I физико-химическая характеристика производства icon

I физико-химическая характеристика производства



НазваниеI физико-химическая характеристика производства
Дата конвертации16.08.2013
Размер167.8 Kb.
ТипДокументы

I ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВА

1.1 МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА ГОТОВОГО ПРОДУКТА И ИХ КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Существуют несколько способов получения дихлорэтана:

  1. Взаимодействие этилена с хлором в среде жидкого дихлорэтана.

  2. Пропускание этилена через жидкий хлор.

  3. Взаимодействие этилена с хлором над различными катализаторами (СиС12,

РеС13, 8ЬС15).

  1. Взаимодействие этилена, хлористого водорода и кислорода воздуха.

  1. Аддитивное хлорирование этилена в среде жидкого дихлорэтана наиболее широко распространено в химической промышленности.

Н| СН2 = СН2 + С12 — СН2С1 - СН2С1

Температура процесса поддерживается 20 - 30°С.Такая низкая температура обеспечивается разбавлением хлора, подаваемого в хлоратор, воздухом (8 - 10%). При взаимодействии этилена с хлором, кроме дихлорэтана образуются побочные продукты (трихлорэтан и тетрохлорэтан):

СН2 = СН2 + 2С12 СН2С1 - СНС12 +НС1 Щ СН2 = СН2 + ЗС12 — СНС12 - СНС12 + 2НС1

Достоинства метода: возможность, для получения дихлорэтана, использовать не только чистый этилен, но и этилен содержащие смеси; благодаря жидкому дихлорэтану, реакция не взрывоопасна.

Недостатки: образованием побочных продуктов с повышением температуры.

  1. Второй способ можно описать такой реакцией: Н|| СН2 = СН2 + С12 СН2С1 - СН2С1

Температура процесса составляет 0°С и высокое давление. Достоинства: хороший выход дихлорэтана.

Недостатки: высокое давление, для достижения высокого выхода дихлорэтана требуется высококонцентрированный этилен и жидкий хлор, реакция протекает при избытке хлора, что приводит к образованию побочных продуктов


хлорирования этилена (трихлорэтан тетрохлорэтан, пентахлорэтан и гексохлорэтан):

I СН2 = СН2 + 2С12 — СН2С1 - СНС!2 + НС1

1 СН2 - СН2 + ЗС12 — СНС12-СНС12+2НС1

I СН2 = СН2 + 4С12 снсь-ссь + зна

IV сн2 = СН2 + 5С12 -> СС13 - СС13 + 4НС1

1.1.3. Третий способ получения дихлорэтана возможен при высокой температуре 120°С и при наличие катализатора РеСЬ: В СН2 = СН2 + С12 СН2С\ - СН2С1

Недостатки: высокая температура, невысокий выход дихлорэтана вследствие образования побочных продуктов (винилхлорид): В СН2 = СН2 + С12 СН2С1 = СНС1 + НС1

1.114. Для получения дихлорэтана четвёртым методом необходимы: хлористый водород, кислород воздуха и медный катализатор. Процесс ведут при 300°С. Н СН2 = СН2 + 2НС1 + 0.502 — СН2С1 - СН2С1 + Н20

Достоинства: полностью используется хлор. Недостатки: высокая температура; невысокий выход дихлорэтана.

^ 1.2 ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЫРЬЯ, ПОЛУПРОДУКТОВ, ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ. ХАРАКТЕРИСТИКА ИХ КАЧЕСТВА СОГЛАСНО СТАНДАРТАМ. ОСНОВЫ ПРИНЯТОГО

МЕТОДА-

Сырьём для производства дихлорэтана является: 1.2.1 Этилен. 1.2.2. Хлор. 1.2.1. Этилен. ГОСТ 2570-81 Формула: СН2 = СН2. Молярная масса 28 г/моль.

