O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi




Yüklə 195.3 Kb.
tarix28.02.2016
ölçüsü195.3 Kb.


O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI

TОSHKЕNT KIMYO-TЕХNОLОGIYA INSTITUTI

YOQILҒI ISHLАB CHIQАRISH VА ОRGАNIK BIRIKMАLАR TЕХNОLОGIYASI FАKULTЕTI

­Оrgаnik kimyo vа ОҒIR оrgаnik sintеz TЕХNОLОGIYASI KАFЕDRАSI

5320400 - Kimyoviy texnologiya (organik sintez mahsulotlari ishlab chig’arish) bakalavr yo’nalishi

ASOSIY ORGANIK SINTEZ SANOATI USRUNALSRI VA JIXOZLARI FANIDAN



KURS LОYIHА

Mаvzusi: Etilenni to’g’ridan-to’g’ri xlorlab 1,2-dixloretan ishlab chiqarish texnologiyasi

18-09 guruh tаlаbаsi : Ilyosov D. U.

Rаhbаr: prоf. Mаksumоvа О.S.

Tоshkеnt – 2013

MUNDARIJA

Saxifa beti



KIRISh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 3

XOM-AShYO MODDALAR VA TAYYOR MAHSULOT TAVSIFI . . . . . 5 1,2 –DIXLORETAN ISHLAB CHIQARISH TEXNOLOGIK

JARAYONI TAVSIFI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

MATERIAL BALANSI HISOBI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

ISSIQLIK BALANSI HISOBI . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . . . . . . . .. . 19

BO’SHLIQLI REAKTORNING HISOBI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

BO’SHLIQLI REAKTORNING MEXANIK HISOBI . . .. . . . . . . . . . . . . . ..25

ATROF MUXOFAZASI VA TEXNIKA XAVFSIZLIGI . . . . . . . . . . . . . . . .29

XULOSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO’YXATI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

KIRISH

Keyingi yillarda kimyo sanoati ildamlik bilan rivojlanib bormoqda. Bugungi kunda yaratilayotgan mahsulotlarning ko’pchiligi aynan kimyo sanoati, xususan organik kimyo sanoatiga to’g’ri keladi. Bizning respublikamizda ham kimyo sanoatini rivojlantirishda ko’plab qonunlar, qarorlar qabul qilinmoqda.

Bu borada prezidentimiz I.A. Karimov ning ” O’zbekiston Respublikasining jahon mehnat taqsimotidagi roli va o’rni yuksalib borishini taminlaydigan energetika , neft-gaz –kimyo , kimyo, to’qimachilik va yengil sanoat , rangli metallurgiya , mashinasozlik va avtomobilsozlik, farmaseftika kabi ustuvor tarmoqlarni ildam rivojlantirishga qaratilgan sanoatdagi tarkibiy o’zgatirishlarni yanada chuqurlashtirish , qishloq xo’jalik maxsulotlarini sifatli va chuqur qayta ishlash , qurilish materiallari ishlab chiqarish , jahon bozorida doimiy xaridorgir bo’lgan , raqobatbardosh mahsulot ishlab chiqarish;

Sanoat korxonalarini keng miqyosda modernizatsiya qilish, te xnik va texnologik yangilash , ularni eng zamonaviy yuqori texnologik uskunalar bilan jihozlash asosiy maqsadimiz” deb aytib o’tgan so’zlari bugungi kunda muxim das tur amal bo’lmoqda [1].

Dixloretan ishlab chiqarish vinilxlorid olish bilan bevosita bog’liq. Shuning uchun vinilxlorid olish usullarida yarim mahsulot hisoblangan dixloretandan vinilxlorid ishlab chiqarishning zamonaviy texnologik sxemasi mavjud. Vinilxloriddan polivinilxlorid olinadi. U ishlab chiqarilish hajmi bo’yicha polimer moddalar orasida polietilendan keying o’rinda turadi. Xlorlash jarayonini ikkita asosiy guruhga bo’lish mumkin: suyuq fazada xlorlash va gaz fazasida xlorlash. Suyuq fazada xlorlash jarayonining ustunlik tomoni temperaturaning nisbatan pastligi (110-120 oC) va suyuqlikdan devorga issiqlik o’tkazish koeffitsienti yuqoriligi sababli issiqlik chiqarib turilishi oson.

Dixloretan- shirin xidga ega bo’lgan rangsiz suyuqlik. Dixloretan spirtlar, benzol, atseton va boshqa organik birikmalar bilan istalgan nisbatda aralashadi.

Dixloretan sanoatning ko’p tarmoqlarida ishlatiladi. Masalan erituvchi sifatida neft mahsulotlari va parafinlarni tozalashda,yog’larni ekstraktsiya qilishda bundan tashqari metall mahsulotlarni xromlash va nikellashdan oldin tozalashda qo’llaniladi. Dixloretan polimerlar ishlab chiqarishda muhim faktor hisoblanadi. Bundan maqsad hozirgi kunimzni tassavur qilib bo’lmaydigan polimerlar va sintetik materiallar ishlab chiqarishdir.

