ВУЗ:
Составители:
подается 700 м
3
СО
2
. Мольное отношение аммиака к этиленоксиду составляет 10:1. Степень превращения этиленоксида 100
%. Степень превращения моноэтаноламина 20 %. Концентрация раствора аммиака 15 %.
10. Определить массу этаноламинов, образующихся при взаимодействии 400 кг этиленоксида с водным раствором ам-
миака при температуре 50
°С. Смесь образующихся этаноламинов состоит из 80 % моно-, 15 % ди- и 5 % триэтаноламина.
Степень превращения этиленоксида 100 %. 6 % этиленоксида расходуется на побочное образование этиленгликоля.
11. Винилацетат получают из ацетилена и уксусной кислоты в реакторе внутренним диаметром 3,2 м с псевдоожижен-
ным слоем катализатора (высота слоя в стационарном состоянии 3,5 м). Ацетилено-кислотная смесь (мольное соотношение
ацетилен : кислота = 2,7:1) поступает с объемной скоростью 113 ч
–1
; в этих условиях степень конверсии уксусной кислоты в
винилацетат за один проход через реактор составляет 44 %. Определить площадь поверхности теплообмена встроенного
змеевика, если тепловой эффект процесса (1378 кДж на 1 кг винилацетата) снимается за счет образования водяного пара в
трубах змеевика. Коэффициент теплопередачи принять 149 Вт/(м
2
·К), средний температурный напор 78 К.
12. Винилацетат получают окислительной этерификацией этилена в трубчатом реакторе. Часть выделяющейся теплоты
(33 % от теплового эффекта процесса) снимают в межтрубном пространстве реактора за счет преобразования в час 980 кг
конденсата в водяной пар (теплота парообразования 2021 кДж/кг). Определить, массовую производительность реактора по
винилацетату, если тепловой эффект процесса равен 4877 кДж на 1 кг прореагировавшей уксусной кислоты, а селективность
по винилацетату равна 91 %.
13. Винилацетат получают окислительной этерификацией этилена в трубчатом реакторе. Число труб 3265,
их рабочая
длина 4 м (каждая), диаметр 30
×2,5 мм. В реактор поступает в час 9250 кг сырьевой смеси, в которой мольное соотношение
этилен : уксусная кислота : кислород равно 1:0,8:0,2. Определить производительность 1 м
3
катализатора, если степень кон-
версии этилена за один проход равна 20 %, а селективность по винилацетату 95 %.
14. Винилацетат получают газофазной окислительной этерификацией этилена на установке производительностью по
винилацетату 4200 кг/ч. В трубах реактора размещен катализатор, производительность 1 м
3
которого равна 300 кг винилаце-
тата в час. В реактор поступает исходное сырье в мольном соотношении этилен : уксусная кислота : кислород, равном
1:0,4:0,2. Определить объемную скорость подачи сырьевой смеси, если степень конверсии этилена за один проход равна 15
%, а селективность по винилацетату 90 %.
2. ПРОЦЕССЫ СУЛЬФАТИРОВАНИЯ И СУЛЬФИРОВАНИЯ
Сульфатированием называют реакции образования сложных эфиров серной кислоты – алкилсульфатов ROSO
2
OH. В
отличие от этого, при
сульфировании получаются сульфокислоты (RSO
2
OH или ArSO
2
OH), а также их производные, в кото-
рых атом серы непосредственно связан с атомом углерода.
2.1. СУЛЬФАТИРОВАНИЕ СПИРТОВ И ОЛЕФИНОВ
2.1.1. Химия и теоретические основы процесса
Сульфатирование спиртов применяют главным образом для получения ПАВ типа алкилсульфатов; его можно осуще-
ствлять при помощи серной, хлорсульфоновой и амидосульфоновой (сульфаминовой) кислот, а также триоксида серы.
Традиционным является взаимодействие спиртов
с серной кислотой, представляющее собой обратимую реакцию эте-
рификации:
ROH + H
2
SO
4
⇔ ROSO
2
OH + H
2
O.
При эквимольном соотношении реагентов равновесная степень конверсии первичных спиртов составляет ≈ 65 %, вторич-
ных спиртов
≈ 40…45 %. Реакционная способность первичных соединений примерно в 10 раз больше, чем вторичных. Реак-
ция сульфатирования сильно экзотермична, главным образом из-за тепла, выделяющегося при разбавлении серной кислоты
спиртом и образующейся водой. Вследствие этого тепловой эффект зависит от концентрации серной кислоты и от ее мольного
отношения к спирту.
Для повышения равновесной степени конверсии спирта применяют концентрированную кислоту (98…100 %) в избытке
по отношению к спирту (1,8…2,0):1, тогда выход первичных алкилсульфатов достигает 80…90 %. С этой же целью можно
отгонять образующуюся воду.
Несмотря на высокую кислотность среды, реакция протекает сравнительно медленно (в течение 1…3 ч) и тормозится
образующейся водой. При сульфатировании высших спиртов, мало растворимых в серной кислоте, заметно диффузионное
торможение процесса, что требует интенсивного перемешивания.
При сульфатировании получается ряд побочных продуктов. Так, за счет дегидратирующего действия серной кислоты
образуются олефины, выход которых растет для вторичных и, особенно, для третичных спиртов. Из-за окисляющего влия-
ния серной кислоты образуются альдегиды и кетоны, способные к дальнейшему осмолению и конденсации (при получении
ПАВ это ведет к потемнению продукта и снижению его качества). Поскольку процесс образования олефинов и карбониль-
ных соединений интенсифицируется с повышением температуры, то ограничение ее на уровне 20…40 °С является основным
путем подавления нежелательных побочных реакций. По этой же причине исключается применение олеума в качестве суль-
фатирующего агента.
С другими сульфатирующими агентами реакция становится необратимой. С
сульфаминовой кислотой она протекает по
уравнению:
H
2
NSO
2
OH + ROH → ROSO
2
NH
4
.
Сульфаминовая кислота как сульфатирующий агент мало активна и обладает "мягким" действием: реакция ее со спир-
тами протекает при 100…125 °С.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- …
- следующая ›
- последняя »