Физические свойства: это бесцветный газ со слабым запахом; температура плавления = -169,15°С; температура кипения =-103,57°С; энтальпия сгорания = - 1400 кДж/моль; хорошо растворяется в эфире и углеводородах. Химические свойства:



2.Плотность при 20°С и давлении 760 мм. рт. ст. в нг в пределах

1.2545-1.2565

|

1.249-1:258

ГОСТ 9884-61

3.Пределы температур в °С при 760 мм. рт. ст. в которых ДХЭ отгоняется (по объёму) для марки А = 96%

для марки Б = 94%

82.5 - 84.0

81-86

В

соответствии с п. 7

настоящего стандарта ГОСТ 9884-61

4.Содержание летучего остатка в % не более

0.001

0.05

В

соответствии с п. 8

настоящего стандарта

5.Кислотность

или щёлочность в %

наНС1 наНЫОз

0.001 0.001

0.004 0.004

В

соответствии с п. 9

настоящего стандарта

6.Содержание воды в % не более

0.08

0.12

ГОСТ 2768-60

7.Бромное число

отсутствует

0.008

ГОСТ 2706-63

8.Степень окрашивания серной кислотой в номерах шкалы не интенсивнее

бесцветный

№3

ГОСТ 2706-63

9.Проба на свободный хлор

отсутствует

В соответ-вии сп. 10










настоящего










стандарта.



^ .3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИНЯТОГО МЕТОДА

Реакция аддитивного присоединения хлора к этилену протекает с выделением большого количества тепла и образуется дихлорэтан:

СН2 = СН2 + С12 -> СН2С1 - СН2С1 При получении дихлорэтана взаимодействием этилена с хлором в среде жидкого дихлорэтана, который растворяет оба газа, реакция протекает практически в жидкой фазе. Благодаря этому достигается безопасность процесса (смесь газообразных хлора и этилена взрывоопасна) и улучшаются условия теплопередачи от реакционной массы к охлаждающему агенту. Отвод реакционного тепла значительно облегчается, и полностью устраняется возможность местных перегаров. Кроме того, в среде дихлорэтана скорость реакции значительно выше, чем при взаимодействии газообразных этилена и хлора.

Процесс состоит из следующих стадий:

1.3.1. Подготовка сырья, включающая в себя осушку этилена и хлора от влаги. Этилен поступает с разделительных установок глубокого охлаждения достаточно осушенным, и дополнительной осушки его не требуется. Из этилена, выделяемого другими способами, влага должна быть удалена твёрдыми поглотителями или вымораживанием. Применять для осушки серную кислоту не рекомендуется, так как в её присутствии происходит осмоление и сульфинирование непредельных углеводородов, содержащихся в этиленовой фракции. Для осушки хлора применяют концентрированную серную кислоту, но обычно хлор поступает с хлорного завода уже осушенным. Газы должны быть предварительно тщательно осушены, так как хлор, частично гидролизуясь, оказывает коррозионное действие на стальную аппаратуру. При достаточно полной осушке исходных газов всю реакционную температуру и трубопроводы можно изготовлять из обычной углеродистой стали.

1.3.2. Получение дихлорэтана. В промышленных условиях хлорирование этилена для получения дихлорэтана проводят в вертикальных цилиндрических хлораторах. Хлоратор оснащён трёмя витками змеевиков, пропеллерной мешалкой и


рубашкой. Тепло реакции отводится холодной водой, циркулирующей в змеевиках и рубашке аппарата. Хлоратор доверху заполнен дихлортганом, через который барботнруют реагирующие газы - этилен и хлор. При взаимодействии этилена с хлором, кроме продукта присоединения хлоре по двойной связи (1.2-дихлорэтан) образуются также продукты замещения - трихлорэтан, тетрохлорэтан и высшие пояихлориды:

Щ СН2 « СН2 + 2С12 — СН2С! - СНС12 + НС1

Ш СН2«СН2+ЗС12 — СНС12 - СНС12 + 2НС1 и т.д.