Dixloretan ishlab chiqarish uchun etilen va xlor xom-ashyo hisoblanadi. Sanoat miqyosida 1,2-dixloretanni ikki xil usulda xlorlab olish mumkin :

-etilenni suyuq fazada to’g’ridan-to’g’ri xlorlash;

-etilenni gaz fazasida oksixlorlash .

Oksixlorlash reaksiyasi issiqliq ajralishi bilan boradi, katalizator sifatida mis xloridi ishlatiladi. Jarayon ekzotermik , xlor atomi ko’p ishlatilsa, shuncha ko’p miqdorda issiqlik ajralib chiqadi. Reaksiya gaz fazasida boradi . Reaksiyada hosil bo’lgan issiqlikni boshqarish qiyin. Raeksion massada suv bug’lari bo‘lganligi sababli oksi-xlorlash jarayonida apparatlarning korroziyaga uchrashi ko’payadi. Reaktor korpusini himoya qilish uchun keramik materialdan tashqari sovitish asboblarini tayyorlash uchun maxsus qotishmalardan foydalaniladi. Bu usulning kamchiligi qo’shimcha maxsulotlarning hosil bo’lishi va dixloretanni tozalash jarayonining qiyinligi hisoblanadi. Gaz fazasida xlorlash jarayoni alohida texnika xavfsizligini talab qiladi.

Zamonaviy tendensiyaning rivojlanishi va energetik resurslarning tejalishi oqibatida etilenni to’g’ridan-to’g’ri xlorlash jarayoni yaratildi. Bunda reaksiya issiqligidan rektifikatsiyada dixloretan olish uhun foydalaniladi. Dixloretan olish etilen va xlor o’rtasidagi reaksiyaga asoslangan. Jarayon suyuq fazada temir xlorid katalizatori ishtirokida 49-65oC temperaturada olib boriladi. Shu orqali jarayonning xavfsizligiga erishiladi. Bu usulning o’ziga xosligi shundaki texnologik jarayonning soddaligi va hosil bo’layotgan xlorli uglevodorodlarni termik jihatdan beqarorligidir va oxirgi tozalashdan keyin toza dixloretan olish mumkin.

Xlorning konversiya darajasi 100 % ga yaqin, etilenning konversiya darajasi uning qancha miqdorda olinganligiga bo’g’liq bo’lib 90-97 % ni tashkil etadi. Dixloretanning chiqimi esa 99 % ga yaqin.

XOM-ASHYO TAFSIFI

Etilen CH2=CH2

Fizik va Kimyoviy xossalari:

- molekulyar massi: 28

- zichligi: 1,261 kg/m3

- suvda eruvchanligi: 0,281 g/dm3

- qaynash temperaturas: 103,71 oC 

- suyuqlanish temperaturasi: 169,5 oC 

Etilen – rangsiz bo’g’uvchan, shirin xidga ega bo’lgan gaz. Inson organizmiga tasir darajasiga ko’ra 4-sinf xavfli modalar ro’yhatiga kiritishimiz mumkin. Ruxsat etilgan konsentratsiyasi 100 mg/m3. Agar miqdori oshib ketsa inson organizmiga zararli tasir ko’rsatdi. U narkotik xususiyatiga ega, bundan tashqari bosh og’rig’i, bosh aylanishi nafas olishni sekinlashishiga, qon aylanishini buzilishiga va xushdan ketishga olib kelishi mumkin. Etilen- yonuvchan gaz, u yuqori bosim, temperatura va olov kislorod ishtirokida portlash xususiyatiga ega. Havoda alangalnish konsentratsiyasi 3,11-32 hajmiy ulushda.

Xlor Cl2

Fizik va Kimyoviy xossalari:

- molekulyar massi: 35,5

- zichligi: 3,214 kg/m3



- suvda eruvchanligi: 7.4 g/dm3

- qaynash temperaturasi: 34,05 oC 

- suyuqlanish temperaturasi: 101,6 oC 

Xlor - yonmaydigan, bo’g’uvchi, o’tkir xidli sariq-yashil rangli, havodan 2,5 barobar og’ir gaz. Ruxsat etilgan konsentratsiyasi 1 mg/m3. Yuqori nafas yo’llarini yalig’lanishiga va o’pkaning shishiga olib keladi. Teriga salbiy tasir ko’rsatadi. U kimyoviy kuyishga olib keladi. Xlor vodorod bilan portlovchi aralashma hosil qiladi.



TAYYOR MAHSULOT TAFSIFI

Dixlotetan CHCl2-CH2CL

Fizik va Kimyoviy xossalari:

- molekulyar massi: 98

- zichligi: 1282 kg/m3

- suvda eruvchanligi: -0,91 %

- qaynash temperaturasi: -83,47  oC 

- suyuqlanish temperaturasi: -35,36  oC 
Dixloretan - o’ziga xos xidga ega bo’lgan suyuqlik, oddiy erituvchilarda ham yaxshi eriydi va o’zi yaxshi erituvchi hisoblanadi. Dixloretanning bug’lari havo bilan portlovchi aralashma hosil qiladi. Havo bilan portlovchi arlashma hosil qilishning hajmiy konsentrasiyalari quyidagicha bo’ladi: eng past konsentratsiyasi 6,2 % dan kam emas va yuqorisi 16 %dan yuqori emas. Dixloretan toksik modda hisoblanadi.

