Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Vậy thể tích hỗn hợp nguyên liệu đi vào thiết bị
Vvào = 2,21323 m3/h = 2213,23 l/h
Thiết bị làm việc là thiết bị khuấy trộn hình trụ. Theo nguyên tắc thể tích làm việc của thiết bị chiếm 70 80% thể tích của thiết bị để đảm bảo năng suất của quá trình làm việc và đảm bảo tuyệt đối vấn đề an toàn khi làm việc.
Vậy thể tích hỗn hợp vào thiết bị gồm có: Thể tích hỗn hợp nguyên liệu đi vào cộng với thể tích dung môi dicloetan đưa vào thiết bị. Lượng dung môi dicloetan lỏng đưa vào ban đầu bằng thể tích làm việc của thiết bị.
Giả thiết trong một giờ, lượng hỗn hợp nguyên liệu vào cộng với lượng dung môi Dicloetan đưa vào trong thiết bị bằng thể tích làm việc của thiết bị.
Chọn thể tích làm việc của thiết bị là 75% thể tích của thiết bị
VDE = 2487,56/1253 =1,98528 m3/h
VLàm việc = 2,21323 +1,98528 = 4,19851 m3h
Vậy ta có thể tích thực của thiết bị là:
m3/h
II. Tính kích thước của thiết bị.
Thiết bị phản ứng là loại thiết bị khuấy trộn hình trụ đứng, có vỏ bọc làm lạnh ngoài và có ống xoắn ruột gà làm lạnh trong để rút nhiệt phản ứng.
Dùng bộ phận khuấy trộn có cánh khuấy mái chèo.
Với thể tích của thiết bị là V = 5,598 m3/h, ta chọn đường kính thiết bị là 1.4 m Khi đó theo công thức:
V = H.S
Trong đó:
H: chiều cao của thiết bị, m
S: diện tích bề mặt ngang của thiết bị, m2
=>
Trong đó: D là đường kính của thiết bị.
=> m
Ta chọn thiết bị có chiều cao là: H = 3,64m.
Kết luận.
Sau 3 tuần tìm tài liệu và nghiên cứu thiết kế, cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn Tổng hợp Hữu cơ - Hoá dầu, cô giáo hướng dẫn PGS.TS. Đinh Thị Ngọ đến nay em đã hoàn thành bản đồ án môn học với đề tài là: Thiết kế phân xưởng sản xuất dicloetan, năng xuất 20.000 tấn/năm, với những nội dung chính sau:
- Phần tổng quan lý thuyết giới thiệu về tính chất của nguyên liệu để sản xuất Dicloetan, tính chất của sản phẩm đicloetan, các phương pháp điều chế dicloetan và các ứng dụng của dicloetan trong các ngành công nghiệp tổng hợp hữu cơ… Qua đó, đã lựu chọn phương pháp và dây chuyền công nghệ để sản xuất dicloetan cho năng suất 20.000 tấn/năm: “sơ đồ dây chuyền sản xuất dicloetan bằng phương phảm clo hoá trực tiếp etylen trong pha lỏng ở nhiệt độ 20-300C”, phù hợp với điều kiện thực tế của nước ta. Vẽ dây chuyền sản xuất và thiết bị phản ứng chính.
- Phần tính toán đã tính được cân bằng vật chất, cân bằng nhiệt và tính được kích thước cơ bản của thiết bị phản ứng.
Tuy nhiên do sự hạn hẹp về thời gian, khuôn khổ của bài đồ án và năng lực của bản thân nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và sơ sài. Mặc dù vậy trong quá trình nghiên cứu và viết báo cáo cũng giúp em biết được các bước cơ bản của việc thiết kế công nghệ cho phân xưởng sản xuất trong thực tế, bên cạnh đó còn giúp em rèn luyện kỹ năng, tác phong và phương pháp trong công việc cũng như nghiên cứu.