Реакции замещения ускоряются с повышением температуры. Состав получаемых продуктов резко изменяется, если в реакционную среду вводить свободный кислород. При этом образование продуктов замещения замедляется и даже прекращается. Объясняется это тем, что цепная реакция замещения в присутствии кислорода обрывается. Поэтому при добавлении кислорода можно проводить взаимодействие этилена с хлором при 20 - 30°С и отводить тепло реакции холодной водой без охлаждения рассолом, требуемого при температурах ниже 0°С. Благодаря этому упрощается аппаратурное оформление процесса и понижается себестоимость.

1.3.3. Выделение дихлорэтана, включающая в себя нейтрализацию, осушку методом азеотропной перегонки и ректификацию дихлорэтана. Процесс нейтрализации дихлорэтана проводится щёлочью (5-10% раствором едкого натра), для того чтобы очистить его от кислых примесей, образующихся в ходе процесса хлорирования. Процесс осушки дихлорэтана ведут в ректификационной колонне, где отгоняется азеотропная смесь дихлорэтана с водой. Далее обезвоженный дихлорэтан направляется на ректификацию в ректификационную колонну. Там происходит отделение дихлорэтана от полихлоридов.


Сконденсировавшийся дихлорэтан смешивается с дихлорэтаном, подаваемым на орошение, и поступает в холодильник Г/, где вновь охлаждается до -20°С. Газы, отходящие из верхней части конденсатора смешения, отмываются водой в скруббере СК от хлористого водорода и уходят в атмосферу.

Дихлорэтан-сырец из сборника Ег перекачивается в аппарат Я, где при перемешивании производится нейтрализация растворённого в дихлорэтане хлористого водорода 5 - 10% -ным раствором едкого натра. Нейтрализированный дихлорэтан отделяется в разделителе С/ от раствора щелочи и стекает в сборник #2» из которого поступает на осушку и ректификацию. Осушка дихлорэтана производится в ректификационной колонне РК^ в нижней части которой поддерживается температура 75 - 85°С. Из колонны отгоняется азеотропная смесь дихлорэтана с водой, конденсирующаяся в дефлегматоре Т2 и частично возвращаемая на орошение колонны РК,. Дистиллят расслаивается в разделителе Сь; вода направляется на очистную станцию и далее в канализацию, а дихлорэтан возвращается в сборник Е2. Из кубовой части колонны РК] стекает обезвоженный дихлорэтан, поступающий далее в ректификационную колонну РК2, где дихлорэтан-дистилят отделяется от трихлорэтана и полихлоридов (кубовая жидкость).

^ 2.2 КОНТРОЛЬ И АВТОМАТИЗАЦИЯ

Таблица 3

Наименование параметра

Ном. значе ние

Позиция и тип прибора




Соотношение




1 а и 2а - два сужающих устройства

В

расхода




(ДК6-50),

трубопроводе

этилена к




1 б и 26 - два передающих

подача

; хлору в ХЛ




преобразователя расхода (13ДД11), 1в и 2в - два блока для извлечения квадратного корня (ПФ 1.17), 1е - вторичный прибор на один параметр со станцией управления (ПВ10.1Э), 1 д - регулирующий блок (ПРЗ.31), 1 г - прибор для умножения пневматического сигнала на постоянный

этилена



[ коэффициент (ПФ1.9), I 2г вторичный прибор (ПВ4.2Э) I 1 ж — мембранное исполнительное | устройство (КР) I Температура в | 30°С За - термоэлектрический

преобразователь (ТХА-0515), 36 - электронный патенциометр с I пневматическим регулирующим устройством (КСП-3, мод. 1800), Зв - пневматическая панель (ПШ2.2), Зг - мембранное исполнительное устройство (К).

