Федеральное агентство по образованию
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТОНКОЙ
ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ им. М.В.ЛОМОНОСОВА.
Кафедра химии и технологии основного органического синтеза.
Аттестационная работа по теме:
«Моделирование парожидкостного равновесия реакционной смеси в процессе получения метилциклопропилкетона»
на соискание степени бакалавра по направлению 550800
«Химическая технология и биотехнология».
Зам. зав. кафедрой, д.т.н., проф. Тимошенко А.В.
Научный руководитель, к.т.н., доцент Назанский С.Л.
Соискатель Кузнецова Г.П.
Москва, 2006 год.
Содержание.
Введение
Литературный обзор
Введение.
Метилциклопропилкетон (МЦПК) – важный полупродукт органического синтеза. Одним из способов его получения является реакция разложения ацетопропилацетата с выделением уксусной кислоты (УК) [1]:
СН3С(О)СН2СН2ОС(О)СН3 ↔ СН3С(О)СН2(СН2)СН2 + СН3СООН
Также известен способ проведения этой реакции в присутствии щелочного катализатора при 400 – 425 0С [1]. Селективность процесса по МЦПК достаточно высока (80%) при конверсии АПА 95 – 100%. Недостатками процесса являются высокая температура синтеза и практически полная потеря УК.
Наиболее простой способ связан действием на ацетопропилацетат (АПА) хлористого водорода, а затем щелочи без промежуточного выделения образующегося ацетопропилхлорида:
СН3С(О)СН2СН2ОС(О)СН3 + НСl → СН3С(О)СН2СН2СН2 Сl + СН3СООН
СН3С(О)СН2СН2СН2 Сl + СН3СООН + NaOH → СН3С(О)СН2(СН2)СН2 + СН3СООNa
Получаемый этим способом МЦПК соответствует требованиям по чистоте, однако на 1 т целевого продукта образуется до 20 т отходов и полностью теряется уксусная кислота.
Третий вариант синтеза МЦПК связан с использованием катализаторов на основе окиси алюминия. Последние активны при температурах 250 – 260 0С и позволяют количественно регенерировать УК, но не обладают достаточной селективностью. Экономические оценки показывают, что при условии достижения селективности 80 – 85% по МЦПК процесс с использованием катализатора на основе Al2O3 может успешно конкурировать с вышеперечисленными методами.
В данной работе мы должны смоделировать парожидкостное равновесие и предложить наиболее удобный способ получения МЦПК для достижения максимально возможной конверсии в системе.
Литературный обзор.
При анализе стационарных состояний проточных реакционных систем приходится сталкиваться с некоторым противоречием, суть которого особенно очевидна на примере реактора идеального смешения, в котором состав в реакторе совпадает с составом на выходе из него. В этом случае работа реактора при высоких скоростях химической реакции (при высоких концентрациях реагентов) приводит к низкой конверсии в аппарате и, наоборот, при низких скоростях химического превращения (высокие концентрации продуктов реакции) достигается высокая конверсия, которая в большинстве случаев ведет к снижению селективности [5]. Это свойственно реакторам любого типа. Таким образом, для проведения процесса при одновременно высоких значениях скорости химической реакции и конверсии необходимо, чтобы состав на выходе из реакционной зоны, который определяет скорость химической реакции, не совпадал с составом на выходе из системы, который определяет конверсию в ней. ............