Cuối cùng em xin trân trọng Thank cô giáo hướng dẫn, cũng như các thầy cô trong bộ môn Tổng hợp Hữu cơ - Hoá dầu, đã nhiệt tình hướng dẫn em hoàn thành bản đồ án này.
Mục lục
Lời mở đầu 5
Chương I: Tổng quan lý thuyết 6
A. Tổng quan về DE 6
I. Giới thiệu về DE 6
I.1. Tính chất vật lý 6
I.2. Tính chất hoá học 7
I.2.1. Nhận xét về phân tử dicloetan 7
I.2.2. Phản ứng thế nucleophyl 8
I.2.3. Phản ứng thế nucleophyl 9
I.2.4. Một số phản ứng hoá học khác 9
II. Cơ chế phản ứng clo hoá etylen 9
III. Nguyên liệu sản xuất dicloetan 10
III.1. Etylen 10
III.1.1. Tính chất vật lý 10
III.1.2. Tính chất hoá học 11
III.1.3. ứng dụng của etylen 14
III.1.4. Điều chế etylen 14
III.2 Clo 14
III.2.1. Tính chất vật lý 14
III.2.2. Tính chất hoá học 15
III.2.3. ứng dụng của clo 17
III.2.4. Điều chế clo 18
IV. Các yếu tố ảnh hưởng 18
IV.1.ảnh hưởng của nhiệt độ 18
IV.2 ảnh hưởng của thành phần khí 19
IV.3 ảnh hưởng của xúc tác 20
V. ứng dụng của dicloetan 20
B. Các phương pháp sản xuất DE 21
I. Phương pháp clo hoá trực tiếp etylen 21
I.1 Clo hoá trực tiếp etylen trong pha lỏng 21
I.1.1. Nguyên liệu 21
I.1.2. Phản ứng quá trình 21
I.1.3. Công nghệ clo hoá nhiệt độ thấp (LTC) 22
I.1.4. Công nghệ clo hoá nhiệt độ cao (HTC) 23
I.2 Clo hoá trực tiếp etylen trong pha khí 24
II. Phương pháp oxyclo hoá etylen 26
II.1. Phương pháp oxyclo hoá etylen trong phan khí 26
II.1.1. Xúc tác quá trình 26
II.1.2. Cơ chế phản ứng 26
II.1.3. Đặc trưng công nghệ và sản phẩm 27
II.1.4. Nguyên liệu28 28
III. Phương pháp oxyclo hoá etan 30
IV. Các quá trình khác sản xuất DE 30
C. Lựa chọn phương pháp sản xuất 30
I. So sánh các quá trình sản xuất DE 30
II. Lựa chọn và thuyết minh dây chuyền 31
II.1. Lựa chọn dây chuyền 31
II.2. Thuyết minh dây chuyền 32
Chương II: Tính toán 33
A. Tính cân bằng vật chất 33
I. Cân bằng vật chất cho quá trình clo hoá 33
I.1. Lượng chất đi vào thiết bị clo hóa 34
I.1.1. Lượng etylen cần để tạo thành DE và TCE 34
I.1.2. Lượng clo cần để tạo thành DE, TCE và DCP 35
I.2. Lượng chất đi ra khỏi thiết bị clo hoá 36
B. Cân bằng nhiệt của thiết bị clo hóa 37
I. Lượng nhiệt do nguyên liệu mang vào 38
I.1. Lượng nhiệt do etylen kỹ thuật mang vào 38
I.2. Lượng nhiệt do etylen kỹ thuật mang vào 38
II. Lượng nhiệt do các phản ứng clo hóa 39
II.1. Lượng nhiệt do phản ứng (1) tạo thành 39
II.2. Lượng nhiệt do phản ứng (2) tạo thành 39
II.3. Lượng nhiệt do phản ứng (3) tạo thành 40
III. Lượng nhiệt do sản phẩm mang ra 40
III.1. Lượng nhiệt do sản phẩm khí mang ra 40
III.2. Lượng nhiệt do sản phẩm lỏng mang ra 41
IV. Lượng nhiệt mất ra môi trường 42
V. Lượng nhiệt do tác nhân làm lạnh 42
C. Kích thước thiết bị chính 43
I. Thể tích thiết bị 43
II. Kích thước thiết bị 44
Kết luận 46
Tài liệu tham khảo 47
Lời mở đầu
Dicloetan là dẫn xuất clo của hydrocacbon có công thức phân tử là C2H4Cl2. Nó là một hợp chất hữu cơ có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp hoá học dể tổng hợp các hợp chất khác như VC, etylenglycol, etylendiamin, cao su tổng hợp thiokol… Ngoài ra dicloetan còn được sử dụng như một dung môi để trích ly các chất béo ra khỏi mỡ động vật, thực vật, khử dầu mỡ ở da và lông thú, làm sạch kim loại trước khi mạ crôm, niken
Do ứng dụng trên, đặc biệt là ứng dụng của dicloetan để sản xuất polyvinylclorua là monome để tổng hợp PVC chất cần thiết trong các ngành công nghiệp ôtô, xây dựng, và dân dụng do đó việc lựa chọn phương pháp sản xuấtđpicloetan là hết sức quan trọng.