4а - уравнимер буйковый (УБ-П), 46 - вторичный преобразователь (ПУП-

О,

4в - вторичный прибор с задатчиком I (ПРЭ-32),

4г — пневматический регулирующий клапан (ГТРК),

5 — газоанализатор показывающий, сигнализирующий для контроля содержания хлора в отходящих газах

В

трубопроводе подача воды

этилена ХЛ

Уровень в^ Е,

В

трублпроводе

подача

дихлорэтана

Концентрация : газа в С

1 мг/ м3

век

содержание хлора

^ 2.3. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Загрязнённые сточные воды после стадии промывания отходящих газов водой, нейтрализации содержащегося в дихлорэтане хлористого водорода 5%-ым раствором щёлочи и осушки дихлорэтана азеотропной перегонкой поступают на локальную очистку сточной воды от органических примесей. Способы очистки сточных вод бывают рекуперативные - ректификация, адсорбция, экстракция, обратный осмос, ультрафильтрация, ионная флотация, и деструктивные - окисление хлором, электрохимическое окисление, ионное окисление, жидкофазное окисление, радиационное окисление, парофазное окисление и биохимические методы. В производстве дихлорэтана загрязнённые промышленные сточные воды на локальной очистке очищают рекуперативным методом, а именно нейтрализация азеотропной смеси. Далее, после локальной очистке сточные воды вместе с


отведёнными бытовыми сточными водами поступают на заводскую биологическую очистку сточных вод. Здесь применяют биохимический метод очистки. После заводской очистке сточных вод образуются оборотные сточные воды, которые направляются на доочистку биологическим методом. Далее сточные воды направляются снова в производство. Также после заводской очистки образуется шлам и с ним теряется некоторое количество воды, ещё часть воды выбрасывается в водоём.

Условно-чистые сточные воды, поступающие со стадии хлорирования этилена, нейтрализации и ректификации дихлорэтана, поступают в охлаждающую установку, где происходит охлаждение воды. Часть воды, которая испарилась, выбрасывается, а часть воды, называемая оборотной водой, снова возвращается в производство. Потери воды восполняются свежей. На рисунке 1 показана схема очистки сточных вод.

Производство дихлорэтана является экологически опасным, поэтому при его проектировании необходимо учесть вопросы экологии, то есть, предусмотреть очистку газовых выбросов, сточных вод и утилизацию или обезвреживание отходов. Предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе населённых пунктов:

дихлорэтан: максимально разовая = 3 мг/м3, [ 10. 351 ]

Д среднесуточная = 1 мг/м3;

^ хлор: максимально разовая = 0.1 мг/м3,

среднесуточная = 0.03 мг/м3; этилен: максимально разовая = 3 мг/м3, среднесуточная = 3 мг/м3. Предельно допустимая концентрация в сточных водах: дихлорэтан - 2 мг/л;, [10. 426]

хлор - 0.3 мг/л; этилен - 5 мг/л.

На рисунке 2 представлена балансовая схема производства дихлорэтана с указанием всех входящих и выходящих материальных потоков.


ВЫХОД

выбросы вентиляционные выбросы

сточные воды

ОЧИСТКА

вход

нормативно очищенные вентил. выбр. м3/ч.

адсорбция

этилен, т/год

производство дихлорэтана

хлор, т/год

вода чистая м3/год

воздух М /гО{1

пар, т/год

Электр.энерЕ

кВтч

вода, содерж. НС1

бытовая сточи, вод^

вода, содерж. ДХЭ

условно-чистая вода — ►

нейтрализация

биохимич.

методы биохимич методы охлаждение

нормативно очищенная сточная вода, м3/ч.

I

вода, возвращаемая в производство

рис. 2

^ 2.4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ, ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ И ОХРАНА ТРУДА Щ 2.4.1. Хлор:

Отравление высокими концентрациями может привести к молниеносной смерти из-за рефлекторного торможения дыхательного центра. Пострадавший задыхается, лицо синеет, он мечется, делает попытку бежать, но тот час падает, движения становятся нескоординированными, сознание теряется, пульс делается частым, затем нитевидным. На вскрытии особых изменений не обнаруживается. При несколько меньших концентрациях хлора рефлекторная остановка дыхания короче; спустя несколько секунд дыхание возобновляется, но становится поверхностным, судорожным, паузы между дыхательными движениями чаще и продолжительнее, дыхание остановится через 5-25 минут после вдыхания газа; сердце, хотя и не долго, переживает остановку дыхания.Отравления очень малыми концентрациями наиболее часты в производственных условиях. Сопровождаются они покраснениями нёба и глотки, бронхитом, лёгкой отдышкой охриплостью, чувством давления в груди, часто рвотой. ПДКхлора в рабочем помещении 1 мг/м3.


