Аммиак:

1)Синтез аммиака. Равновесия и кинетика процесса. Выбор катализатора температуры, давления, соотношение исходных веществ, объемной скорости. Технологическая схема устройства колонны синтеза.

Азотная кислота:

1. Производство азотной кислоты. Основные стадии процесса окисления аммиака. Обоснование выбора оптимальных условий процесса. Технологическая схема производства азотной кислоты под давлением. Очистка отходящих газов от оксидов азота

2. Технология производства азотной кислоты. Окисление аммиака. Катализатор, оптимальные условия процесса. Окисление NO в NO₂. Абсорбция нитрозных газов. Технологическая схема.

Метанол:

1)Производство метанола. Химизм, равновесие и кинетика процесса. Обосновать выбор соотношения исходных компонентов и температуры процесса. Технологическая схема процесса, колона синтеза метанола.

2)Технология производства метанола. Получение синтез газа. Обоснование выбора оптимальных условий процесса. Устройство реактора, технологическая схема производства.

Серная кислота:

1. Производство серной кислоты. Получение SO₂ сжиганием серы. Окисление SO₂ в SO_3. Обосновать выбор оптимальных условий. Устройство контактного аппарата. Технологическая схема процесса.

2. Производство серной кислоты. Основные стадии процесса. Абсорбция SO_3. Выбор поглотителя и температуры процесса. Метод ДКДА? Технологическая схема производства серной кислоты из серы.

3. Производство серной кислоты. Основные стадии процесса. Возможные варианты получения сернистого ангидрида. Абсорбция SO_3. Выбор поглотителя и температуры процесса. Метод ДКДА? Технологическая схема производства серной кислоты из серы.

4. Технология производства серной кислоты. Структура сырьевой базы. Получение SО2 из серы. Окисление SO₂ в SO_3. Контактный аппарат. Технологическая схема процесса.

Этанол:

1. Производство этанола. Метод прямой гидратации этилена. Обоснование выбора температуры давления и соотношения исходных веществ. Технологическая схема процесса.

2. Производство этанола альтернативные варианты. Оптимальные условия процесса прямой гидратации и их обоснование.

Производство этилового спирта

Этиловый спирт - продукт многотоннажного производства и широко применяется в качестве растворителя и сырья в

различных отраслях народного хозяйства: лакокрасочной, парфюмерной, фармацевтической и пищевой промышленности, в

производстве хлороформа, взрывчатых веществ, синтетического волокна, бутадиена и других продуктов органического синтеза.

В настоящее время для получения этилового спирта в промышленности используется метод прямой парофазной гидратации этилена в присутствии катализатора:

С2Н4 + Н2О = С2Н5ОН.

Технологическая схема процесса состоит из ряда последовательных операций: подготовка сырья (смешение исходных

и оборотных потоков этилена и воды), гидратация этилена,

нейтрализация фосфорной кислоты и солеотделение, конденсация и сепарация, ректификация водно-спиртового раствора –

выделение целевого продукта.

Сырьем является этиленэтановая фракция, в которой этан

– инертная примесь. В качестве катализатора используется 83–

85% фосфорная кислота, нанесённая на шариковый широкопористый носитель: силикагель, алюмосиликат или кизельгур.

Катализатор активен при 280–290°С и обладает высокой селективностью. Процесс проводят при давлении 7–8 МПа. Выбор давления определяется, в основном, парциальным давлением паров воды над катализатором. Молекулярное отношение воды к этилену (0,6–0,75):1; объемная скорость 1800–2500 ч-1.

Одновременно с основной реакцией (1) протекает ряд побочных реакций, например:

2С2Н4 + H2O = (С2Н5)2О

С2Н4 + H2O = C2Н4O + H2

на которые расходуется часть этилена. Селективность процесса

составляет 94-96%.

Производство этанола

Свежий и оборотный этилен сжимаются в компрессорах 1,2 от до 8 МПа, смешиваются с водяным паром, подогреваются в теплообменнике 4 теплом отходящей от реактора смеси и перегреваются в трубчатой печи 3 до 2750С, после чего подаются в реактор-гидрататор 5. Перед входом в реактор в поток вбрызгивается фосфорная кислота для подпитки катализатора.

Реактор представляет собой полую колонну высотой 10 м и диаметром 1,5 м, работающую в режиме идеального вытеснения. Для исключения влияния коррозии от фосфорной кислоты изнутри он выложен листами красной меди.

Реакционные газы содержат пары унесенной фосфорной кислоты, которая нейтрализуется гидроксидом натрия, а образующиеся соли выделяются в солеотделителе 6. Унос фосфорной кислоты составляет 0,4 – 0,5 т/час с 1 м3 катализатора.

Теплота отходящих реакционных газов регенерируется в теплообменнике 4 для нагрева входящей смеси. В холодильнике 7 происходит конденсация продуктов реакции, а в сепараторе 8 разделяются жидкие и газовые потоки. Вода, как менее летучий компонент, конденсируется с большей полнотой. Для дополнительного выделения спирта из газ производится его отмывка водой в абсорбере 9. Не прореагировавший газ, содержащий 90 – 92% этилена, рециркулируют компрессором 2, а часть его сбрасывают, чтобы избежать накопления примесей в системе. Величина отдувки составляет примерно 20% от введенного этилена и направляется на установку газоразделения для выделения этилена.

Водный конденсат после сепаратора 8 и жидкость из абсорбера 9 дросселируют (сбрасывают давление), в результате чего выделяются растворенные газы, отделяемые в сепараторе низкого давления 10 и направляемые в топливную линию.

Жидкая фаза из сепаратора 10 представляет собой 15% -ный водный раствор этанола, содержащий примеси диэтилового эфира, ацетальдегида и низкомолекулярных полимеров этилена. Этот раствор подвергают ректификации в ректификационных колоннах 11 и 12. В первой отгоняют наиболее летучий диэтиловый эфир и ацетальдегид, а во второй – этиловый спирт в виде азеотропной смеси, содержащей 95% этанола и 5% воды. Обогрев колонны осуществляется острым паром. В кубе колонны 12 остается вода, которую очищают от соли в ионообменной установке 13 и возвращают на гидратацию. При этом реализуется замкнутый цикл по технологической воде, что позволяет значительно снизить расход свежей воды, исключить сброс отработанной воды в стоки и сократить потери этилового спирта.

При необходимости получения безводного этилового спирта ректификат направляют в дегидрататор.

Рис. 14. Технологическая схема получения этанола:

1,2- компрессоры; 3 – трубчатая печь; 4 – теплообменник; 5 – реактор;

6 – солеотделитель; 7 – холодильник; 8,10 – сепараторы; 9 – абсорбер;

11 – ректификационная колонна отгонки легкой фракции; 12 – «этанольная» ректификационная колонна; 13 – установка ионообменниой очистки воды.