Uning bug’lari nafas yo’llari va teri orqali yutilganda jigar va buyraklarda distrofik o’zgarishlarga olib keladi. Ruxsat etilgan konsenratsiyasi 10 mg/m3



QO’SHIMCHA MODDALAR TAFSIFI

Temir xloridi oddiy sharoitda binafsha-to’q yashil rangli kristall modda hisoblanadi. Uning changi nafas olish yo’llari va ko’zlarni yalig’lantirishi va agar oshqozonga tushadigan bo’lsa qayt qilish holatlariga olib kelishi mumkin. Ruxsat etilgan chegara konsetratsiyasi -1mg/m3.

Azot N2

Fizik va Kimyoviy xossalari:

- molekulyar massi: 14

- zichligi: 1,251 kg/m3



- suvda eruvchanligi: 0,024 g/dm3

- qaynash temperaturasi: 195,8- suyuqlanish temperaturasi -209,86Azot – rangsiz va hidsiz inert gaz. Yuqori konsentratsiyasi insonni nafas olishini qiyinlashtiradi va bo’g’lish holatlariga olib keladi.

1,1,2-trixloretan С2Н3Сl3

Fizik va Kimyoviy xossalari:

- molekulyar massi: 135

- yoritish temperaturasi: 29 - o’zidan – o’zi yonish temperaturasi 495 1,1,2-trixloretan – shirin xidga ega bo’lgan, rangsiz, uchuvchan suyuqlik. Inson organizmiga teri va 1,1,2-trixloretanni bug’larini yutilishi orqali o’tadi. Havoda trixloretan mavjud bo’lsa nafas olishni qiyinlashishi, yo’tal va o’pka og’rishiga olib kelishi mumkin. Bundan tashqari nerv sistemasini va jigarni zaharlashi mumkin. Kuchli narkotik xususiyatiga ega.



1,2 –DIXLORETAN ISHLAB CHIQARISH TEXNOLOGIK JARAYONI TAVSIFI

Jarayonning mexanizmi va kinetikasi. Etilenni to’g’ridan-to’g’ri xlorlab 1,2-dixloretan olish usuli suyuq fazada xlorning bug’lari va etilen o’rtasidagi reaksiyaga asoslangan. Bu reaksiya katalitik va ekzotermik hisoblanadi.Dixloretan sintezi gaz fazada olib borilganda portlash bilan borganligi sababli jarayon suyuq fazada olib boriladi. Suyuq fazada etilenni xlorlash jarayonining tezligi temperatura oshishi bilan ortib boradi. Etilenni to’g’ridan-to’g’ri xlorlab 1,2-dixloretan olish usuli quyidagi reaksiyaga asoslangan:

C2H4+Cl2  C 2H4Cl2 +220 Kdj/mol

Dixloretanda eritilgan FeCl3 kataliztor hisoblanadi. 1,2-dixloretanni etilen va xlordan olish reaksiya mexanizmi katalizator ishtirokida elektrofil birikishda oraliq π-kompleks hosil bo’lishi bilan boradi.

Temir xloridini roli shundaki u xlor molekulasini faollashtiradi. Radikallar zanjirini ingibitrlaydi, 

aylanishini tezlashtiradi:

3+Cl2FeCl Cl+

FeCl3 nafaqat katalizator vazifasini bajaradi. U radikallanish jarayon larda ingibitor

vazifasini ham bajaradi:

FeCl3 + R*  RCl + FeCl2

FeCl2 + Cl2  FeCl3

Katalizator sifatida suvsiz FeCl3 ishlatiladi. Bunda harorat 0oC dan to 1,2-dixloretanni 0,05-0,2 MПa da qaynash temperaturasigacha bo’ladi.


1,2-dixloretan olishni asosiy reaksiyasi bilan birga qo’shimcha reaksiyalar sodir bo’lishi mumkin. Bunda 1,1,2-trixloretan, vinilxlorid va boshqa mahsulotlar hosil bo’ladi. Ularning hosil bo’lishi ozod radikallanish jarayoniga bog’liq.

