cobebupbe138
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Phần 2
Tổng quan chung về công nghệ tổng hợp propylen từ propan 3
I Cr-ackinh hơi 3
A Cơ sở hoá lý 3
B Công nghệ tổng hợp 5
II Đehydro hoá 9
A Cơ sở hoá lý 11
B Công nghệ tổng hợp 12
Phần III
Tính toán thiết bị chính 17
A Tính cân bằng vât liệu 18
B Tính cân bằng nhiệt lượng 19
C Tính chiều cao và đường kính thiết bị 21
Mở đầu
Đối với sinh viên việc làm đồ án thiết kế là quá trình tổng hợp lại những kiến thức đã được học và thực tế đã được tìm hiểu trong quá trình thực tập ở các nhà máy, đồ án thiết kế môn học là quá trình tổng hợp những kiến thức đó để làm đồ án
Với qúa trình làm đồ án này đã bổ xung thêm cho em những kỹ năng, kiến thức thực tế để giúp em sau này khi ra trường, cụ thể đó là quá trình tổng hợp propylen từ propan.
Chúng ta đã biết trong những thập niên gần đây các sản phẩm từ nguồn nguyên liệu là propylen ngày càng có ứng dụng rộng rãi trong đời sống và phục vụ công nghiệp, kể đến một số sản phẩm: poly propylen, hoạc làm nguyên liệu trung gian để tổng hợp cáchợp chất hoá học khác. Trước đây việc tổng hợp propylen chủ yếu là được tổng hợp từ quá trình chưng cất dầu thô và các phân đoạn của dầu thô như phân đoạn naphta, quá trình tổng hợp này thông thường đi cùng với quá trình tổng hợp etylen, trong những thập niên gần đây nhu cầu của thế giới về nguồn nguyên liệu propylen ngày càng tăng cao, do vậy việc tìm giải pháp cho công nghệ tổng hợp propylen ngày càng mở rộng cho các phân đoạn khác nhau và các nguồn nguyên liệu khác nhau,và quá trình tổng hợp propylen từ propan là 1 ví dụ
Quá trình tổng hợp propylen từ propan được tổng hợp trên 2 dây truyền công nghệ đó là: quá trình Cr-ackinh hơI và quá trình đehidrô hoá propan,chúng ta sẽ xem xét cơ sở hoá lý và dây truyền công nghệ tổng hợp từ 2 phương pháp kể trên.
PHầN ii
Tổng quan chung về công nghệ tổng hợp Propylen từ propan
I . Cơ sở hoá lý của quá trình.
Các Olefin nói chung và propylen nói riêng được lấy từ 2 nguồn Cr-acking hơi và Cr-acking xúc tác
1.Cr-acking hơi(Sterm Cr-acking)
Quá trình Cr-acking hơi là quá trình nhiệt phân các hidro cácbon no từ khí tự nhiên và các phân đoạn dầu mỏ với sự có măt của hơi nước.
Các phản ứng chính xảy ra trong quá trình gồm:
- Đehidro hoá
- Nhiệt phân
- Dehidro vòng hoá
- DeAlkyl hoá
a. Hoá lý của quá trình.
