Dimensionarea unui Reactor de Oxidare a O-Xilenului la Anhidridă Ftalică

Domeniu: Chimie Organică

Conține 1 fișier: docx

Pagini : 17 în total

Cuvinte : 3176

Mărime: 296.76KB (arhivat)

Publicat de: Ecaterina M.

Puncte necesare: 8

Profesor îndrumător / Prezentat Profesorului: SL. dr. ing. Ionuț Banu

Facultatea de Chimie Aplicata si Stiinta Materialelor

Universitatea Politehnica Bucuresti, Bucuresti

Specializare: Chimia și Ingineria Substanțelor Organice, Petrochimie și Carbochimie

Descarcă acum

Cuprins Extras Bibliografie Preview

Cuprins

1. Locul și rolul reactorului în schema tehnologică 4
1.1. Importanța produsului și surse de materii prime 4
1.2. Mecanismul chimic și stoechiometria transformării 5
1.3. Catalizatori utilizați în realizarea transformării chimice 9
1.4. Cinetica transformării 10
1.5. Descrierea procesului tehnologic 11
1.6. Tipurile constructive de reactoare chimice/biochimice utilizabile pentru realizarea transformării 12
2. Dimensionarea tehnologică a reactorului 13
2.1. Termodinamica transformării chimice 13
2.1.1. Date și relații pentru calculul proprietăților fizice ale amestecului reactant 13
2.2. Bilanțul de materiale al reactorului, calculul debitului și compoziției de alimentare/ cantităților inițiale de reactanți pe șarjă și compoziția inițială 16
Bibliografie 17

Extras din proiect

Temă de proiect

Să se proiecteze un reactor catalitic pentru oxidarea o-xilenului la anhidridă ftalică. Reactorul este de tip multitubular, cu catalizator în strat fix. Se cunosc următoarele date de proiectare:

- Productivitatea anuală în anhidridă ftalică: Pa=700 t/an;

- Temperatura de alimentare: T0=160 șC;

- Temperatura agentului termic: Tag=305 șC;

- Presiunea de alimentare: P0=1,6 atm;

- Concentrația o-xilenului în alimentare: Cox=55 g/Nm3;

- Conversia o-xilenului la ieșirea din reactor: Xox=0,6;

- Selectivitatea transformării o-xilenului în anhidridă ftalica: σ=0,9 ;

- Diametrul țevilor: dt=25 mm;

- Diametrul granulelor de catalizator: dp=3 mm;

- Debit masic specific: Đ=2500 kg/(m2*H)

- Fondul anual de timp: H=8000 h/an.

1. Locul și rolul reactorului în schema tehnologică

1.1. Importanța produsului și surse de materii prime

Anhidrida ftalică este un produs important cu numeroase utilizări. Cea mai importantă este cea de monomer în reacții de policondensare, formând poliesteri cu compușii hidroxilici (glicol, glicerină, fenol). Un alt exemplu este utilizarea diesterilor acesteia ca plastifianți pentru PVC, dar și pentru alți polimeri. Plastifianții ftalici consumă aproximativ 54% din anhidrida ftalică produsă în SUA, iar cel produs în cantitatea cea mai mare este 2-dietilhexil-ftalatul sau dioctilftalat (DOP). Anhidrida ftalică mai reprezintă materia primă pentru multe produse ale industriei organice de sinteză precum coloranți, insecticide, produse farmaceutice sau dizolvanți. (Velea & Ivănuș, 1990) (Kirk-Othmer, 2001) Până la al Doilea Război Mondial, anhidrida ftalică se producea în principal prin oxidarea în fază lichidă a materiilor prime cocsochimice, metoda preferată fiind oxidarea BASF a naftalinei de către acidul sulfuric în prezența sărurilor de mercur. În timpul Primului Război Mondial s-a dezvoltat și o metodă de oxidare a naftalinei în fază de vapori pe catalizatori oxizi de vanadiu și molibden. Acestea au continuat să se folosească până în anii 1950 când un deficit de naftalină și disponibilitatea mare a xilenilor rezultați din industria petrochimică a dus la îndreptarea obținerii anhidridei majoritar din o-xilen. Un avantaj este randamentul teoretic mare la anhidrida ftalică de 1,395 kg/kg. Dacă folosim naftalină, doi din cei zece atomi de C se pierd prin formarea oxidului de carbon. Se folosește uneori naftalina de la gudroanele de cărbune sau poate fi produsă prin hidrodealchilarea naftalinei substituite din operațiile de rafinare, dar în general nu se folosește astfel de naftalină. (Kirk-Othmer, 2001)