Qo’shimcha reaksiyalar mexanizmi quyidagicha:

Avval xlor radikali hosil bo’ladi:

Cl2 - 2e  Cl

Erkin xlor radikali 1,2-dixloretan molekulasi bilan reaksiyaga kirishib 1,1,2-trixloretan va etil xlorid hosil qiladi:

CH2Cl-CH2 + Cl ClC*H-CH2Cl + HCl

ClCH-CH2Cl + Cl2 CHCl2-CH2CL + Cl

Bundan tasahqari erkin xlor radikali etilen bilan reaksiyaga kirishib vinil radikalini hosil qilishi mumkin:

CH2=CH2 + Cl CH=CH2 + HCl

Buning natijasida olingan vinil radikali va xlor radikali birikib vinilxloridni hosil qiladi:

CH=CH2 + Cl  CH2 = CHCl

Etilxlorid hosil bo’lish jarayoni etilen va vodorod xloridning o’zaro reaksiyasi natijasida hosil bo’ladi:

CH2= CH2 +HCl  CH3-C CH3-CH2Cl

Gaz fazada radikallar aktivligini pasaytirsh uchun reaksion zonaga uning hajmi bo’yicha 1% kislorod kiritiladi. Ortiqcha olingan etilen (2-5%) xlorning gaz fazaga chiqishini kamaytiradi va radikallanish jarayoni natijasida hosil bo’ladigan qo’shimcha mahsulotlarning chiqishini kamaytiradi.



Toza mahsulot olishning asosiy parametrlari quyidalar:

  1. Etilen va xlorning nisbatllari;

  2. Xom-ashyoda boshqa mahsulotlar miqdori;

  3. Jarayon temperatusi;

  4. Katalizator konsentratsiyasi.

Reaksiyaga kirishgan etilen va xlorning nisbatlari 1:1 bo’lishi kerak . Xlorning miqdori oshsa qo’shimcha moddalar hosil bo’lishi ortadi. Agarda etilenning miqdori ko’paysa katalizator aktivligini pasayishiga va absorbsion gazlar hajmini oshishiga olib keladi.

  1. Xom-ashyodagi inert gazlar va uglevodorodlar jarayonga tasir ko’rsatmaydi, lekin sezilarli ravishda mahsulotning absorbsion gazlar bilan yo’qotilishiga olib keladi. Namlik darajasi 0,002% dan yuqori bo’lsa katalizatorning aktivligi pasayadi. Chunki FeCl3 gidrofil modda hisoblanadi va suv bilan tasirlashishi natiasida reaksion qobiliyatga ega bo’lmagan FeCl3∙6 H2O kompleks birikmasini hosil qiladi. Ozgina miqdordagi O2 xlorning birikish

qobiliyatini oshiradi. Bunga sabab O2 erkin xlor radikali hosil bo’lishini kamaytiradi.

  1. To’g’ridan – to’g’ri xlorlash jarayonida reaktordagi harorat 49-65 oC atrofida bo’lishi kerak. 49 oC dan past temperaturada absorbsion gazlar tufayli xlor va etilen to’liq reaksiyaga kirishmaydi, ularning yo’qotilishi ko’payadi. Agar temperatura 65 oC  dan yuqori bo’lsa qo’shimcha mahsulotlar hisoblangan trixloretan, vinilxlorid va etilxlorid hosil bo’lish miqdorlari oshadi va asbobni korroziyaga uchrashini tezlashtiradi.

  2. FeCl3 katalizatorning dixloretandagi massa ulushi 0.005-0.03% bo’lishi lozim. Katalizatorning dixloretandagi miqdori 0.005  dan kam bo’lsa xlorning birikish jarayoni sekinlashadi. Katalizatorning massa ulushi 0,03dan ko’p bo’lsa uning dixloretandagi miqdori oshishi mumkin.

Umuman etilenni to’g’ridan-to’g’ri xlorlab 1,2-dixloretan olish jarayonini ikki bosqichga bo’lish mumkin: 1,2-dixloretan sintezi va uni tozalash bosqichlari. Issiqlikni chiqarish usuliga asosan jarayon bug’ fazadan yoki suyuq fazadan mahsulotlarni yig’ish bilan boradi. (issiqlikni chiqishi reaksion massani bug’lanishi husobiga amalga oshadi.). Suyuq fazadan issiqlikni chiqishi issiqlik almashgichlar hisobiga amalga oshiriladi. Birinchi xolatda xlorlash agregati kompleksli Reaktordan (1rasm) iborat bo’lib unda pastki reaksion qismi bo’shliqdan iborat va 1,2-dixloretan bilan to’ldirilgan, yuqori qismi esa tarelka va nasadkalar bilan to’ldirilgan. U rektifikatsion kolonnaning vazifasini bajaradi. Bu apparatda birlashtirilgan reaksion massa almashgichli ja- rayon bo’lib o’tadi. Dastlabki reagent (suvsizlantirilgan xlor va etilen) barbotyorlar orqali pastki reactor qismiga uzatiladi. Bundagi etilenning nisbati 3-10% ni tashkil etadi. Reaksion qismdagi temperature 90-100 oC hosil bo’layotgan 1,2-dixloretan yengil qaynovchi kompnentlar bilan reaktorning rektifikatsion qismiga o’tadi. Apparatning rektifikatsion qismidan chiqayotgan bug’lar kondensatorda kondensatsiyalanadi, kondensatsiyalanmagan gazlar esa tizimdan chiqariladi. Kondensat qisman flegma ko’rinishida yuqori qismga qaytadi, qolgan qismi esa reaksion zonaga reaksiyaning ortiqcha issiqligini chiqarish uchun qaytariladi. Tovar xolatidagi 1,2-dixloretan rektifikatsion kolonnaning eng yuqorisidagi tarelkadan yig’ib olinadi. Kondesat kolonnaga to’yintirilish uchun qaytariladi, issiqlikni chiqarish uchun esa sovutilgan 1,2-dixloretanning malum qismi reaksion zonaga qaytariladi. Reaksion zonadan uzluksiz yoki davriy ravishda reason massaning malum miqdori chiqariladi. Bu polixloridlarning yig’ilib qolishini oldini oladi. Bu aralashmadan aloxida rektifikatsion kolonnada 1,2-dixloretan ajratiladi.