- Phản ứng xảy ra trong quá trình sau:
Phản ứng cắt mạch C-C
Cm+nH2(m+n)+2 CmH2m + CnH2n+2 với
Phản ứng đehidrohoa cắt mạch C-H
C2pH2p+2 CpH2p + H2 với
Năng lượn liên kết C-C (345kj/mol) thấp hơn năng lượng liên kết C-H (413kj/mol) lên phản ứng nhiệt phân các hidrocácbon no sẽ ưu tiên cắt liên kết C-C trước vì năng lượng cần thiết để cắt liên kết C-C nhỏ hơn năng lượng cần thiế để cắt liên kết C-H. Các phản ứng này đều thu nhiệt và tăng thể tích mạnh mẽ do vậy về mặt nhiệt động nó thích hợp khi xảy ra ở nhiệt độ cao (Cần cung cấp nhiệt cho phản ứng , áp suất thấp (Pha loãng bằng hơi nước) thời gian phản ứng ngắn để giảm phản ứng phụ)
Tốc độ phản ứng với Cr-acking lớn ở nhiệt độ trên 7000C phản ứng đehidrohoá chỉ xảy ra ở nhiệt độ 800-8500C quá trình tạo thành các hidrocácbon thơm đa vòng và cốc xảy ra mạnh ở 900-10000C do vậy thời gian lưu dài và nhiệt độc cao sẽ tăng cường các phản ứng tạo thành các hợp chất hidrocácbon nặng trong quá trình sản xuất olefin bằng phản ứng Cr-acking
Phản ứng xảy ra theo cơ chế rất phức tạp, quá trình khơi mào xảy ra do quá trình cắt liên kết tạo C-C thành gốc tự do.Ví dụ phản ứng nhiệt phân C3H8 có thể xảy ra theo cơ chế sau đây:
Khơi mào: CH3-CH2-CH3CH3* + CH3-CH2*
Phát triển mạch
CH3* + CH3CH2CH3CH4 + CH3CH2CH2*
CH3CH2CH2* CH3-CH=CH2 + H*
H* +CH3-CH2-CH3_H2 +CH3-CH2-CH2*
CH3CH2* H*+CH2=CH2
Tổng quát ta có:
Đứt mạch:
H*+H*H2
H*+CH3*CH4
CH3* + CH3*CH3-CH3
CH3-CH2* +H* CH3CH3
CH3* + CH3-CH2*CH3-CH2CH3
CH3CH2* + CH3CH2*CH3CH2CH2CH3
Các thông số của quá trình nhiệt phân
a. Nhiệt độ phản ứng .
Phản ứng thay đổi từ 700-9000C tuỳ từng trường hợp vào loại nhiên liệu đối với ethal quá trình thường tiến hành trong khoảng nhiệt độ phản ứng từ 800-8500C đối với các nguyên liệu nặng (ví dụ gasoil) nhiệt độ phản ứng thuờng thấp hơn.
Theo nguyên tắc, nhiệt độ của thành ống nhiệt phân thường cao hơn nhiều so với nhiệt độ của dòng khí đi trong ống, Do vậy để nhiệt độ đầu ra sản phẩm là 8850C thì nhiệt độ thành ống nhiệt phân phải là 995-10400C tuỳ từng trường hợp vào vị trí ống .
b Thời gian lưu
Thời gian lưu nằm trongkhoảng 0,2-1,2 giây về mặt lý thuyết thời gian lưu ngắn sẽ tăng độ chọn loc etylen và propylen tuy nhiên thời gian lưu ngắn lại ảnh hưởng tới một số yếu tố kinh tế kỹ thuật như độ bền vật liệu, giá thành lò phản ứng và các yếu tố khác do vậy người ta thường khống chế các giá trị tới hạn dưới của thời gian lưu là 0,2s
c.áp suất riêng phần của hidrocacbon và vai trò của hơi nước .
Về mặt nhiệt động học, phản ứng thích hợp ở áp suất thấp do vậy người ta thường pha loãng hỗn hợp phản ứng với hơi nước, Về mặt động học khi pha loãng hỗn hợp với hơi nước thì áp suất riêng phần của hydrocacbon giảm do vậy tốc độ phản ứng tổng cộng giảm tuy nhiên độ chọn lọc của của phản ứng nhiệt phân tạo thành sản phẩm olefin tăng.
