn địa điểm xây dựng
2. Các yêu cầu về khu đất xây dựng
3. Các yêu cầu bảo vệ môi trường
II. Phân tích tổng mặt bằng nhà máy
1. Nguyên tắc phân vùng
2. Ưu nhược điểm của nguyên tắc phân vùng
3. Các công trình hạng mục trong nhà máy
4. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
III. Thiết kế nhà sản xuất
IV. Giao thông trong nhà máy và các công trình khác
Phần 5: An toàn lao động
Phần 6: Tính toán kinh tế
Phần 7: Kết luận
Tài liệu tham khảo
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
theo phương trình phản ứng sau ta có:Gọi x ( kg / h) là lượng C2H2 tinh khiết đã phản ứng để tạo ra VA (với độ chuyển hoá 95%) và EDA
HC º CH + CH3COOH CH3COO - CH = CH2 (1)
Theo PT 26 kg / h 86 kg / h (hiệu suất 100 %)
Thực tế x kg / h 20 542 kg / h (hiệu suất 95%)
Vì trong lượng C2H2 tinh khiết được đưa vào thì chỉ có 92% là chuyển hóa thành VA (với độ chuyển hóa là 95%) còn 8% là chuyển hóa thành EDA.
Do đó x ở đây chính là 92% lượng C2H2 tinh khiết được đưa vào nên ta có
Theo phương trình
x . 86 = 26 . 20 542.
Suy ra ( kg / h ).
Và lượng C2H2 tinh khiết tham gia phản ứng tạo thành VA và EDA là:
( kg / h ).
Suy ra 8% lượng C2H2 tinh khiết tham chuyển hoá thành EDA là :
8% ´ 6750,4 = 540 ( kg / h ).
Nhưng do mức độ chuyển hoá của C2H2 chỉ đạt 95% nên lượng C2H2 tinh khiết cần đưa vào thiết bị phản ứng cho 1 lần phản ứng là :
( kg / h )
Lượng C2H2 còn lại không tham gia chuyển hoá tạo VA và EDA là :
7105,68 - 6750,4 = 355,28 ( kg / h )
Lượng này sẽ tham gia phản ứng tạo thành axetaldehyt ( CH3 CHO ). Giả sử trong 355,28 ( kg CH3 CHO / h ) chỉ có 5% lượng này tức là : 5%´ 355,28 ( kg / h) tham gia phản ứng tạo thành CH3 CHO theo phương trình :
C2H2 + H2O CH3 CHO
26 kg C2H2 / h 44 kg CH3CHO / h
5%´ 355,28 kg C2H2 / h kg CH3CHO / h
Do đó lượng CH3 CHO tạo thành là :
( kg / h )
Tính lượng CH3COOH tinh khiết cần phản ứng với C2H2 để tạo thành VA và EDA
Tính lượng CH3COOH tinh khiết cần phản ứng với C2H2 để tạo thành VA
Theo phương trình (1) ta có
Cứ cho 60 kg CH3COOH / h tham gia phản ứng thì tạo thành 86 kg VA / h nên khi cho y kg CH3COOH / h tham gia ứng sẽ tạo thành 20542 kg VA / h.
Suy ra lượng CH3COOH tinh khiết cần phản ứng với C2H2 để tạo thành VA là:
( kg / h )
Tính lượng CH3COOH tinh khiết cần phản ứng với C2H2 để tạo thành EDA
HC º CH + 2CH3COOH CH3CH (OCOCH3)2
Theo PT: 26 kg / h 120 kg / h 146 kg / h
Theo đề bài : 540 kg / h y1 kg / h y2 kg / h
Suy ra lượng CH3COOH tinh khiết cần phản ứng với C2H2 để tạo thành EDA là:
( kg / h )
Và lượng EDA tạo thành là
( kg / h )
Do đó lượng CH3COOH tinh khiết cần phản ứng với C2H2 để tạo thành VA và EDA là :
( kg / h )
+
Nhưng do hiệu suất chuyển hoá của CH3COOH là 99% nên lượng CH3COOH tinh khiết thực tế cần dùng là :
( kg / h ) tương ứng với ( kmol / h ).