1-rasm. 1,2-dixloretan olish uchun kompleksli reaktor.

Boshqa xolatda (2-rasm) reaksiyadan issiqlik qurilgan issiqlik almashinishi yordamida amalga oshiriladi. Quruq etilen va xlor barbaryorlar orqali bo’shliqli reactorning 1 pastki qismiga beriladi, u 1,2-dixloretan bilan to’ldirilgan. Xlorlash jarayoni 50-60 da amalga oshiriladi. Reaktordan chiqayotgan 1,2-dixloretan tuzlardan yuvuvchi 3 bosqichli yuvdirishga (kislota, ishqor va suvdan) uzatiladi. So’ngra quritish uchun 2 apparatga yuboriladi. U yerdan 1,2-dixloretanni reaksion kolonnaga 3 yengil qaynovchi aralashmalardan tozalash uchun yuboriladi. Kolonna 3 dagi kub mahsuloti reaksion kolonna 4 ga 1,2-dixloretanni polixloridlardan (destillyat ko’rinishida) ajratish uchun yuboriladi.

2-rasm. Suyuq fazada etilenni to’g’ridan to’g’ri xlorlab 1,2 – dixloretan olishning texnologik sxemasi: 1-reaktor; 2-tozalash bloki; 3,4-rektifikatsion kolonna

Umuman olganda etilenni to’g’ridan-to’g’ri xlorlashda xlorning konversiyasi 100% ga teng, etilenning konversiyasi esa uning ortiqchaliligiga bog’liq bo’lib 90-97% ni tashkil etadi. Dixloretanning chiqishi 99% .

Bu keltirilgan usullardan 1 ko’proq samaralidir, chunki bunda reaksiya issiqligi yengil qaynovchi aralashmalarni ajratish va 1,2-dixloretanni polixloridlardan ajratilishi kolonnada olib boriladi. Lekin bu usulning kamchilik tomoni reaktor konstruksiyasining murakkabligi va uni tayyorlash uchun materialni qimmatligi , bundan tashqari temperaturaning yuqoriligi iqtisodiy tomondan ham noqulayliklarni keltirib chiqaradi. Ikkinchi holatda esa issiqlik suv bilan chiqariladi. Bunda isitilgan suv hosil bo’ladi va uning issiqligidan foydalanish qiyin. Bundan tashqari rektifikatsiya jarayonida issiqlik berish talab etiladi. Lekin bu uslning afzallik tomoni shundaki reaktor soda tuzilishga ega. Harorat nisbatan

past va jarayon xavfsiz hisoblanadi.

MATERIAL BALANS HISOBI

Hamma kimyoviy reaksiyalar reaktorlarda, turli xil apparatlarda olib boriladi. Ularning konstruksiyasi kimyoviy jarayon uchun mos kelishi kerak. Men etilenni to’g’ridan-to’g’ri xlorlab etilen olish uchun ishlatiladigan reaktorning va jarayonning material balansini hisobladim. Buning uchun berilgan malumotlar:

Gdxe=4000 kg/soat

T=55 оС

N=335 kun

P=0,18 MПa

Umumiy yo’qotilish y =2,2%

Mahsulotlar :

1,2-dixloretan-98%

1,1,2-trixloretan -1,8%

Vinilxlorid -0,1%

Etilxlorid -0,1%

Xom-ashyo tarkibi:

Texnik xlor:

Xlor -98%

Suv -0,008%

Kislorod -2%

Texnik etilen :

Etilen -99,9%

Metan -0,048%

Etan -0,048%

Propen -0,005%

Qurilmaning yillik quvvatini hisoblaymiz:

GDXE ∙24 ∙ N/1000 = 32160 t/y

Yo’qotilish bilan birga hisoblaymiz:

32160 ∙(1+y)= 32160∙ (1 + 0,022) = 32867,5 t/y

2.Yo’qotilishni hisobga olgan xolda bir soatda ishlab chiqariladigan DXE ning miqdorini aniqlaymiz.