Như vậy hơi nước có vai trò sau:
ỹ Làm giảm áp suất riêng phần của hidrocácbon (có lợi cho phản ứng tăng thể tích )và làm giảm hiệu suất tạo olefin
ỹ Giảm phản ứng phụ polime hoá tạo thành hidrocácbon thơm đa nhân do vậy làm giảm lượng cốc tạo thành trong ống phản ứng
ỹ Giảm nhiệt cung cấp cho 1 đơn vị chiều dài ốngdo hiệu ứng pha loãng
ỹ Cung cấp nhiệt cho phản ứng khi pha trộn
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Phần 2
Tổng quan chung về công nghệ tổng hợp propylen từ propan 3
I Cr-ackinh hơi 3
A Cơ sở hoá lý 3
B Công nghệ tổng hợp 5
II Đehydro hoá 9
A Cơ sở hoá lý 11
B Công nghệ tổng hợp 12
Phần III
Tính toán thiết bị chính 17
A Tính cân bằng vât liệu 18
B Tính cân bằng nhiệt lượng 19
C Tính chiều cao và đường kính thiết bị 21
Mở đầu
Đối với sinh viên việc làm đồ án thiết kế là quá trình tổng hợp lại những kiến thức đã được học và thực tế đã được tìm hiểu trong quá trình thực tập ở các nhà máy, đồ án thiết kế môn học là quá trình tổng hợp những kiến thức đó để làm đồ án
Với qúa trình làm đồ án này đã bổ xung thêm cho em những kỹ năng, kiến thức thực tế để giúp em sau này khi ra trường, cụ thể đó là quá trình tổng hợp propylen từ propan.
Chúng ta đã biết trong những thập niên gần đây các sản phẩm từ nguồn nguyên liệu là propylen ngày càng có ứng dụng rộng rãi trong đời sống và phục vụ công nghiệp, kể đến một số sản phẩm: poly propylen, hoạc làm nguyên liệu trung gian để tổng hợp cáchợp chất hoá học khác. Trước đây việc tổng hợp propylen chủ yếu là được tổng hợp từ quá trình chưng cất dầu thô và các phân đoạn của dầu thô như phân đoạn naphta, quá trình tổng hợp này thông thường đi cùng với quá trình tổng hợp etylen, trong những thập niên gần đây nhu cầu của thế giới về nguồn nguyên liệu propylen ngày càng tăng cao, do vậy việc tìm giải pháp cho công nghệ tổng hợp propylen ngày càng mở rộng cho các phân đoạn khác nhau và các nguồn nguyên liệu khác nhau,và quá trình tổng hợp propylen từ propan là 1 ví dụ
Quá trình tổng hợp propylen từ propan được tổng hợp trên 2 dây truyền công nghệ đó là: quá trình Cr-ackinh hơI và quá trình đehidrô hoá propan,chúng ta sẽ xem xét cơ sở hoá lý và dây truyền công nghệ tổng hợp từ 2 phương pháp kể trên.
PHầN ii
Tổng quan chung về công nghệ tổng hợp Propylen từ propan
I . Cơ sở hoá lý của quá trình.
Các Olefin nói chung và propylen nói riêng được lấy từ 2 nguồn Cr-acking hơi và Cr-acking xúc tác
1.Cr-acking hơi(Sterm Cr-acking)
Quá trình Cr-acking hơi là quá trình nhiệt phân các hidro cácbon no từ khí tự nhiên và các phân đoạn dầu mỏ với sự có măt của hơi nước.
Các phản ứng chính xảy ra trong quá trình gồm:
- Đehidro hoá
- Nhiệt phân
- Dehidro vòng hoá
- DeAlkyl hoá
a. Hoá lý của quá trình.
- Phản ứng xảy ra trong quá trình sau:
Phản ứng cắt mạch C-C
Cm+nH2(m+n)+2 CmH2m + CnH2n+2 với
Phản ứng đehidrohoa cắt mạch C-H
C2pH2p+2 CpH2p + H2 với
Năng lượn liên kết C-C (345kj/mol) thấp hơn năng lượng liên kết C-H (413kj/mol) lên phản ứng nhiệt phân các hidrocácbon no sẽ ưu tiên cắt liên kết C-C trước vì năng lượng cần thiết để cắt liên kết C-C nhỏ hơn năng lượng cần thiế để cắt liên kết C-H. Các phản ứng này đều thu nhiệt và tăng thể tích mạnh mẽ do vậy về mặt nhiệt động nó thích hợp khi xảy ra ở nhiệt độ cao (Cần cung cấp nhiệt cho phản ứng , áp suất thấp (Pha loãng bằng hơi nước) thời gian phản ứng ngắn để giảm phản ứng phụ)
Tốc độ phản ứng với Cr-acking lớn ở nhiệt độ trên 7000C phản ứng đehidrohoá chỉ xảy ra ở nhiệt độ 800-8500C quá trình tạo thành các hidrocácbon thơm đa vòng và cốc xảy ra mạnh ở 900-10000C do vậy thời gian lưu dài và nhiệt độc cao sẽ tăng cường các phản ứng tạo thành các hợp chất hidrocácbon nặng trong quá trình sản xuất olefin bằng phản ứng Cr-acking
Phản ứng xảy ra theo cơ chế rất phức tạp, quá trình khơi mào xảy ra do quá trình cắt liên kết tạo C-C thành gốc tự do.Ví dụ phản ứng nhiệt phân C3H8 có thể xảy ra theo cơ chế sau đây:
Khơi mào: CH3-CH2-CH3CH3* + CH3-CH2*
Phát triển mạch
CH3* + CH3CH2CH3CH4 + CH3CH2CH2*
CH3CH2CH2* CH3-CH=CH2 + H*
H* +CH3-CH2-CH3_H2 +CH3-CH2-CH2*
CH3CH2* H*+CH2=CH2
Tổng quát ta có:
Đứt mạch:
H*+H*H2
H*+CH3*CH4
CH3* + CH3*CH3-CH3
CH3-CH2* +H* CH3CH3
CH3* + CH3-CH2*CH3-CH2CH3
CH3CH2* + CH3CH2*CH3CH2CH2CH3
Các thông số của quá trình nhiệt phân
a. Nhiệt độ phản ứng .
Phản ứng thay đổi từ 700-9000C tuỳ từng trường hợp vào loại nhiên liệu đối với ethal quá trình thường tiến hành trong khoảng nhiệt độ phản ứng từ 800-8500C đối với các nguyên liệu nặng (ví dụ gasoil) nhiệt độ phản ứng thuờng thấp hơn.
Theo nguyên tắc, nhiệt độ của thành ống nhiệt phân thường cao hơn nhiều so với nhiệt độ của dòng khí đi trong ống, Do vậy để nhiệt độ đầu ra sản phẩm là 8850C thì nhiệt độ thành ống nhiệt phân phải là 995-10400C tuỳ từng trường hợp vào vị trí ống .
b Thời gian lưu
Thời gian lưu nằm trongkhoảng 0,2-1,2 giây về mặt lý thuyết thời gian lưu ngắn sẽ tăng độ chọn loc etylen và propylen tuy nhiên thời gian lưu ngắn lại ảnh hưởng tới một số yếu tố kinh tế kỹ thuật như độ bền vật liệu, giá thành lò phản ứng và các yếu tố khác do vậy người ta thường khống chế các giá trị tới hạn dưới của thời gian lưu là 0,2s
c.áp suất riêng phần của hidrocacbon và vai trò của hơi nước .
Về mặt nhiệt động học, phản ứng thích hợp ở áp suất thấp do vậy người ta thường pha loãng hỗn hợp phản ứng với hơi nước, Về mặt động học khi pha loãng hỗn hợp với hơi nước thì áp suất riêng phần của hydrocacbon giảm do vậy tốc độ phản ứng tổng cộng giảm tuy nhiên độ chọn lọc của của phản ứng nhiệt phân tạo thành sản phẩm olefin tăng.
Như vậy hơi nước có vai trò sau:
ỹ Làm giảm áp suất riêng phần của hidrocácbon (có lợi cho phản ứng tăng thể tích )và làm giảm hiệu suất tạo olefin
ỹ Giảm phản ứng phụ polime hoá tạo thành hidrocácbon thơm đa nhân do vậy làm giảm lượng cốc tạo thành trong ống phản ứng
ỹ Giảm nhiệt cung cấp cho 1 đơn vị chiều dài ốngdo hiệu ứng pha loãng
ỹ Cung cấp nhiệt cho phản ứng khi pha trộn
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links