Lượng CH3COOH còn lại không tham gia chuyển hoá tạo VA và EDA là :
16993,88 - 16823,94 = 169,94 ( kg / h ).
Lượng này sẽ tham gia phản ứng tạo thành axeton ( (CH3)2 CO ). Giả sử trong 27,49 ( kg (CH3)2 CO / h ) chỉ có 15% lượng này tức là 15%´ 169,94(kg / h) tham gia phản ứng tạo thành (CH3)2 CO theo phương trình :
2CH3 COOH (CH3)2 CO + CO2 + H2O
120 kg CH3COOH / h 58 kg (CH3)2 CO / h
15%´ 169,94 kg CH3COOH / h kg (CH3)2 CO / h
Do đó lượng (CH3)2 CO tạo thành là :
( kg / h )
Và lượng CH3COOH còn dư là :
169,94 - 25,491 = 144,45 ( kg / h )
Vậy tổng lượng CH3COOH tinh khiết thực tế cần đưa vào là: 16993,88 ( kg / h ).
Lượng CH3COOH tinh khiết này chiếm 98% khối lượng của CH3COOH kỹ thuật đưa vào , do đó lượng CH3COOH kỹ thuật đưa vào là :
( kg / h )
Tính lượng C2H2 kỹ thuật cần cho toàn bộ quá trình trong 1 giờ
Trong thực tế sản xuất thì để hiệu suất quá trình đạt được cao nhất thì tỷ lệ số mol C2H2 / CH3COOH phải là 4 : 1. Do đó lượng C2H2 theo tỷ lệ là :
4 ´ 283,23 = 1132,92( kmol / h ).
Tương ứng với : 1132,92 ´ 26 = 29 455,92 ( kg / h ).
Số vòng có thể phản ứng của toàn bộ lượng C2H2 là :
vòng
Theo đề bài , lượng C2H2 tổn thất trong toàn bộ quá trình là 2% tương ứng với : ( kg / h ).
Do đó lượng C2H2 bị mất mát sau 1 lần tham gia phản ứng là :
( kg / h ).
Do vậy tổng lượng C2H2 tinh khiết đưa vào thiết bị phản ứng trong 1 giờ là :
29 455,92 + 589,12 = 30 045,04 ( kg / h ).
Theo đề bài , lượng C2H2 chiếm 94,77% khối lượng C2H2 kỹ thuật được đưa vào thiết bị phản ứng. Từ đó suy ra :
Lượng C2H2 kỹ thuật được đưa vào thiết bị phản ứng là :
( kg / h )
Vậy tổng lượng C2H2 kỹ thuật cần cho toàn bộ quá trình trong1giờ là: 31 962,81( kg ).
Lượng tạp chất do nguyên liệu đầu mang vào
Do C2H2 mang vào
Lượng N2 : = ( kg / h )
Lượng O2 : = ( kg / h )
Lượng Vinyl axetylen ( C4H4 ) : = ( kg / h )
Do CH3COOH mang vào:
Trong lượng CH3COOH kỹ thuật mang vào có 2 % là tạp chất , suy ra lượng tạp chất do CH3COOH mang vào là :
Tạp chất của CH3COOH
m = ( kg / h )
Do đó tổng lượng tạp chất do nguyên liệu đầu ( C2H2 và CH3COOH kỹ thuật) mang vào là:
Tạp chất
m = + + + mTạp chất của CH3COOH
= 882,17 + 156,62 + 632,86 + 346,81 =
= 2 018,46 ( kg / h )
2. Lượng vật chất đi ra khỏi thiết bị phản ứng
Theo các số liệu tính toán có được từ phần trên , ta có :
Lượng sản phẩm VA đi ra là : 20 542 ( kg / h )
Lượng sản phẩm phụ EDA tạo thành là : 3 032,31 ( kg / h )
Lượng CH3COOH tinh khiết còn dư và đi ra là bằng lượng CH3COOH tinh
khiết thực tế đưa vào trừ đi lượng CH3COOH tinh khiết tham gia phản ứng tạo VA và EDA và (CH3)2CO , suy ra ta có :
CH3COOH dư
m =16 993,88-(14 331,63 + 2 492,31+25,491) = 144,45( kg / h )
Lượng C2H2 tinh khiết còn dư và đi ra là bằng lượng C2H2 tinh khiết thực tế đưa vào trừ đi lượng C2H2 tinh khiết tham gia phản ứng tạo VA và EDA và CH3CHO, suy ra ta có :
C2H2 dư
m = 30 045,04 – ( 7 105,68 + 5%´ 355,28 ) = 23 276,88 ( kg / h )
Lượng tạp chất đi ra bằng lượng tạp chất mang vào nên ta có :
Lượng tạp chất của CH3COOH kỹ thuật là : 346,81 ( kg / h )
Lượng tạp chất của C2H2 kỹ thuật là : 1 671,65 (kg/h ).