GDXE=32867,5 ∙ 1000/335∙24= 4088 kg/soat

3. Texnik xarakteristikasiga ko’ra:

= GDXE//0,98= 4088/0,98 = 4171,43 kg/soat

Asosiy reaksiya tenglamalari:

C2H4 + Cl2  C2H4 Cl2

C2H4 +2 Cl2 C2H3 Cl3 + HCl

C2H4 + Cl2 C2H3Cl + HCl

C2H4 + HCl C2H5Cl

4. Qolgan moddalarning hosil bo’lishi:

DXE - 4171,43 ∙ 0,98=4088 kg/soat

TXE - 4171.43 ∙ 0,02=83,43 kg/soat

VX - 4171.43 ∙ 0,001=4,2 kg/soat

EX - 4171.43 ∙ 0,001=4,2 kg/soat

5. DXE hosil qilish uchun sarflanayotgan xlor va etilenning miqdorini aniqlaymiz:

X1 X2 4088

CH2=CH2 + Cl2 C2H4Cl2

28 71 99
C2H4 x 1=28 ∙4088/99=1156,2 kg/soat

Cl2 x 2 =71∙4088/99=2932 kg/soat

TXE hosil qilish uchun sarflanayotgan xlor va etilenning miqdorini aniqlaymiz.

Х1 Х2 83,43 Х3

С2Н4 + 2Cl2 С2Н3Cl3 + НCl

28 142 133,5 36,5

C2H4 x1=28 ∙83,43/133,5=17,5 kg/soat

Cl2 x2=142 ∙83,43/133,5=88,74 kg/soat

HCl x3=83,43 ∙36,5/133,5=22,8 kg/soat

Vinil xlorid hosil bo’lishi uchun sarflanayotgan xlor va etilenning miqdorini aniqlaymiz:

Х1 X2 4,2 X3

С2H4 + Сl2 C2H3Cl + HCl

28 71 62,5 36,5

C2H4 x1=28 ∙4,2/62,5=1,88 kg/soat

Cl2 x2=71 ∙ 4,2/62,5=4,8 kg/soat

HCl x3=4,2 ∙36,5/62,5=2,45 kg/soat

Etil xlorid hosil bo’lishi uchun sarflanayotgan xlorid kislota va etilenning miqdorini aniqlaymiz.

Х1 X3 4.2

С2Н4 + НCl C2H5Сl

28 36,5 64,5

C2H4 x1=28 ∙4,2/64,5=1,82 kg/soat

HCl x3=4,2 ∙ 36,5/64,5=2,4 kg/soat

Bu bosqichda yuqorida hosil bo’lgan HCl ishlatiladi. Uning malum miqdori sarflanadi. Shuni hisobga olgan holda HCl ning miqdorini hisoblaymiz:

∑ miHCl = 22,8 + 2,45 – 2,4 = 22,85 kg/soat

Etilenning umumiy miqdorini aniqlaymiz:

∑mi C2H4 =17,5 + 1,88 + 1,82 + 1156,2 = 1177,4 kg/soat

Texnik etilenning tarkibi:

Etilen -99,9%

Metan -0,048%

Etan -0,048%

Propen -0,005%

Texnik etilenning normal sharoitdagi zichliklarini aniqlab olamiz:



2Н4) = 28/22,4 = 1,250 kg/m3

(СН4) = 16/22,4 = 0,714 kg/m3

2Н6) = 30/22,4 = 1,339 kg/m3

3Н6) = 42/22,4 = 1,875 kg/m3

Toza 100% li etilendan DXE olishning hajmiy sarfini aniqlaymiz:

V=1177,4/1,25 = 941,92 m3/soat

Qolgan gazlarning hajmiy sarfi va massaviy sarfini hisoblaymiz:

Propilen : V=941,92 ∙ 0,004/100 = 0,038 m3/soat

mi=0,038 ∙ 1,875 = 0,07 kg/soat

Metan V = 941,92 ∙ 0,048/100 = 0,45 m3/soat

mi = 0,46*0.714=0.32 kg/soat

Etan : V= 941.92*0.048/100=0.45 m3/soat

mi=0.45 ∙ 1,3239 = 0,60 kg/soat

Umumiy etilennning massaviy sarfini aniqlaymiz:

Etilen fraksiyasining massa ulushlari:



%

Etilen: w=1177,4/1178,39 = 99,9%

Propilen: w=0,07/1178,39 = 0,006%

Metan: w=0,33/1178,39 = 0,027%

Etan: w=0,6/1178,39 = 0,051%

II. Xlorning umumiy sarfini aniqlaymiz:



Texnik xlorning tarkibidagi moddalarning massa ulushlarini hisoblaymiz:



(Cl2) = 71/22,4 = 3,17 kg/m3

2O) = 18/22,4 = 0,8 kg/m3

(O2) = 32/22,4 = 1,43 kg/m3

Toza 100% li xlorning hajmiy sarfi:



Texnik xlorning massa ulushi 0.98 % ekanligidan foydalanib uning hajmiy sarfini hisoblaymiz:



Qolgan moddalarning hajmiy va massaviy sarfini aniqlaymiz.

Suv :

Kislorod:




Texnik xlorning massaviy sarfi quyidagicha bo’ladi:

∑mi(Cl2)=mi(Cl2) +mi(O2)+mi(H2O)= 3025,54+27,66+0.008=3053,2 kg/soat

Texnik xlorning massa ulushini hisoblaymiz:



%

Xlor:

suv :

kislorod:

Yuqorida olingan ma’lumotlar asosida material balansini tuzamiz (1-jadval).

