Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Работа № 128102
Наименование:
Курсовик Технологические основы процесса получения стирола дегидратацией метилфенилкарбинола
Информация:
Тип работы: Курсовик.
Предмет: Химия.
Добавлен: 25.11.2021.
Год: 2021.
Страниц: 54.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Нижнекамский химико-технологическ й институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» (НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ»)
по дисциплине «Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза»
Технологические основы процесса получения стирола дегидратацией метилфенилкарбинола
Нижнекамск, 2021 г.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Нижнекамский химико-технологическ й институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» (НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ»)
Кафедра нефтехимического синтеза
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ
НА КУРСОВУЮ РАБОТУ СТУДЕНТУ
1.Группа: 1801 2. Тема курсовой работы «Технологические основы процесса получения стирола дегидратацией метилфенилкарбинола» утверждена распоряжением по кафедре № 41-к от 02.04.2021 г. 3. Исходные данные: мощность установки 210 тысяч тонн в год 4. Срок сдачи студентом курсовой работы: 01 июня 2021 г. 5. Содержание и структура пояснительной записки курсовой работы: введение; теоретические основы производства; технологические основы производства; технологические расчеты проектируемого производства; выводы; список литературы. 6. Дата выдачи индивидуального задания: 02 апреля 2021 года.
Содержание Введение 4 1. Теоретические основы производства 7 1.1. Технико-экономи еское сравнение существующих производств 7 1.1.1. Парофазная дегидратация метилфенилкарбинола 1.1.2. Дегидратация метилфенилкарбинола в жидкой фазе 11 1.2. Характеристика сырья, целевых и побочных продуктов, вспомогательных материалов и энергоносителе 16 1.3. Патентная проработка 21 2. Технологические основы проектируемого производства 24 2.1. Описание технологической схемы производства 24 2.2. Аналитический контроль производства 26 2.3. Рабочие технологические параметры по каждому блоку производства, условия приготовления и регенерации катализаторов. Пуск и эксплуатация производства 30 3. Технологические расчеты проектируемого производства 38 3.1. Материальный баланс производства 38 3.2. Описание работы основного аппарата 40 Выводы по проекту 44 Список использованной литературы 45
Приложение 1 - Технологическая схема Приложение 2 – Эскиз основного аппарата
? Введение
Стирол - важнейший мономер химии полимерных материалов, используется для получения полистирола, термоэластопластов, синтетического каучука, различных лакокрасочных композиций, красок, лаков, клеев, пластиков АБС, растворителей смол полиэфирных и самого полиэфира, эластичной пены, высококачественной технической пластмассы. В основном, из стирола производят полистирол, обладающий низкой ценой. Конечной продукцией, получаемой из стирола, является: одноразовая посуда, упаковка для электронного оборудования, элементы салона автомобиля. Основными марками стирола, производимыми в России, являются СДЭБ, СДМФК. Производство стирола занимает важное место в современном мире, как в России, так и за рубежом. Так как стирол является основным мономером для производства полистирола, полимера, который имеет широкий спектр применения, в промышленности, для получения различных пластмасс на его основе и строительстве (например, пенополистирол активно используется в качестве утеплителя и теплоизоляции) [1]. В России мощности по производству стирола действуют на 5 предприятиях, причем все они расположены в России. Производителями стирола являются: ОАО "Нижнекамскнефтехим" (г. Нижнекамск, Татарстан), ОАО "Салаватнефтеоргсинт з" (г. Салават, республика Башкортостан), ЗАО "СИБУР-Химпром" (г. Пермь), ОАО "Пластик" (г. Узловая, Тульская обл.), ОАО "Ангарский завод полимеров" (г. Ангарск, Иркутская обл.). На сегодняшний день первое место по производительности стирола, методом каталитической дегидратацией метилфенилкарбинола в России, занимает площадка дегидратации на заводе ОАО «Нижнекамскнефтехим» и составляет большую часть объема производимого стирола в России, порядка 70% от общего объема Российского рынка. По данным на 2018 г., общий объем производства стирола составил 178 тыс. тонн. На втором месте находится ОАО «Сибур-Химпром», который выпускает около 130 тысяч тонн стирола в год, а третье место по производству занимает ЗАО "СИБУР-Химпром", его доля на рынке составляет порядка 10%. Суммарные мощности по производству стирола в России составляют 474,5 тыс. т/г. Мировой объем производства стирола составляет более 22 млн т/г, причем только в США производится более 4 млн т/г стирола. Объем импорта стирола в период 2015-2019 гг. характеризовался нестабильной динамикой, снизившись в 2019 году на 43,2% по отношению к предыдущему году. За весь временной промежуток наибольший объем поставок зафиксирован в 2015 году (929,9 тыс.долл). На рынке стирола большая часть импортных контрактов в 2019 году заключена с такой страной, как США - 117,3 тыс.долл, затем следовали Польша (10,1 тыс.долл) и Италия (9 тыс.долл). Региональная структура импорта по итогу 2019 года выглядела так: Москва - 81,9%, Санкт-Петербург - 7,9%, Чувашская Республика - 5,6%. На протяжении последних нескольких лет на российском рынке стирола экспорт характеризовался нестабильной динамикой, снизившись в 2019 году на 37% по отношению к прошлому году. По итогам рассмотренного периода наибольший объем экспорта продукции из России наблюдался в 2018 году - 194,2 млн.долл. Ведущие места в региональной экспортной структуре занимали: Республика Башкортостан - 83,3%, Самарская область - 5,1%, Республика Татарстан - 4,5%. Ключевым потребителем стирола являлась страна Финляндия с показателем 87,4 млн.долл, далее следовали Норвегия (12,7 млн.долл) и Нидерланды (6,2 млн.долл). Северо-Восточная Азия с 1998 года является крупнейшим потребителем стирола (34% мирового рынка в 2004 году). Большая часть этого потребления приходится на Китай. Рынок стирола Северной Америки можно считать "состоявшимся", т.е. наполненным по всем параметрам. В связи с этим ожидать значительного роста спроса в этом регионе не приходится. На сегодня доля Северной Америки в мировом спросе на стирол составляет 27%. Аналогичная ситуация наблюдается в Западной Европе (на сегодня - 24%). Крупнейшими производителями стирола в мире являются Dow Chemical и BASF. За ними следует нефтяная компания Shell. Dow Chemical и BASF лидируют и в производстве полистирола. Многие западные обозреватели отмечают, что в нынешних сложных условиях на мировом нефтяном рынке крупнейшие производители стирола и ПС имеют все шансы укрепить свои позиции. Словно в подтверждение этой точке зрения, концерн Dow Chemical недавно ввел в строй новый завод по выпуску полистирола. Расположенный в Бразилии завод будет выпускать 270 тыс. тонн полистирола в год. Еще один завод планируется запустить в Китае. Мощность его будет еще больше - около 500 тыс. тонн в год. Концерн AtoFina в прошлом году запустил в Калифорнии новый завод по выпуску ПС мощностью 225 тыс. тонн в год [2]. ? 1. Теоретические основы производства
Наиболее распространенным и изученным способом получения стирола дегидратацией МФК является дегидратация в паровой фазе на гетерогенных катализаторах. Возможна также чисто термическая дегидратация МФК при температуре 350–400 °С и выше, но наилучшие результаты достигаются при использовании в качестве катализаторов: оксиды титана, ванадия, тория... ? Выводы по проекту
Одним из промышленных способов синтеза стирола является каталитическая дегидратация метилфенилкарбинола (МФК), что обусловлено относительно небольшой стоимостью производства, простотой исполнения процесса и высоким и стабильным спросом на стирол в качестве промежуточного сырья для переработки его в полистирол и смолы АБС и другие виды полимеров. К минусам производства относятся: большое количество побочных реакций, обусловленных чистотой сырья и закоксованностью катализатора, сложность хранения и транспортировки мономера. Производство стирола занимает важное место в современном мире, как в России, так и за рубежом. В России производство стирола сосредоточено в 5 промышленных городах: ОАО "Нижнекамскнефтехим" (г. Нижнекамск, Татарстан), ОАО "Салаватнефтеоргсинт з" (г. Салават, республика Башкортостан), ЗАО "СИБУР-Химпром" (г. Пермь), ОАО "Пластик" (г. Узловая, Тульская обл.), ОАО "Ангарский завод полимеров" (г. Ангарск, Иркутская обл.). Крупнейшими производителями стирола в мире являются Dow Chemical и BASF. За ними следует нефтяная компания Shell, TotalFinaElf. Дегидратация метилфенилкарбинола осуществляется в паровой фазе в присутствии катализатора при температуре 270-320 0С или в жидкой фазе при температуре 140-180 0С. Катализатором процесса дегидратации МФК служит активный оксид алюминия и кольцеобразный алюминия оксид (АОК-63-22К). Для процесса парофазной дегидратации МФК в стирол используется двухступенчатый реактор адиабатического типа со стационарным слоем катализатора, а жидкофазная дегидратация осуществляют в реакторе-ректификато е колонного типа Рассчитанные расходные коэффициенты для метифенилкарбинола: Kт = 1,17 Кп = 1,98
Список использованной литературы
1. Тимофеев, В. С. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза / В. С. Тимофеев, Л. А. Серафимов. – М. : Высшая школа, 2010. – 408 с. 2. Гайле, А. А. Ароматические углеводороды: Выделение, применение, рынок : Справочник / А. А. Гайле, В. Е. Сомов, О. М. Варшавский. – СПб : Химиздат, 2000. – 544 с. 3. Способ получения стирола парофазной дегидратацией: пат 775100 СССР, МКП С 07 С 15/10/ Серебряков Б.Р. [и др.]; заявитель и патентообладатель Предприятие П/Я В-8952. – № 2537779/23–04; заявл. 01.11.1977; опубл. 30.10.1980. 4. Парофазная дегидратация МФК в стирол: пат. 533827 ГДР, С 07 С 15/10/ Laage Emil. заявитель и патентообладатель IG FARBENINDUSTRIE AG; заявл. 18.10.1925; опубл. 21.09.1931. 5. Дегидратация ?-метилбензилового спирта в стирол: пат. 3442963 США, МКИ С 07 С 15/10/ Корчак Е.И.; опубл. 6.05.1969. 6. Process for dehydration of alpha-methylbenzyl alcohols to form styrene monomers: пат. 1574099 GB, МКИ С 07 С 1/24, 15/10/ Lamson J.J. [и др.]; заявитель и патентообладатель Dow Chemical Co; заявл. 05.08.1977; опубл. 03.09.1980. 7. Dehydration of alpha-methylbenzyl alcohol: пат. 3658928 США, МКИ С 07 С 15/10/ Skinner J.R., Sanborn C.E.; заявитель и патентообладатель Shell Oil Comp: заявл. 21.09.1970; опубл. 25.04.1972. 8. Способ получения стирола: пат. 389067 СССР, МКИ С 07 С 15/46, 1/24/ Арцисс Е.С. [и др.]; заявл. 19.01.1971; опубл. 05.07.1973. 9. Способ получения стирола парофазной дегидратацией: А.с. 775100 СССР, МКИ С 07 С 15/10/ В.М. Мирианашвили [и др.]; заявл. 01.11.1977; опубл. 30.10.1980. 10. Катализатор для парофазной дегидратации метилфенилкарбинола: А.с. 1198793 СССР, МКИ С 07 С 15/46/ Аблякимов Э.И., Петухов А.А., Галиев Р.Г.; заявитель и патентообладатель АО «Нижнекамскнефтехим» заявл. 01.06.1984; опубл. 10.11.1996. 11. Способ получения стирола: А.с. 1708808 СССР, МКИ С 07 С 15/46/ Петухов А.А., Закирова М.Ф., Гиззатуллин Р.Р.; заявитель и патентообладатель АО «Нижнекамскнефтехим» № 480150/04; Заявл. 8.01.1990; Опубл. 30.01.1992. 12. Способ получения стирола: А.с. 1330958 СССР, МКИ С 07 С 15/46/ Гиззатуллин Р.Р. [и др.]; заявитель и патентообладатель АО «Нижнекамскнефтехим» – № 3874764/23-04; Заявл. 11.01.1985; Опубл. 20.02.1998. 13. Способ ингибирования полимеризации продуктов дегидратации метилфенилкарбинола: А.с. 2116995 СССР, МКИ C 07 C 7/20/ Борейко Н.П., Белокуров В.А., Серебряков Б.Р.; – № 97110018/04; Заявл. 20.06.1997. 14. Способ получения стирола: А.с. 1309518 СССР, МКИ С 07 С 15/46/ Лемаев Н.В. [и др.]; заявитель и патентообладатель АО «Нижнекамскнефтехим» – № 3871735/04; заявл. 02.01.1985. 15. Способ получения стирола: А.с. 1216941 СССР, МКИ С 07 С 15/46/ Петухов А.А., Галиев Р.Г., Матросов Н.И.; заявитель и патентообладатель АО «Нижнекамскнефтехим» – № 3750349/23-04; заявл. 01.06.1984; опубл. 20.10.1999. 16. Способ получения стирола: А.с. 711029 СССР, МКИ С 07 С 15/10, 1/24/ Петрова З.Г., Садыкова С.М., Топчиева К.В.; заявитель и патентообладатель Инст. Теор. проблем хим. тех. АН Азербайджанской ССР. – № 2443366/23-04; Заявл. 17.01.1977; опубл. 25.01.1980. 17. Дегидратация МФК в присутствии борной кислоты: Пат. 1269240 Англия, МКИ С 07 С 15/10. 18. Серебряков Б.Р., Смирнова Н.А. Исследование процесса дегидратации метилфенилкарбинола в среде инертных газов: Отчет о научно- исследовательской работе / ВНИИолефин и ОЗ. – Баку, 1985. – 11 с. 19. Способ получения стирола: пат. 2083543 РФ, МКИ С 07 С 15/46/ Комаров В.А. [и др.]; заявитель и патентообладатель АО «Нижнекамскнефтехим» – 95107916/04; Заявл. 16.05.1995; Опубл. 10.07.1997. 20. Process for producing styrene: пат. 20160046554 США, МКИ C 07 C 1/24/ Jean Paul Andre Marie Joseph, Lange G.; заявитель и патентообладатель Shell Oil Company; заявл. 09.04.2014; опубл. 18.02.2016. 21. Valencia, J.P. Styrene production through 1-phenylethanol vapor-phase dehydration in a new reaction system / Juan P. Perez Valencia, Estanislao San Nicolas Sayans // Ind. Eng. Chem. Res. – 2011. – vol. 50. – № 9. – P. 5485-5489. 22. Залькинд, Ю. О синтезе стирола/ Ю. Залькинд, И. Беркович, М. Амусин // Пластические массы. – 1934. – № 12. – С. 14-19. 23. Шорыгин, П.П. Получение стирола / П.П. Шорыгин, В.П. Осипова // СА. – 1942. – Т. 36. – № 13. – 3790. 24. Ваншейдт, А.А. Синтез и применение стирола и его полимеров / А.А. Ваншейдт, О.Л. Кацтов, А.М. Итенберг // Промышленность органической химии. – 1940. – Т. 7. – № 11. – С. 593. 25. Ваншейдт, А.И. Дегидратация метилфенилкарбинола в присутствии кислот / А.И. Ваншейдт, А.В. Кон // Прикладная химия. – 1940. – № 12. – С. 25-40. 26. Получение очень чистого стирола: пат 55-19247 Япония, МКИ С 07 С 1/24, 15/16/ Икэда Син [и др]; заявитель и патентообладатель Мицуи тоацу кагаку к.к. – № 53-92880; Заявл. 28.07.1978; опубл. 09.02.1980; РЖ Хим. 1980. 27. Способ получения стирола: пат. 33443/80 Япония, МКИ С 07 С 1/24, 15/16/ Хигасио Морихико, Дэгучи Такаши; заявитель и патентообладатель Мицуи тоацу кагаку к.к. – № 106542; заявл. 30.08.1978, опубл. 08.03.1980. 28. Получение стирола дегидратированием ?-фенилэтилового спирта: пат. 55-45664 Япония, МКИ С 07 С 1/24, 15/46/ Ямагути Такаси [и др]; заявитель и патентообладатель Мицуи тоацу кагаку к.к.; – № 53-119715; Заявл. 27.09.1978; опубл. 31.03.1980. РЖХИМ., 1981. 29. Способ дегидратации метилфенилкарбинола: заявка 59-67231 Япония, МКИ С 07 С 1/24, 15/42/ Икэда Иосихиро; заявитель и патентообладатель Мицуи тоацу кагаку к.к.; – № 57-176079; Заявл. 08.10.82, опубл. 16.04.1984. РЖХИМ., 1985. 30. Получение ?-метилстирола: пат. 161239 ГДР, МКИ С 07 С 15/46/ Bartkowiak Horst [и др.]; заявитель и патентообладатель VEB Leuna-Werke “Walter Ulbricht”; - № 216026; заявл. 4.10.79; опубл. 14.08.85. 31. Способ получения стирола жидкофазной дегидратацией метилфенилкарбинола в присутствии кислотного катализатора: пат. 2132322 РФ, МКИ C 07 C 15/46/ Петухов А.А. [и др.]; заявитель и патентообладатель АО «Нижнекамскнефтехим» заявл. 01.06.1998; опубл. 27.06.1999. 32. Способ получения стирола жидкофазной дегидратацией метилфенилкарбинола: пат. 2141933 РФ, МКИ C 07 C 1/24, 15/46/ Петухов А.А. [и др.]; заявитель и патентообладатель АО «Нижнекамскнефтехим» заявл. 09.06.1998; опубл. 07.11.1999. 33. Способ получения стирола дегидратацией метилфенилкарбинол- содержащего сырья в присутствии кислотного катализатора: пат. 2177467 РФ, МКИ C 07 C 1/24, 15/46/ Петухов А.А. [и др.]; заявитель и патентообладатель АО «Нижнекамскнефтехим» заявл. 21.02.2000; опубл. 27.12.2012. 34. Ахметов, С. А. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа : учебное пособие / С. А. Ахметов, Т. П. Сериков, И. Р. Кузеев, М. И. Баязитов. — СПб. : Недра, 2006. — 868 с. 35. Dehydration of halogenated, unsaturated alcohols to form halogenated, conjugated dienes: пат. 4668832 США, МКИ С 07 С 17/00/ Kruper W.J., Mich S.; заявитель и патентообладатель Dow Chemical Co; заявл. 08.10.1985; опубл. 26.05.1987. 36. Dehydration of alcohols: пат. 4529827 США, МКИ С 07 С 1/24. / Drake C.A.; заявитель и патентообладатель Phillips Petroleum Co; заявл. 27.04.1984; опубл. 16.07.1985. 37. Dehydration of alcohols employing a carboxylic acid treated catalyst: пат. 4602119 США, МКИ С 07 С 1/24/ Drake C.A.; заявитель и патентообладатель Phillips Petroleum Co; заявл. 27.04.1984, опубл. 22.07.1986. 38. Lundeen, A.J. Selective catalytic dehydration of 2-alcohols; a new synthesis of 1-olefins / A.J. Lundeen, Robert Van Hoozer // J. Am. Chem. Soc. – 1963. – vol. 85. – PP. 2180-2181. 39. Заявка 62-37021 Япония, МКИ С07С 15/46, / Сумитокага кукогё к. к.- № 55-102521; Заявл.5.08.1980. 40. Технологический регламент цеха № 2508 дегидратации метилфенилкарбинола, ректификации стирола и гидрирования ацетофенона производства стирола и окиси пропилена завода СПС ОАО “НКНХ”. – 1990. 41. Плата, Н. А. Основы химии и технологии мономеров / Н. А. Плата, Е. В. Сливинский. — М. : Наука: МАИ К «Наука/Интерпериодик », 2002. — 696 с. 42. Кирпичников, П.А. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука / П.А. Кирпичников, В.В. Береснев, Л.М. Попова. - 2-е издание, перераб. - Ленинград : Химия, 1986. – 109 -110 с. 43. Патент 2177467, Российская Федерация, МПК 6 C07C1/24, C07C15/46. Способ получения стирола. [Текст]. / А. А. Петухов, Б. Р. Серебряков, В. А. Комаров, В. М. Бусыгин, В. А. Белокуров, И. М. Васильев, С. П. Беляев, Р. М. Галимзянов, В. П. Зуев, Х. В. Мустафин; заявитель и патентообладатель ОАО «Нижнекамскнефтехим» — № 2000104167/04; заявл. 21.02. 2000; опубл. 27.12.2001. 44. Смирнов, Н. Н. Химические реакторы в примерах и задачах : учебное пособие для вузов / Н. Н. Смирнов, А. И. Волжинский. – 2-е изд., перераб. – Л. : Химия, 1986. – 224 с., ил. Приложение 1 - Технологическая схема дегидратации метилфенилкарбинола и выделения стирола
Приложение 2 – Эскиз основного аппарат
* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.