Ngày nay dicloetan là hợp chất hoá học được sản xuất với quy mô lớn và tốc độ cao do nhu cầu tiêu thụ PVC trên thị trường rất lớn. Vào năm 1981 với 85% tổng số sản phẩm dicloetan được sử dụng để sản xuất vinylclorua, 10% sử dụng cho việc sản xuất các dung môi chứa clo như 1,1,1 tricloetan, tetracloetan….ngoài ra cho tổng hợp etylendiamin. Sản lượng dicloetan vào năm 1985 được tính toán vào khoảng: ở Mĩ 7. 106 tấn, ở châu Âu 8. 106 tấn, ở Nhật 2.5. 106 tấn.[6]
Tốc độ phát triển trung bình trong tương lai khó co thể đoán trước nó phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ tiêu thụ PVC trên thị trường, khả năng tự động hoá khong công nghệ và chiến lược kinh doanh của nhà sản suất.
Mặc dù có nhiều phương pháp sản xuất nhưng hiện nay có hai công nghệ chính để sản xuất dicloetan là: Clo hoá trực tiếp etylen và công nghệ oxyclo hoá etylen để sản xuất dicloetan. Ngày nay hai phương pháp này được cải tiến và mở rộng nhiều hơn. Dây chuyền sản xuất dicloetan thường được kết hợp với dây chuyền sản xuất VC để tận dụng lượng HCl sinh ra từ quá trình sản suất VC.
Chương I: Tổng quan lý thuyết
a. tổng quan về DE
I. Giới thiệu về dicloetan
Dicloetan là hợp chất hữu cơ, nó có hai đồng phân là: 1,1dicloetan (CH3- CH2Cl2) và 1,2dicloetan (ClCH2- CH2Cl). Trong đó 1,1dicloetan là hợp chất không có nhiều ứng dụng và nó thường là sản phẩm phụ không mong muốn trong quá trình sản xuất DE, 1,1_dicloetan có ứng dụng quan trọng nhất là nguyên liệu để sản xuất 1,1,1tricloetan.[6]
I.1. Tính chất vật lý
Dicloetan là chất lỏng không màu, không hoà tan trong nước tuy nó tạo với nước thành hỗn hợp đẳng phí sôi ở 72oC và có chứa 19,5% nước. Nó có khả năng hoà tan nhiều hợp chất vô cơ và chất béo1 . Dicloetan là chất khó cháy nhưng khi xảy ra quá trình cháy thì dễ dàng dập tắt bằng nước. Dicloetan rất dễ gây mê, nếu hít phải hơi Dicloetan sẽ bị đau đầu, ho và có thể chết. Giới hạn nồng độ cho phép của dicloetan trong không khí là 0.05 mg/l.[1]
Một số thông số hoá lý của dicloetan cho ở dưới bảng sau [6]
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Vậy thể tích hỗn hợp nguyên liệu đi vào thiết bị
Vvào = 2,21323 m3/h = 2213,23 l/h
Thiết bị làm việc là thiết bị khuấy trộn hình trụ. Theo nguyên tắc thể tích làm việc của thiết bị chiếm 70 80% thể tích của thiết bị để đảm bảo năng suất của quá trình làm việc và đảm bảo tuyệt đối vấn đề an toàn khi làm việc.
Vậy thể tích hỗn hợp vào thiết bị gồm có: Thể tích hỗn hợp nguyên liệu đi vào cộng với thể tích dung môi dicloetan đưa vào thiết bị. Lượng dung môi dicloetan lỏng đưa vào ban đầu bằng thể tích làm việc của thiết bị.
Giả thiết trong một giờ, lượng hỗn hợp nguyên liệu vào cộng với lượng dung môi Dicloetan đưa vào trong thiết bị bằng thể tích làm việc của thiết bị.
Chọn thể tích làm việc của thiết bị là 75% thể tích của thiết bị
VDE = 2487,56/1253 =1,98528 m3/h
VLàm việc = 2,21323 +1,98528 = 4,19851 m3h
Vậy ta có thể tích thực của thiết bị là:
m3/h
II. Tính kích thước của thiết bị.
Thiết bị phản ứng là loại thiết bị khuấy trộn hình trụ đứng, có vỏ bọc làm lạnh ngoài và có ống xoắn ruột gà làm lạnh trong để rút nhiệt phản ứng.
Dùng bộ phận khuấy trộn có cánh khuấy mái chèo.
Với thể tích của thiết bị là V = 5,598 m3/h, ta chọn đường kính thiết bị là 1.4 m Khi đó theo công thức:
V = H.S
Trong đó:
H: chiều cao của thiết bị, m
S: diện tích bề mặt ngang của thiết bị, m2
=>
Trong đó: D là đường kính của thiết bị.
=> m
Ta chọn thiết bị có chiều cao là: H = 3,64m.
Kết luận.
Sau 3 tuần tìm tài liệu và nghiên cứu thiết kế, cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn Tổng hợp Hữu cơ - Hoá dầu, cô giáo hướng dẫn PGS.TS. Đinh Thị Ngọ đến nay em đã hoàn thành bản đồ án môn học với đề tài là: Thiết kế phân xưởng sản xuất dicloetan, năng xuất 20.000 tấn/năm, với những nội dung chính sau:
- Phần tổng quan lý thuyết giới thiệu về tính chất của nguyên liệu để sản xuất Dicloetan, tính chất của sản phẩm đicloetan, các phương pháp điều chế dicloetan và các ứng dụng của dicloetan trong các ngành công nghiệp tổng hợp hữu cơ… Qua đó, đã lựu chọn phương pháp và dây chuyền công nghệ để sản xuất dicloetan cho năng suất 20.000 tấn/năm: “sơ đồ dây chuyền sản xuất dicloetan bằng phương phảm clo hoá trực tiếp etylen trong pha lỏng ở nhiệt độ 20-300C”, phù hợp với điều kiện thực tế của nước ta. Vẽ dây chuyền sản xuất và thiết bị phản ứng chính.
- Phần tính toán đã tính được cân bằng vật chất, cân bằng nhiệt và tính được kích thước cơ bản của thiết bị phản ứng.
Tuy nhiên do sự hạn hẹp về thời gian, khuôn khổ của bài đồ án và năng lực của bản thân nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và sơ sài. Mặc dù vậy trong quá trình nghiên cứu và viết báo cáo cũng giúp em biết được các bước cơ bản của việc thiết kế công nghệ cho phân xưởng sản xuất trong thực tế, bên cạnh đó còn giúp em rèn luyện kỹ năng, tác phong và phương pháp trong công việc cũng như nghiên cứu.
Cuối cùng em xin trân trọng Thank cô giáo hướng dẫn, cũng như các thầy cô trong bộ môn Tổng hợp Hữu cơ - Hoá dầu, đã nhiệt tình hướng dẫn em hoàn thành bản đồ án này.
Mục lục
Lời mở đầu 5
Chương I: Tổng quan lý thuyết 6
A. Tổng quan về DE 6
I. Giới thiệu về DE 6
I.1. Tính chất vật lý 6
I.2. Tính chất hoá học 7
I.2.1. Nhận xét về phân tử dicloetan 7
I.2.2. Phản ứng thế nucleophyl 8
I.2.3. Phản ứng thế nucleophyl 9
I.2.4. Một số phản ứng hoá học khác 9
II. Cơ chế phản ứng clo hoá etylen 9
III. Nguyên liệu sản xuất dicloetan 10
III.1. Etylen 10
III.1.1. Tính chất vật lý 10
III.1.2. Tính chất hoá học 11
III.1.3. ứng dụng của etylen 14
III.1.4. Điều chế etylen 14
III.2 Clo 14
III.2.1. Tính chất vật lý 14
III.2.2. Tính chất hoá học 15
III.2.3. ứng dụng của clo 17
III.2.4. Điều chế clo 18
IV. Các yếu tố ảnh hưởng 18
IV.1.ảnh hưởng của nhiệt độ 18
IV.2 ảnh hưởng của thành phần khí 19
IV.3 ảnh hưởng của xúc tác 20
V. ứng dụng của dicloetan 20
B. Các phương pháp sản xuất DE 21
I. Phương pháp clo hoá trực tiếp etylen 21
I.1 Clo hoá trực tiếp etylen trong pha lỏng 21
I.1.1. Nguyên liệu 21
I.1.2. Phản ứng quá trình 21
I.1.3. Công nghệ clo hoá nhiệt độ thấp (LTC) 22
I.1.4. Công nghệ clo hoá nhiệt độ cao (HTC) 23
I.2 Clo hoá trực tiếp etylen trong pha khí 24
II. Phương pháp oxyclo hoá etylen 26
II.1. Phương pháp oxyclo hoá etylen trong phan khí 26
II.1.1. Xúc tác quá trình 26
II.1.2. Cơ chế phản ứng 26
II.1.3. Đặc trưng công nghệ và sản phẩm 27
II.1.4. Nguyên liệu28 28
III. Phương pháp oxyclo hoá etan 30
IV. Các quá trình khác sản xuất DE 30
C. Lựa chọn phương pháp sản xuất 30
I. So sánh các quá trình sản xuất DE 30
II. Lựa chọn và thuyết minh dây chuyền 31
II.1. Lựa chọn dây chuyền 31
II.2. Thuyết minh dây chuyền 32
Chương II: Tính toán 33
A. Tính cân bằng vật chất 33
I. Cân bằng vật chất cho quá trình clo hoá 33
I.1. Lượng chất đi vào thiết bị clo hóa 34
I.1.1. Lượng etylen cần để tạo thành DE và TCE 34
I.1.2. Lượng clo cần để tạo thành DE, TCE và DCP 35
I.2. Lượng chất đi ra khỏi thiết bị clo hoá 36
B. Cân bằng nhiệt của thiết bị clo hóa 37
I. Lượng nhiệt do nguyên liệu mang vào 38
I.1. Lượng nhiệt do etylen kỹ thuật mang vào 38
I.2. Lượng nhiệt do etylen kỹ thuật mang vào 38
II. Lượng nhiệt do các phản ứng clo hóa 39
II.1. Lượng nhiệt do phản ứng (1) tạo thành 39
II.2. Lượng nhiệt do phản ứng (2) tạo thành 39
II.3. Lượng nhiệt do phản ứng (3) tạo thành 40
III. Lượng nhiệt do sản phẩm mang ra 40
III.1. Lượng nhiệt do sản phẩm khí mang ra 40
III.2. Lượng nhiệt do sản phẩm lỏng mang ra 41
IV. Lượng nhiệt mất ra môi trường 42
V. Lượng nhiệt do tác nhân làm lạnh 42
C. Kích thước thiết bị chính 43
I. Thể tích thiết bị 43
II. Kích thước thiết bị 44
Kết luận 46
Tài liệu tham khảo 47
Lời mở đầu
Dicloetan là dẫn xuất clo của hydrocacbon có công thức phân tử là C2H4Cl2. Nó là một hợp chất hữu cơ có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp hoá học dể tổng hợp các hợp chất khác như VC, etylenglycol, etylendiamin, cao su tổng hợp thiokol… Ngoài ra dicloetan còn được sử dụng như một dung môi để trích ly các chất béo ra khỏi mỡ động vật, thực vật, khử dầu mỡ ở da và lông thú, làm sạch kim loại trước khi mạ crôm, niken
Do ứng dụng trên, đặc biệt là ứng dụng của dicloetan để sản xuất polyvinylclorua là monome để tổng hợp PVC chất cần thiết trong các ngành công nghiệp ôtô, xây dựng, và dân dụng do đó việc lựa chọn phương pháp sản xuấtđpicloetan là hết sức quan trọng.
Ngày nay dicloetan là hợp chất hoá học được sản xuất với quy mô lớn và tốc độ cao do nhu cầu tiêu thụ PVC trên thị trường rất lớn. Vào năm 1981 với 85% tổng số sản phẩm dicloetan được sử dụng để sản xuất vinylclorua, 10% sử dụng cho việc sản xuất các dung môi chứa clo như 1,1,1 tricloetan, tetracloetan….ngoài ra cho tổng hợp etylendiamin. Sản lượng dicloetan vào năm 1985 được tính toán vào khoảng: ở Mĩ 7. 106 tấn, ở châu Âu 8. 106 tấn, ở Nhật 2.5. 106 tấn.[6]
Tốc độ phát triển trung bình trong tương lai khó co thể đoán trước nó phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ tiêu thụ PVC trên thị trường, khả năng tự động hoá khong công nghệ và chiến lược kinh doanh của nhà sản suất.
Mặc dù có nhiều phương pháp sản xuất nhưng hiện nay có hai công nghệ chính để sản xuất dicloetan là: Clo hoá trực tiếp etylen và công nghệ oxyclo hoá etylen để sản xuất dicloetan. Ngày nay hai phương pháp này được cải tiến và mở rộng nhiều hơn. Dây chuyền sản xuất dicloetan thường được kết hợp với dây chuyền sản xuất VC để tận dụng lượng HCl sinh ra từ quá trình sản suất VC.
Chương I: Tổng quan lý thuyết
a. tổng quan về DE
I. Giới thiệu về dicloetan
Dicloetan là hợp chất hữu cơ, nó có hai đồng phân là: 1,1dicloetan (CH3- CH2Cl2) và 1,2dicloetan (ClCH2- CH2Cl). Trong đó 1,1dicloetan là hợp chất không có nhiều ứng dụng và nó thường là sản phẩm phụ không mong muốn trong quá trình sản xuất DE, 1,1_dicloetan có ứng dụng quan trọng nhất là nguyên liệu để sản xuất 1,1,1tricloetan.[6]
I.1. Tính chất vật lý
Dicloetan là chất lỏng không màu, không hoà tan trong nước tuy nó tạo với nước thành hỗn hợp đẳng phí sôi ở 72oC và có chứa 19,5% nước. Nó có khả năng hoà tan nhiều hợp chất vô cơ và chất béo1 . Dicloetan là chất khó cháy nhưng khi xảy ra quá trình cháy thì dễ dàng dập tắt bằng nước. Dicloetan rất dễ gây mê, nếu hít phải hơi Dicloetan sẽ bị đau đầu, ho và có thể chết. Giới hạn nồng độ cho phép của dicloetan trong không khí là 0.05 mg/l.[1]
Một số thông số hoá lý của dicloetan cho ở dưới bảng sau [6]
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: