Читать практическое задание по всему другому: "Окисление этилена до этиленоксида" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА ИМ.И.М. ГУБКИНА

Кафедра технологии химических веществЛабораторная работа №1

ОКИСЛЕНИЕ ЭТИЛЕНА ДО ЭТИЛЕНОКСИДА Выполнила:

студентка группы ХТ-12-04

Саврасова Екатерина

Проверил:

К.х.н. Толстых Л.И.Москва 2014

Окисление этилена с целью производства этиленоксида является одним из крупнотоннажных производств нефтехимической промышленности.

Оксид этилена, как правило, непосредственно не используется, а служит сырьем для производства этиленгликоля и антифризов на его основе, для производства этаноламинов, полиэтиленгликолей, эфиров этиленгликоля, неионогенных поверхностно-активных веществ и других важных продуктов.

В настоящее время практически весь этиленоксид производят методом прямого окисления этилена на серебряном катализаторе в газовой фазе.

Серебряный катализатор может представлять собой сетку из металлического серебра, либо, чаще всего, серебро наносится на твердый носитель и активируется дополнительно специальными добавками.

Основная реакция окисления: СН2 = СН2 + О2 СН2СН2О сопровождается реакцией полного окисления этилена до диоксида углерода (реакция полного горения): СН2 = СН2 + 3 О2 2 СО2 + 2 Н2О Процесс окисления этилена является каталитическим экзотермическим процессом. Предложены различные механизмы, объясняющие процессы окисления этилена. Среди них механизм Туига, который включает элементарные стадии, подразумевающие образование поверхностных соединений AgO*, AgOO*, способных вести цепь окисления. Элементарные стадии процесса выглядят следующим образом: С точки зрения термодинамики нет никаких ограничений на проведение реакции.

Кинетические уравнения, как правило, предлагаются в форме уравнений первого порядка по этилену, например, для схемы Предложены простые кинетические уравнения Wi = ki Cэт

k1 = 8,6 .103 exp(- 8100/ 1,98 T);= 1,85 .106 exp(- 7200/ T); Эти уравнения справедливы для области 150 - 320 оС, содержание этилена 4%, содержании кислорода в поступающей смеси от 7 - 9 % для циркуляционного контура до 19 - 20 % для потока без циркуляции.

Однако для относительно низких концентраций кислорода (7 - 9%) нужно учитывать изменение его концентрации в ходе процесса, для чего предложено изменить форму кинетических уравнений, учитывая сорбционное торможение:

Dx/dtt =(k1+k2) j(x,T) , dy/dt= k2 j(x,T) ;

j(x,T) = (1-x)/(1 +8(Cоэ./Скис)(1 - х) + k3(5Соэ + Сдоу) х - степень превращения этилена, y - выход (доли) этиленоксида; ci выражены в % (Соэ=4, Скис =6,5 , Сдоу = 7.

Константа скорости k3 = 3,91.10-4 exp( - 3600 / T).

Для предложенных выше форм кинетических уравнений и приведенных констант получено хорошее совпадение рассчитываемых и опытных значений выходов продуктов и конверсии этилена.

При использовании в качестве катализатора губчатого серебра при атмосферном давлении в области температур 491 - 575 оС для расчета состава реакционной массы предложены уравнения:

W1= k1Cэт/(Соэ + 0,3Cдоу)

W2= k2Cэт/(Соэ + 0,3Cдоу) Для константы скорости k1 : lnko= 9.05 и E=63,8 кДж/моль ;

Для константы скорости k2 : lnko= 13,0 и E=83,0 кДж/моль ;

Особенности процесса.

Основная особенность процесса заключается в том, что в газе, поступающем на окисление, одновременно присутствуют и этилен и кислород, т.е. взрывоопасная смесь. Пределы взрываемости

Похожие работы