Пожароопасные свойства хлора:

Температура плавления = - 101°С [ 12. 153]

Температура кипения = - 34.05°С Теплопроводность: 1. При 0°С = 0.0242 Вт/м*К

2. При 55°С = 0.0281 Вт/м*К Средства защиты: противогаз марки В. 2.4.2. Этилен:

Запах этилена ощущается при концентрации 0.02 - 0.026 мг/л. Быстрый наркоз при заметной стадии возбуждения поступает при 80% этилен в смеси с кислородом. Характерно быстрое пробуждение после наркоза, слабое раздражение оболочек и угнетение деятельности сердца. Действует как сильный наркотик. Симптомы отравления этиленом: приступы побледнения пальцев, боль и ломота, ощущения «ползанья мурашек», понижение чувствительности. Нарушение кровообращения с приступами головной боли, потемнением в глазах, кратковременной слепотой. : Неврастеническое состояние с нарушением главным образом вегетативно- сосудистой регуляции. Симптома поражения главным образом стволовой части I мозга, вестибулярное нарушение от лёгких до тяжёлых, снижение слуха и | обоняния. В особо тяжких случаях - изменения в косной ткани пальцев фаланг и к пальцев рук. Обычно первые признаки появляются через 5-6 месяцев. В более I сложных случаях - рентгенологически остеосклероз, остеопороз. Обнаруживается К дефицит витаминов комплекса В. Действие на кожу мало выражено. ИДК^пикна в

ж

I рабочем помещении 50 мг/м . К Пожароопасные свойства этилена:

I Температура плавления = -169.15°С; [ 12.287]

| Температура кипения — -103.57°С; | Температура вспышки = 136.1°С; I Температура воспламенения = 540°С;

  1. Нижний предел взрываемости - 3.11%;

  2. верхний предел взрываемости - 32.0%; I Класс опасности 4;



Средства защиты: при высоких концентрациях - изолирующие шланговые противогазы, при более низких - фильтрующий противогаз марки А. 2.4.3. Дихлорэтан.

Общий характер действия: наркотик, действующий главным образом в печени, а так же почках и других органах, проникает через кожу. Порог восприятия человекам запаха 0.025 мг/л. Вдыхание паров концентрацией 0.006 - 0.005 мг/л в течение 1 минуты вызывает изменения сетевой адаптации глаза, сосудистую реакцию и изменение дыхания. При вдыхании 0.3 - 0.6 мг/л в течении 2-3 часов - головная боль, сонливость, сладкий привкус во рту, тошнота иногда рвота, лёгкое раздражение слизистых оболочек, изредка ощущения жжения на коже лица и покраснения её. При более тяжёлых отравлениях - сильная общая слабость, головокружения, рвота, часто многократная, болезненность в поджелочной области, увеличение печени; наклонность к гипотонии, урежение пульса, глухие тоны сердца, влажные хрипы в лёгких, признаки поражения почек. Иногда затмение сознания, дрожь, сужение полей зрения, гипогликемия. При приёме Дихлорэтана внутрь - поражение печени и почек. Острые отравления сопровождаются судорогами, психическим угнетением, коматозным состоянием, развитием синдрома сострой сердечно-сосудистой недостаточности, стойким Видением кровяного давления, тахикардией. Действие на кожу: возможны дерматиты, длительно не смывается, в результате развивается дерматит с некрозом р плохим заживлением дефекта. Хорошо всасывается через кожу даже в виде паров. ПДКдихлорэтана в рабочем помещении 10 мг/м . ^Пожароопасные свойства дихлорэтана:

Температура кипения =-83.47°С; [12.365]

Температура вспышки = -12°С;

Нижний предел взрываемости - 4.60%;

Верхний предел взрываемости - 16.0%;

Класс опасности 2.

