Міністерство освіти інауки РФ
Тверський державнийтехнічний університет
Кафедра технологіїполімерних матеріалів
Курсова робота зтемі:
В«Синтез етилового спиртуВ»
Виконала: ДмитрієваА.В.
БТ-0609
Прийняв: Лагусева Є.І.
ст.викл. кафедри ТПМ
Твер 2008
ЗМІСТ
Завдання до курсової роботи
Введення
1 Літературний огляд
1.1 Методи отримання
1.1.1 Отримання етилового спирту зброджуванням харчовоїсировини
1.1.2 Гідроліз деревини з подальшим бродінням
1.1.3 Отримання етилового спирту з сульфітних лугів
1.1.4 сірчанокислотного спосіб гідратації етилену
1.2 Напрями використання
1.3 Джерела сировини
2 Фізико-хімічні основи процесу
2.1 Механізм процесу
2.2 Кінетика і термодинаміка процесу
2.3 Вплив основних параметрів на швидкість процесу
2.3.1 Температура
2.3.2 Вплив тиску
2.3.3 Концентрація вихідних речовин (реагентів)
2.3.4 Вплив мольного співвідношення води і етилену
2.3.5 Каталізатори
2.4 Методи виділення продукту з реакційної суміші
3 Технологічна частина
3.1 Опис принципової технологічної схемивиробництва
3.1.1 Відділення гідратації етилену
3.1.2 Відділення ректифікації водно-спиртовогоконденсату
3.1.3 катализаторной відділення </p>
3.2 Основне і допоміжне устаткування, йогохарактеристика та обслуговування
3.2.1 Реактор і колонні апарати
3.2.2 теплообмінної апаратури
3.2.3 Ємнісне обладнання
3.2.4 Обладнання каталізаторного відділення
3.2.5 Компресори та насоси
3.2.6 Допоміжне обладнання
3.3 Характеристика сировини і продукту
4 Розрахункова частина
4.1 Матеріальні розрахунки і складання матеріальногобалансу процесу
4.2 Теплові розрахунки і складання теплового балансупроцесу
4.3 Термодинамічний розрахунок
5 Відходи та їх знешкодження
6 Заходи з техніки безпеки, промсанітарії,пожежної безпеки та охорони праці
6.1 Характеристика виробництва по вибухо-іпожежонебезпеки
6.2 Властивості сировини та допоміжних матеріалів
6.3 Основні правила роботи з токсичними газами йїдкими речовинами
6.4 Основні правила пожежної безпеки
Висновок
Список використаних джерел
Додатка
Завдання до курсової роботи
Провести технологічний розрахунок процесувиробництва синтетичного етилового спирту.
Дані
продуктивність - 12 тонн на годину;
склад етиленових фракцій: етилен - 75%, етан - 25%;
співвідношення Н 2 Про: З 2 Н 4 =0,65: 1,
ступінь перетворення по етилену - 94%;
в побічні продукти - 6%.
Введення
Етилен СН 2 = СН 2 ,пропілен СН 2 = СН = СН 2 , бутилен СН3-СН2-СН = СН2, бутадієн(Дивинил) СН 2 = СН-СН-СН 2 будучи дуже реакційноздатнимисполуками, відіграють важливу роль у промисловості органічногосинтезу. З численних реакцій, вякі вступають олефіни, найбільше практичне значення маютьпроцеси полімеризації (поліетилен, поліпропілен, поліізобутилен, та ін),гідратації (спирти), хлорування (дихлоретан,хлористий аліл і т.п.), окислення (окис етилену), оксосинтезі деякі інші реакції. Широкого поширення набули процесигідратації олефінових вуглеводнів. Таким способом виходять етиловий,ізопропіловий, і інші спирти.Етиловий спирт (етанол,метілкарбінол, винний спирт) З 2 Н 5 ОН, мол.в. 46,07 -найважливіший представник граничних одноатомних спиртів. Етиловийспирт - безбарвна, легко рухлива рідина з пекучим смаком і характернимзапахом; т. кип.78,3 В° С; т. затв. -112 В° С; щільність 0,789 г/см 3 ; кордону вибухонебезпечних концентрацій етилового спирту в повітрі 3,28 - 18,95 об.%; Гранично допустима концентрація паріветилового спирту в повітрі 1000 мг/м. Етиловий спирт змішується в будь-яких співвідношеннях з водою,спиртами, ефіром, гліцерином, бензином та ін Органічнимирозчинниками, горить безбарвним полум'ям.
Етиловий спирт за обсягом виробництва посідає першемісце серед всіх інших органічних продуктів. Він широко застосовується якрозчинник і як вихідне з'єднання для різних синтезів. Особливо великікількості етилового спирту витрачаються у виробництві синтетичного каучуку.Етиловий спирт використовується також як вихідний продукт для виробництвахлораля, етилацетату, діетилового ефіру і багатьох інших продуктів органічногосинтезу.
1Літературний огляд
1.1Методи отримання
Етиловий спирт може бути отриманий одним із наступнихметодів: бродінням харчової сировини (зерна,картоплі та ін), а також відходів цукрового виробництва -меляси; гідролізом рослинних матеріалів,переробкою сульфітного лугу, гідратацією етилену. Найбільшезначення мають отримання етилового спирту гідратацією етилену і зброджуванням сільськогосподарськогосировини і продуктів його переробки.
1.1.1 Отриманняетилового спирту зброджуванням харчової сировини
Сутність спиртовогобродіння полягає в тому, що виноградний цукор (глюкоза) З 6 Н 12 0 6 у присутності речовини, що викликає бродіння, через ряд стадій перетворюється в етиловий спирт і двоокис вуглецю:
зимази (дріжджі)
З 6 Н 12 0 6 2С 2 Н 5 ОН + 2С0 2
У промисловості дляотримання спирту користуються не природним виноградним цукром, а крохмалемкартоплі, хлібних злаків, відходами цукрових заводів. Крохмаль попередньоосахаривают під дією особливого ензиму - діастаза, що знаходиться в солоді (пророслих зернах ячменю абожита). Оцукрювання йде з приєднанням води до крохмалю; при цьому утворюєтьсядисахарид - мальтоза З 12 Н 22 Про 11 :
диастаз (солод)
m (С 6 Н 10 Про 6 ) + 0,5 mн 2 Про 0,5 m ( C 12 H 22 O 11 )
В процесі бродінняпід впливом ензиму мальтоза гідролізується на глюкозу:
мальгаза (дріжджі)
З 12 Н 22 Про 11 + Н 2 0 2С 6 Н 12 Про в
мальтоза глюкоза
Глюкозу потімпіддають спиртовому бродінню. Мальтаза, як і зимази, виробляєтьсябистроразмножающіміся дріжджовими грибками.
Основними видами харчової сировини для отриманняетилового спирту є картопля та зернові культури.
Харчова сировина спочатку очищають від пилу, брудуі механічних домішок, оболонку толстокожурного зерна руйнують навальцях, жорнах або інших пристосуваннях, післячого очищений матеріал розварюють гострою парою під тиском протягом 45-110хв (в залежності від виду сировини); при цьому до зерна додають воду. Післярозварювання масу випускають через видувне отвір розварюється апарату; прицьому відбувається перепад тиску від 4-5 ат до 0,2-0,5 ат(Надлишкових), внаслідок чого оболонки клітин розриваються і сировинуперетворюється в однорідну рідку масу, що поступає в заторний чан. У цейж чан для оцукрювання крохмалю вводять ферментативний препарат - солод, якийотримують з пророщеного в особливих умовах зерна (ячменю, жита, проса). Післядодавання солоду масу витримують 10-15 хв при 61 для її стерилізації, атакож розчинення і оцукрювання крохмалю. По закінченні оцукрювання масу охолоджують до30, після чого в неї вводять дріжджі. Отриману масу охолоджують до 22-26 град. (Дводобовебродіння) або 15-18 град. (Тридобовий бродіння) і перекачують убродильні чани. Крім етилового спирту при бродінні утворюються: гліцерин, янтарнакислота, метиловий спирт,сивушні м...