Bảng cân bằng vật chất tại thiết bị phản ứng
Lượng vật chất vào
Lượng vật chất ra
Cấu tử
Khối lượng
( kg / h )
Cấu tử
Khối lượng
( kg / h )
C2H2 tinh khiết
30 045,04
Sản phẩm VA
20 542
CH3COOH tinh khiết
16 993,81
Sản phẩm phụ EDA
3 032,31
N2
882,17
C2H2 tinh khiết còn dư
23 276,88
O2
156,62
CH3COOH tinh khiết còn dư
144,45
Vinyl axetylen (C4H4)
632,86
N2
882,17
Tạp chất của CH3COOH
346,81
O2
156,62
Vinyl axetylen (C4H4)
632,86
Tạp chất của CH3COOH
349,81
CH3CHO
30,06
(CH3)2CO
12,32
Tổng lượng vật chất vào
49 057,38
Tổng lượng vật chất ra
49 056,48
II. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO HỆ THỐNG NGƯNG TỤ:
1. Lượng vật chất đi vào hệ thống ngưng tụ:
Lượng vật chất đi vào hệ thống ngưng tụ chính là lượng vật chất đi ra khỏi thiết bị phản ứng. Do đó lượng vật chất đi vào hệ thống ngưng tụ là :
Bảng cấu tử đi vào thiết bị ngưng tụ
Cấu tử
Khối lượng ( kg / h )
Sản phẩm VA
20 542
Sản phẩm phụ EDA
3 032,31
C2H2 tinh khiết còn dư
23 276,88
CH3COOH tinh khiết còn dư
144,45
N2
882,17
O2
156,62
Vinyl axetylen (C4H4)
632,86
Tạp chất của CH3COOH
346,81
CH3CHO
30,06
(CH3)2CO
12,06
2. Lượng vật chất đi ra hệ thống ngưng tụ
Khi đi vào hệ thống ngưng tụ thì các cấu tử sau bị ngưng tụ, đó là : VA, EDA, CH3COOH tinh khiết và tạp chất của CH3COOH, CH3CHO và (CH3)2 CHO. Còn lại C2H2 , N2 , O2 và C4H4 thì không bị ngưng tụ.
Do hiệu suất làm việc của hệ thống ngưng tụ chỉ đạt 98% nên ta có :
Lượng VA được ngưng tụ và đi vào bể chứa ( số (12) ) là :
( kg / h )
Suy ra lượng VA không bị ngưng tụ và được đưa tới thiết bị phân riêng khí ( thiết bị số (11) ) là :
20 542 –20 131,16 = 410,84 ( kg / h )
Lượng EDA được ngưng tụ và đi vào bể chứa ( số (12) ) là :
( kg / h )
Suy ra lượng EDA không bị ngưng tụ và được đưa tới thiết bị phân riêng khí ( thiết bị số (11) ) là :
3 032,31 – 2 971,66 = 60,65 ( kg / h )
Lượng CH3COOH ( tinh khiết và tạp ch...