1-jadval


1,2-dixloretan olish material balansi

KIRIM

CHIQIM

moddalar

kg/soat

%

moddalar

kg/soat

%

1.Texnik etilen:

Etilen


Popen

Etan


Metan

2.Texnik xlor:

Xlor

Suv


Kislorod

1178.39

1177,4


0,07

0,6


0,32

3053,2


3025,54

0,008


27,66

27,84

72,16


Dixloretan

Trixloretan

Vinilxlorid

Etilxlorid

Chiqib ketuvchi gazlar:

HCl


CH4

O2

H2O

C2H6

C3H6


4088

83,43


4,2

4,2


51,23

22,85


0,32

27,66


0,008

0,62


0,07

96

2

0,01



0,01

0,54


0,008

0,65


0,0002

0,014


0,002

JAMI:

4231,5

100

JAMI:

4231,5

100

ISSIQLIK BALANSI HISOBI

Issiqlik balansini umumiy formula bilan quyidagicha ifodalash mumkin:

Q1 + Q2 + Qreak = Qm + Qy + Qch yoki

Q = ∑G ∙C ∙t

Q1,Q2- texnik etilenning va xlorning issiqligi

Qreak- ekzotermik reaksiya issiqligi

Qm - hosil bo’lgan mahsulotlar issiqligi

Qy - yo’qotilgan issiqlik

Qch - qaynoq kondensat bilan chiqarib yuboriladigan issiqlik.

1. Xom –ashyo va mahsulotning material oqimini hisoblaymiz:

Texnik etilen: Gm=1178,4/28 ∙3600=0,02 kmol/s

Texnik xlor: Gm=3053,2/71 ∙3600=0.012 kmol/s

Dixloretan : Gm=4171,43/99 ∙ 3600=0.012 kmol/s

Qolgan moddalar: Gm=1,55/3600=0,00043 kmol/s

2. Issiqlik hisoblarini olib boorish uchun har bir moddaning o’rtacha molyar issiqlik sig’imi bilishimiz kerak bo’ladi:

C=Ci ∙ xi/100

Bu qiymatlar jadvaldan olinadi.

3. Texnik xlor va etilen uchun temperaturalarni hisoblab olamiz.

T1=25+273=298 K

T2=25+273=298 K

Reaksiya mahsulotlari temperaturasi

T3=55+273=328 K

Qolgan moddalar temperaturasi

T4=55+273=328 K

4. Moddalarning issiqliklarini hisoblaymiz:

Q1=0,02 ∙ 43,6 ∙278 = 242,2 KBt

Q2=0,012 ∙ 33,88 ∙ 278 = 113 KBt

Reaksiya mmahsuloti issiqligi:

Qm=(0,012 + 0,00043) ∙ 79,8 ∙ 328=325,35 KBt

5. Ekzotermik reaksiya issiqligini hisoblaymiz:

С2Н4 52,28 KDj/mol

Cl2 0 KDj/mol

HCl -92,31 KDj/mol

C2H4Cl2 -130,02 KDj/mol

C2H3Cl3 -138,49 KDj/mol

C2H3Cl 31,37 KDj/mol

C2H5Cl -105,0 KDj/mol

Bunda: - kimyoviy reaksiya issiqligi



- mahsulotlar issiqligi

- xom-ashyo issiqligi.

  1. С2Н4+Сl2→C2H4Cl2

= -130,02 – (0+52,28) = -182,3 KDj/mol

  1. С2Н4 + 2Сl2 → C2H3Cl3+НCl

= -138,49 + (-92,31) – 52,28 = -283,08 KDj/mol

3.С2Н4 + Сl2 → C2H3Cl + НCl



= 31,37+(-92,31) – 52,28= -113,22 KDj/mol

4. С2Н4+НСl → C2H5Cl



= -105,0 – (-92,31 + 52,28) = -64,97 KDj/mol

Yuqoridagilarni umumlashtirib reaksiya issiqligini hisoblaymiz.

Qреак=[1000/3600](17,89·182,3+2,4·283,08+0,28·113,22·0,27·64,97)=9109,27 KВt

6.Umumiy issiqlikni aniqlaymiz:

Qum=Qreak + Q1 + Q2=9109,27 + 242,2 + 113 = 9464,5 KBt

7. Issiqlikni atrof muhitga yo’qotilishini 5% deb olamiz:

Qy=9464,5∙0,05=473,225 KBt

8. Reaktordan chiqarib yuborilayotgan issiqlik miqdorini aniqlaymiz:

Qch = Qum - Qy - Qm =9464,5 - 473,225 - 325,35 = 8665,925 KBt

2-jadval


ISSIQLIK BALANSI

KIRIM

CHIQIM

MODDALR

KBt

MODDALAR

KBt

1.Texnik(C2H4)etilen oqimining issiqligi

2.Texnik (Cl2) oqimi issiqligi

3.Ekzotermik reaksiya issiqligi


242,2
113
9109,27

1.Mahsulot va qolgan moddalar issiqligi

2.Atrof muhitga yo’qotilgan issiqlik

3.Chiqarib yuboriladigan issiqlik


325,35
473,225
8665,925

JAMI:

9464,5

JAMI:

9464,5


BO’SHLIQLI REAKTORNING HISOBI

Etilenni suyuq fazada to’g’ridan –to’gri xlorlab 1,2-dixloretan olish uchun

bo’shliqli reaktor qo’llaniladi. Uni xisobini amalga oshiramiz.