Средства защиты: при средних концентрациях противогаз марки А, в условиях высоких концентраций - изолирующие противогазы.


4.ЛИТЕРАТУРА

    1. шкельсон И.И. Технология органического синтеза М. Химия, 1968г;

    2. Йапкин В.Д. Технология органического синтеза М. Химия, 1987г;

    3. Н.Н. Лебедев, Основы технологии органического синтеза, Химия, 1988г;

    4. А1А. Равдель Краткий справочник физико-химический величин, Химия, 1985г

    5. С|П. Гутник, Расчёты по технологии органического синтеза, Химия, 1988г; Ш. Мищенко Справочник физико-химический величин, Химия, 1985г;

га Плановский Процессы и аппараты химической технологии, М. Химия, 1968г;

I Нипольский, Справочник химика, Ленинград, 1962г; 1 Л.П. Шириков Охрана окружающей среды, Строение, 1878г 10.В.А. Голубятников Автоматизация производственных процессов в химической промышленности М. Химия, 1985г.

К 1.Э.Н Левиной, Вредные вещества в химической промышленности, Химия, 1985г




Похожие:

I физико-химическая характеристика производства iconКурсовая высылается по адресу: svetlana-suslina@yandex ru В виде прикрепленного файла PowerPoint версии 2003 Название файла: курс (о/з) группа фамилия имя тема кратко ppt (пример
Структурная и брутто формула, физико-химическая характеристика фармацевтической субстанции
I физико-химическая характеристика производства iconРецензенты: Т. В. Мгебришвили
Физико-химическая механика экструзионной подготовки структуры растительных материалов к экстрагированию двуокисью углерода
I физико-химическая характеристика производства iconВыбор и обоснование метода производства 1,2 дихлорэтана Химические и физико-химические основы производства
Из винилхлорида получают поливинилхлорид, занимающего по объему выпуска второе место после полиэтилена среди полимерных материалов....
I физико-химическая характеристика производства iconВыбор и обоснование метода производства 1,2 дихлорэтана Химические и физико-химические основы производства
Из винилхлорида получают поливинилхлорид, занимающего по объему выпуска второе место после полиэтилена среди полимерных материалов....
I физико-химическая характеристика производства icon1. в аммиаке и хлориде бария химическая связь соответственно 1 ионная и ковалентная полярная
Химическая связь: ковалентная (полярная и неполярная), ионная, металлическая, водородная. Способы образования ковалентной связи....
I физико-химическая характеристика производства iconКраткая психолого-педагогическая характеристика классного коллектива
Класс сформирован в основном из выпускников 9а класса (17 человек), который имел физико-математическую направленность. В состав вошли...
I физико-химическая характеристика производства iconТракторист-машинист сельскохозяйственного производства общая характеристика профессии
Рабочая поза положение сидя. Работает в основном индивидуально (эпизодическое сотрудничество со сменщиком, прицепщиком), в любых...
I физико-химическая характеристика производства iconРецензия на исследовательскую работу «Наблюдения за популяцией кубышки малой устьевого участка р. Березовка»
Он достаточно информативен, хотя некоторые сведения, на наш взгляд, лишние, в частности – принципы составления Красной книги. Во...
I физико-химическая характеристика производства iconУчебник для вузов Издательство Волтерс Клувер Год выпуска 2006 isbn 5466000949 Описание книги
Охватываются такие категории дел, материально-правовые особенности которых предопределяют специфику судопроизводства по ним. Это...
I физико-химическая характеристика производства iconДокументи
1. /Организация производства на предприятиях АПК/Организация производства.doc
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©lib.podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов