Производство этиленгликоля методом гидротации окиси этилена

     106 кг/кмоль – 62 кг/кмоль

     302,67 кг/ч – Х кг/ч, следовательно, Х = 177,03 кг/ч, 

     где 106 и 62 – соответственно молярные массы  диэтиленгликоля и этиленгликоля, а 44 – окиси этилена: 

     106 кг/кмоль – 44 кг/кмоль

     302,67 кг/ч – Х кг/ч, следовательно Х = 125,64 кг/ч. 

     В уравнении химической реакции (1) этиленгликоль равен сумме производительности и количества этиленгликоля, пошедшего на побочную реакцию: 

     3026,7 + 177,03 = 3203,73 кг/ч. 

     По  уравнению (1) можно найти необходимое  количество окиси этилена, пошедшего  на образование этиленгликоля: 

     62 кг/кмоль – 44 кг/кмоль

     3203,73 кг/ч – Х кг/ч следовательно Х = 2273,6 кг/ч, 

     а также необходимое количество воды, вступающей в реакцию:

     62 кг/кмоль - 18 кг/кмоль 

     3203,73 кг/ч - Х кг/ч, следовательно Х = 930,12 кг/ч, 

     где 18 – молярная масса воды.

     Необходимый избыток воды по отношению к количеству окиси этилена равен: 

     10*930,12 = 9301,2 кг/ч, 

     тогда обще количество воды, поступающей  в аппарат, будет составлять: 

     9301,2 + 930,12 = 10231,32 кг/ч.

     Окись этилена на входе равна сумме  окиси этилена, пошедшей на образование этиленгликоля, диэтиленгликоля, окиси этилена, оставшейся непрореагировавшей в безводной реакционной смеси: 

     2273,6 + 125,64 + 33,63 =2432,87 кг/ч. 

     При этом потери окиси этилена составляют: 

     2432,87 кг/ч – 100%

     Х кг/ч – 1%, следовательно Х = 24,33 кг/ч. 

     Примеси в окиси этилена составляют: 

     2457,2 кг/ч – 99,2%

     Х кг/ч – 0,8%, следовательно Х = 19,82 кг/ч, 

     где 2457,2 кг/ч – это масса окиси  этилена на входе в аппарат  с учетом потерь.

     Тогда масса окиси этилена, которая  поступает в аппарат с учетом всех потерь и примесей, будет составлять: 

     2432,87 + 24,33 + 19,82 = 2477,02 кг/ч. 

     На  входе:

     1) окись этилена – 2477,02 кг/ч,

     2) вода – 10231,32 кг/ч.

     На  выходе:

     1) этиленгликоль – 3026,7 кг/ч,

     2) избыток воды – 9301,2 кг/ч,

     3) потери окиси этилена – 24,33 кг/ч,

     4) Диэтиленгликоль – 302,67 кг/ч,

     5) примеси окиси этилена – 19,82 кг/ч,

     6) непрореагировавшая окись этилена  – 33,63 кг/ч. 

 

 

      8. Расчет основных технических показателей 

     Технические показатели определяют качество процессов  данной технологии.

     Расходный коэффициент показывает количество затраченного сырья или материалов, или энергии на производство единицы  продуктов. 

      , . 

     Теоретический расходный коэффициент равен  отношению массы затраченного сырья  к массе полученного продукта, которое можно теоретически получить из этого сырья.

     Практический  расходный коэффициент учитывает  производственные потери и примеси, т.е. он равен отношению фактической массы сырья, затраченной на производство с учетом потерь, к массе полученного продукта.

     С учетом того, что в качестве сырья  используются два продукта, определим  теоретические и практические расчетные коэффициенты для каждого из них:

     1) для окиси этилена: 

     К_р^пр = 24477,02/3026,7 = 0,82 кг_с/кг_п;

     К_р^теор = 2273,6/3026,7 = 0,71 кг_с/кг_п;

     К_р^теор = М_{окиси этилена}/М_{этиленгликоля} = 44/62 = 0,71 кг_с/кг_п.

     2) для воды:

     К_р^пр = 10231,32/3026,7 = 3,4 кг_с/кг_п;

     К_р^теор = 930,12/3026,7 = 0,3 кг_с/кг_п;

     К_р^теор = 18/62 = 0,3 кг_с/кг_п.

 

      Любой расходный коэффициент показывает количественно затраты на производство продукта, но не отражает эффективности  использования расходных коэффициентов.

     Эффективность использования определяется следующим  техническим показателем, который называется выход продукта – отношение реально получаемого количества продукта из использованного сырья к максимальному количеству, которое теоретически можно получить из того же количества сырья. Выход продукта – показатель безразмерный, либо его можно представить в процентах.

     Реальный  выход продукта составляет:

     из 2477,02 кг окиси этилена – 3026,7 кг этиленгликоля,

     из 10231,32 кг воды – 3026,7 кг этиленгликоля.

     Теоретический выход продукта составляет:

     1) по окиси этилена:

     2477,02 кг/час – Х кг/час

     44 кг/кмоль – 62 кг/кмоль, следовательно  Х = 3490,35 кг/час.

     2) по воде:

     10231,32 кг/час - Х кг/час

     18 кг/кмоль - 62 кг/кмоль, следовательно  Х = 35241 кг/час.

     Найдем  выход продукта по окиси этилена: 

     3026,7/3490,35 * 100% = 87%. 

     Степень конверсии вычисляется как отношение массы прореагировавшего сырья к его исходной массе: 

      или 99%.

 

      Полученные данные позволяют сделать  вывод о том, что в данном производстве вода используется не полностью (берется  в избытке) и выход продукта по окиси этилена значительно выше, чем по воде. 

 

      Заключение 

     В курсовой работе было рассмотрено получение этиленгликоля из окиси этилена, описаны технологическая схемы и сырье, используемое в производстве многотонажного синтеза этиленгликоля; рассмотрены побочные продукты.

     Получение этиленгликоля путем гидратации окиси этилена является наиболее целесообразным, т.к. исходя из дихлорэтана  или из этиленхлоргидрина, необходимо отдалять образовавшийся продукт от сопутствующей ему соли; только при  гидратации окиси этилена получается водный раствор гликоля без примеси солей и часто непосредственно годный к употреблению.

     Кроме того, был составлен материальный баланс изученного производства и рассчитаны основные технические показатели эффективности  производства (расходные коэффициенты, степень конверсии, выход продукта по сырью). 

 

      Список использованных источников 

1. Юкельсон  И. И. «Технология основного органического синтеза». – М.: Химик,1968.– 846 с.

2. «Общая химическая технология». В 2-х томах под ред. акад. Вольфковича С. И. – М.: Госхимиздат,1952 – 1959.

3. Зимаков П. В. «Окись этилена». – М.:1976. – 316 с.

4. Казарновский С. Н., Козлов В. Н. «Альбом технологических схем процессов основного органического синтеза». – Горький: 1958. – 123 с.

5. Бесков С. Д. «Технологические расчеты» - М.: Высшая школа, 1962.-468 с.

6. Глинка Н.Л. «Общая химия», М.: Химия, 1974. – 720 с.