Производство этанола методом гидратации этилена
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
УФИМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА
Уфимский государственный институт сервиса
Кафедра охраны окружающей среды
и рационального использования природных ресурсов
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине «Промышленная экология»
На тему: Производство этанола методом гидратации этилена
Выполнил студент группы ОД-41 Давыдов Д.В. Проверил профессор Исмагилов Ф.Р.
Уфа 2006
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................3
1. ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ............4
1.1. Теоретические аспекты экологизации и экологизация производства..................................................................................................4
1.2 Очистка отходящих газов.......................................................................5
1.3. Очистка стоков нефтеперерабатывающей промышленности............6
1.4. Выбросы углеводородов........................................................................7
2. ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОЦЕССА ГИДРАТАЦИИ........8
2.1. Компримирование и осушка газа пиролиза........................................8
2.2. Фракционирование газа пиролиза......................................................10
2.3. Разделение пиролиза при высоком давлении....................................11
2.4. Очистка этилена...................................................................................15
2.5. Получение этилена диспропорционированием пропилена..............18
3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТОВ......................20
4. ПРОИЗВОДСТВО СПИРТОВ СЕРНОКИСЛОТНОЙ ГИДРАТАЦИЕЙ ОЛЕФИНОВ..............................................................21
4.1. Теоретические сведения......................................................................21
4.2. Технология получения спиртов методом сернокислотной гидратации...................................................................................................28
5. ПРОИЗВОДСТВО СПИРТОВ ПРЯМОЙ ГИДРАТАЦИЕЙ ОЛЕФИНОВ...............................................................................................30
5.1. Теоретические сведения......................................................................30
5.2. Технологические особенности процесса...........................................35
5.3. Технологическая схема процесса.......................................................36
5.4. Характеристика основной аппаратуры..............................................40
5.5. Расчёт материального баланса гидратора..........................................41
6. ПРЯМАЯ ГИДРАТАЦИЯ ЭТИЛЕНА НА НЕЙТРАЛЬНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ..................................................................................46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.........................................................................................47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.............................48
ВВЕДЕНИЕ
В данной курсовой работе исследован процесс получения этанола из этилена путём гидратации последнего. А также рассмотрено получение сырья (этилен) путём фракционирования из газа пиролиза. И последующая его очистка от сероводорода, двуокиси и окиси углерода, ацетилена и кислорода.
Этанол принадлежит к числу многотоннажных и широко применяемых продуктов органического синтеза. Он является хорошим, хотя и огнеопасным растворителем; в больших количествах используется в пищевой и медицинской промышленности. Служит горючим в жидкостных ракетных двигателях, антифризом и т. д. Как промежуточный продукт органического синтеза этанол имеет важное значение для получения сложных эфиров: хлороформа, хлораля, диэтилового эфира, ацетальдегида и уксусной кислоты.
В России процесс производства синтетического этанола посредством гидратации этилена осуществляется двумя способами: сернокислотной и прямой гидратацией. Первый способ внедрен в промышленном масштабе с 1952г, второй получил широкое распространение в последние десятилетия.
На сегодняшний день любой технологический процесс должен рассматриваться не только с точки зрения экономических показателей, но и должно обязательно учитываться влияние этого процесса на окружающую среду.
Процесс получения этанола на всех этапах – от подготовки сырья до получения уже готового продукта – сопровождается использованием или образованием опасных для окружающей среды веществ. Таких как серная кислота, фосфорная кислота и др. Совершенно естественно, что выбор метода производства этанола должен учитывать вредное влияние продуктов производства на окружающую среду.
Но в то же самое время любой технологический процесс должен быть и экономически целесообразным.
Исследование вредного воздействия на окружающую среду с учётом экономической эффективности я и считаю целью данной курсовой работы.
1. ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1.1 Теоретические аспекты экологизации и экологизация производства
Основные направления инженерной защиты окружающей природной среды от загрязнения и других видов антропогенных воздействий – внедрение ресурсосберегающей, безотходной и малоотходной технологии, биотехнология, утилизация и детоксикация отходов и главное – зкологизация всего производства, при котором обеспечивалось бы включение всех видов взаимодействия с окружающей средой в естественные циклы круговорота веществ.
Эти принципиальные направления основаны на цикличности материальных ресурсов и заимствованы у Природы, где, как известно, действуют замкнутые циклические процессы. Технологические процессы, в которых в полной мере учитываются взаимодействия с окружающей средой и приняты меры к предотвращению отрицательных последствий, называют экологизированнными.
Подобно любой экологической системе, где вещество и энергия расходуются экономно и отходы одних организмов служат важным условием существования других, производственный экологизированный процесс, управляемый человеком, должен следовать биосферным законам, и в первую очередь закону круговорота веществ.
Можно выделить следующие основные направления в осуществлении экологически чистых технологических процессов:
1) комплексное использование и глубокая переработка сырья. Производство должно быть как можно менее ресурсоемким, осуществляться с минимумом затрат сырья и реагентов на единицу продукции. Образующиеся полуфабрикаты должны передаваться в качестве сырья другим производствам и полностью перерабатываться;
2) оптимальное использование энергии и топлива. Производство должно осуществляться при минимальных затратах энергии и топлива на единицу продукции и, следовательно, тепловые загрязнения окружающей среды также минимальны;
3) создание принципиально новых малоотходных технологических процессов. Этого можно добиться совершенствованием катализаторов, техники и технологии производств;
4) создание и внедрение замкнутых систем водоиспользования, включающих (или сводящих к минимум) потребление свежей воды и сброс сточных вод в водоемы;
5) обеспечение высокой эксплуатационной надежности, герметичности и долговечности функционирования оборудования и всех производств. Разработка автоматизированных систем обеспечения экологической безопасности производств и комплексов;
6) обеспечение высокого качества целевых продуктов, используемых в народном хозяйстве. Экологически чистыми должны быть не только сами технологические процессы, но и выпускаемые в них товарные продукты.
1.2. Очистка отходящих газов
При производстве этанола выделяются вредные вещества, которые могут загрязнять атмосферу. Такие как диэтилсульфат, этилсульфат, диэтиловый эфир, фосфорные эфиры и другие летучие вещества.
Поэтому требуется очистка отходящих газов. Для защиты воздушного бассейна от негативного антропогенного воздействия в виде загрязнения его вредными веществами используют следующие меры:
- экологизацию технологических процессов;
- очистку газовых выбросов от вредных примесей;
- рассеивание газовых выбросов в атмосфере;
- устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения и др.
Наиболее радикальная мера охраны воздушного бассейна от загрязнения - экологизация технологических процессов и прежде всего создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ.
Экологизация технологических процессов предусматривает создание непрерывных технологических процессов производства, замену местных котельных установок на централизованное тепло, предварительное очищение топлива и сырья от вредных примесей, замену угля и мазута на природный газ, применение гидрообеспылевания, перевод на электропривод компрессоров и др. всё шире применяют частичную рециркуляцию , то есть повторное использование отходящих газов.
К сожалению, нынешний уровень развития экологизации технологических процессов, внедрение замкнутых технологий и т. д. недостаточен для полного предотвращения выбросов токсичных веществ в атмосферу. Поэтому на предприятиях повсеместно используются различные методы очистки отходящих газов.
