Alcool Etilic

TEMA DE PROIECTARE

Să se proiecteze o instalație pentru fabricarea alcoolului etilic având o capacitate de producție de 5000 t/an.

MEMORIUL JUSTIFICATIV

Prezenta lucrare de licență are ca scop proiectarea unei instalații pentru fabricarea alcoolului etilic având o capacitate de producție de 5000 t/an.

Alcoolul etilic obținut este de calitate tehnică, folosit în industrie pentru obținerea altor produse de uz frecvent.

O prezentare, în amănunt al produsului este prezentată în subcapitolul 1.1.

Pentru proiectarea unei astfel de instalații, este necesară, în primul rând documentarea privind metodele deja existente și utilizate în mod curent. Varietatea de metode prezentate în subcapitolul 1.2, a ridicat problema alegerii unei variante optime, atât pentru atingerea scopului, acela de a obține cantitatea de 5000 t/an, dar și a problemelor referitoare la aspectele economice și cele a protecției mediului.

După o analiză a costurilor de producție, a randamentului instalației, cât și a efectului de poluare a mediului prin emisii VOC, s-a ales varianta hidratării etenei cu apă, în mediu de catalizator acid fosforic pe suport de celită. Procesul este descris pe larg în subcapitolul 1.4, care face o analiză a caracteristicilor materiilor prime, auxiliare și intermediare și prezintă studiul termodinamic, care confirmă viabilitatea procedeului.

Cinetica și mecanismul reacțiilor sunt prezentate în același subcapitol.

Pentru o caracterizare mai amănunțită, dar și în scopul dimensionării utilajului principal, s-a efectuat bilanțul de materiale și bilanțul termic, iar în subcapitolul 1.4.5, sunt centralizate consumurile specifice. Proiectarea reactorului este detaliată în capitolul II, care prezintă atât alegerea materialului de construcției, ținând cont de problemele de coroziune, dar și calculul dimensiunilor geometrice. Reacția având loc la presiuni mari, 70 at, și temperaturi 300 ºC, s-a ținut cont atât de calcule de rezistență mecanică dar și de izolația termică.

Dispozitivele anexe reactorului sunt prezentate în același capitol.

În cadrul capitolului III, sunt prezentate caracteristicile și necesarul de utilități, iar pentru că procesul este continuu, se impune o automatizare riguroasă a acestuia, fapt prezentat în capitolul IV. În cadrul aceastuia se prezintă și controlul de calitate.

Știind că într-un astfel de proces, rezultă și produse secundare, s-a prezentat în capitolul V, atât proprietățile acestor produse, dar și metode de valorificare a acestora. Aceste metode sunt viabile și constituie o modalitate de a folosi cât mai util substanțele chimice atât prin valorificare dar și reciclare.

Legile în vigoare, privind protecția mediului, impune un management corespunzător, atât a materilor prime, a utilităților, cât și a depozitării, ambalării, trasportului produselor la consumator. Capitolul V prezintă modalități, conform BAT (Best Available Techniques), atât a prevenirii poluării cât și a tratării la sursă a poluanților.

Pentru desfășurarea normală a activității în cadrul întreprinderii și asigurarea sănătății muncitorilor, în capitolul VI, s-au tratat măsurile de protecție a muncii și normele P.S.I.

Proiectul se încheie cu bibliografia care a stat la baza elaborării acestui proiect.

CAPITOLUL I. TEHNOLOGIA FABRICAȚIEI

1.1. Proprietăţile produsului şi domenii de utilizare [1,2]

Alcoolul etilic a fost cunoscut ca un constituent al băuturilor alcoolice, sub denumirea

de “spirt de vin”.

Obținerea alcoolului etilic prin absorbția etilenei în acid sulfuric concentrat a fost observată pentru prima dată de Faraday. Berthelot a realizat sinteza alcoolului din gaze conținând etilenă. El a arătat ca alcoolul etilic și dietileterul pot fi obținute din produsul de absorbție al etilenei în acid sulfuric. La sfârșitul secolului al 18-lea s-a încercat obținerea alcoolul etilic și dietileterul din etilenă conținută în gazele de cocserie. Gazele erau tratate cu acid sulfuric diluat (80-85%) în scopul îndepărtării olefinelor, altele decât etilena, după care se barbotau prin acid sulfuric concentrat la temperatura de 110-120ºC. Absorbantul obținut era încălzit cu apă obținându-se acidul sulfuric. În 1925 a funcționat în Franța o instalație pilot de producere a alcoolului etilic folosind etilenă obținută prin fracționare la temperaturi scăzute a gazelor de cocserie. Acidul sulfuric diluat era folosit pentru producerea sulfatului de amoniu. În același timp s-au făcut primele încercări de folosire a gazelor de rafinărie conținând etilenă. Etena concentrată a fost folosită pentru prima oară în 1923 de Carbide and Chemical Corp în S.U.A. Alcoolul etilic sintetic prin hidratare directă a etilenei a fost produs în 1942 de Shell Chemical Corp în S.U.A. Alcoolul etilic absolut a fost prima dată obținut în 1902 prin distilare azeotropă cu benzen.

Etanolul sau alcoolul etilic, CH3-CH2-OH, este cunoscut şi preparat din cele mai vechi timpuri. Este una din substanţele de bază în economia mondială datorită multiplelor sale utilizări care se datoresc însuşirilor deosebite de miscibilitate, reactivitate şi toxicitate reduse. Principala utilizare a alcoolului etilic este ca intermediar pentru obținerea unor produse chimice ca:

-acetaldehidă

-acid acetic

-acetat de etil

-clorură de etil

-dietileter [3, p.400]

Industria alimentară, farmaceutică şi cosmetică constituie domeniul tradiţional de utilizare a etanolului.

Alcoolul etilic se foloseşte la obţinerea băuturilor alcoolice, este folosit ca solvent pentru grăsimi, nitroceluloză, lacuri, ca reactiv în industria chimică.

Are întrebuinţări în industria medicamentelor (oxacilină [4, p.116], clorofenicolul [4, p.136], rivanolul [4, p. 193], eterul etilic pro-narcoza [4, p. 232], veronal [4, p. 241], ciclobarbitalul [4, p. 249], metilprilonul [4, p. 250], piracetamul [4, p.305], vitaminele B1, B6), carburant, laboratoare chimice, parfumerie, la fabricarea esterilor, a butadienei, a eterilor, a esenţei vegetale (vanilia). Alcoolul etilic este folosit la obținerea acetaldehidei, acidului acetic, acetatului de etil, clorurii de etil, dietileterului. Multă vreme el a fost utilizat ca antigel, fiind înlocuit apoi cu etilenglicolul. Alcoolul este un narcotic și a fost folosit în medicină în combinație cu opiul. Poate fi considerat drept conservant, dar și bactericid în aplicații locale [5, p.386].