Производство этанола методом сернокислотной гидратации
Производство этанола методом сернокислотной гидратации
Министерство Образования и Науки РФ
Казанский Государственный Технологический Университет
Кафедра Общей Химической Технологии
КУРСОВАЯ РАБОТА
по предмету: Технология химических производств
на тему: Производство этанола методом сернокислотной гидратации
Выполнила:
студентка гр. 3141-84
Валиуллина А.
Проверил:
Ремизов А. Б.
Казань 2008
Содержание
Технологическая схема производство этанола методом сернокислотной гидратации
Практическая часть
Реклама
Список литературы
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВО ЭТАНОЛА МЕТОДОМ СЕРНОКИСЛОТНОЙ ГИДРАТАЦИИ
Этиловый спирт-- (этанол) кипит при 78,3 °С; смесь C2H5ОН [30% (об.)] с воздухом взрывоопасна; с водой спирт образует азеотропную смесь, содержащую 95,6% C2H5OH; кипящую при 78,1 °С. Этиловый спирт широко применяется в пищевой и медицинской промышленности, является компонентом жидкостного ракетного топлива, антифризом и т. д. Особенно широко этанол используется как полупродукт органического синтеза, и, в частности, для получения сложных эфиров, хлороформа, хлораля, ацетальдегида, уксусной кислоты, бутадиена и других продуктов. По объему производства синтетический этиловый спирт занимает первое место среди других органических соединений. Ранее этиловый спирт получали из пищевого сырья -- картофельного крахмала и некоторых зерновых культур, однако этот способ связан с большими затратами пищевого сырья. Кроме того, его получают гидролизом древесины (гидролизный спирт). Этанол получают сернокислотной и прямой гидратацией этилена. При сернокислотном способе получения этанола (рисунок 1) этилен под давлением 1,5--2,5 МПа поступает в абсорбер барботажного типа, орошаемый 97%-ной серной кислотой. Температура в абсорбере 65--75 °С. Серная кислота в этом процессе является катализатором и реагентом, Этилен взаимодействует с серной кислотой с образованием моноэтилсульфата C2H5OSO3H и диэтилсульфата (C2H5O)2SO2
C2H4 + H2SO4 > С2H5OSO3H + Q
2C2H4 + H2SO4 > (C2H5O)2SO2 + Q
Газы, не поглощенные в абсорбере 1, проходят водяной 2 и щелочной 3 скрубберы и далее могут быть использованы как топливо.
Рисунок 1. Схема производства этилового спирта сернокислотной гидратацией этилена
Этилсульфаты и серная кислота из абсорбера 1 поступают в гидролизер 6, в который подается вода. В гидролизере при давлении 1 МПа и температуре 70--90 °С происходит гидролиз этилсульфатов
С2Н5ОSO3H + H2O > С2Н5ОН + H2SO4
(С2Н5О)2SO2 + 2H2O > 2С2Н5ОН + H2SO4
Пары спирта и воды далее проходят холодильник 4, где они конденсируются; конденсат поступает в ректификационную колонну 5 для разгонки и очистки от примесей. Разбавленная кислота (50%) выводится из гидролизера, направляется на концентрирование и снова возвращается в процесс. При ректификации концентрация этилового спирта достигает 95--96%. По этому способу из 1 т этилена получают 1,2 т этанола и около 100 кг этилового эфира.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Задание:
1. Составить и описать технологическую схему производства этанола методом сернокислотной гидратации
2. Составить материальный баланс процесса
3. Рассчитать технологические и технико-экономические показатели
4. Реклама
В основу расчета принять следующие реакции:
C2H4+H2O > C2H5OH
2C2H5OH > (C2H5)2O + H2O
Исходные данные:
Пропускная способность этан-этиленовой фракции, кг/ч