Reaktorning ishlab chiqarish quvvatini 2.5 m3 soat/ t deb olamiz. DXE ning miqdorini hisobga olib reaksion zonaning hajmini hisoblaymiz:

GDXE=4 t/soat; V=4*2.5=10 m3

Reaktorning ichki diametrni aniqlaymiz. Reaktor balandligi va diametri orasidagi nisbat H/D=7.1 bo’lishi kerak. Shunga qarab xisoblarni amalga oshiramiz:



;

Shu tenglamani yechamiz:



; =

Reaktorning balandligi quyidagiga teng bo’ladi.

H=1,4 ∙ 7,1=10 m

Demak reaktorning balandligi 10m va ichki diametri 1.4m ekan. Reaktor issiqlik almashinish apparati bilan sovitib turiladi. Uni ham hisoblarini bajaramiz:



  1. Apparatning ichki diametrini hisoblaymiz.

G-moddaning massaviy sarfi

W - tezlik



- zichlik

d =; standart bo’yicha diametrini d=80 mm

deb qabul qilamiz.


  1. O’rtacha temperaturalar farqini hisoblaymiz:

6045

3525

=25



  1. Suvning o’rtacha temperaturasi:



  1. Dixloretanning o’rtacha temperaturasi:

TDXE=30+22=52 JoC

  1. Suvning sarfini aniqlaymiz:

:

Bu yerda: Cs=4190 Dj/K kg

Q = issiqlik miqdori

G

Hajmiy sarfini aniqlaymiz:

V=207/1000=0,21 m3/soat

Issiqlik almashinish yuzasini hisobi:

K800 Вт/(мК) jadval bo’yicha



Suv uchun issiqlik berish koeffitsientini hisoblaymiz:



Bunda: – ekvivalent diametr, m

 – suvning o’rtacha temperaturadagi qovushqoqligi

=996 кг/м

=804Пас





10000 bo’lganda Nusselt kriteriysi quyidagicha hisoblanadi:

(Рr/Prст) 0,25

Prandtl kriteriysi esa quyidagicha hisoblanadi:

Рr =

Bunda –issiqlik o’tkazish koefsienti Вт/(mK)



= 0,601 Вт/(mK)

Рr=

(Рr/Рrст)0,25 temperaturalar o’rtasidagi farqi unchalik katta bo’lmagani uchun

(Рr/Рrст)0,25  1 deb qabul qilamiz.



= 245

Suv uchun issiqlik berish koeffitsientini aniqlaymiz:



Devorning issiqlik o’tkazish koeffitsientini aniqlaymiz:



Jadval bo’yicha (ХХХI) rs, rДХЭ



= 46,5 Вт/(mK) jadval bo’yicha

rs = 5800 Вт/(m2 K)

rДХЭ = 2900 Вт/(m2 K)

= 0,002 mm



Вт/(m2K)

Issiqlik almashinish yuzasini hisoblaymiz:



=

BO’SHLIQLI REAKTORNING MEXANIK HISOBI

1.Obechayka devorining qalinligini hisoblash.

Obechayka devori uchun X18H10T markadagi po’lat materiali tanlanadi. Dastlab tanlangan metallning qarshiligi quyidagi formula yordamida hisoblanadi:





-tanlangan metallning qarshiligi

145MH/m2

chok koeffitsienti

P - material bardosh beradigan bosimi;

P=0,6 Мпa;

D - obechayka devorining diametri;

D = 1,32 m;

C - yillik yemirilish.



Quyidagi shart orqali tekshirib olamiz:

p==0.6 MПa

Shart bajarildi.

2. Dnisha devorining qalinligini hisoblash.

Ellips shakliga ega dnishani hisoblash formulasi:



P=0.6MПa


D=1.32 m

145MH/m2

Ruxsat etiladigan bosimini miqdorini tekshiramiz:

p==0.6 MПa

Bunga ham X18H10T markadagi po’lat tanlangan.

3.Shtutser devorining qalinligini xisobi.



-tanlangan metallning qarshiligi

135 MH/m2

chok koeffitsienti

P-material bardosh beradigan bosimi

P=0.6 МПa

D-shtutser diametri

D=1.2 m

Shtutser devori uchun CT3 materiali tanlangan.



3-rasm. Dixloretan sintez qilish uchun bo’shliqli reaktor.



ATROF MUHIT MUHOFAZASI VA TEXNIKA XAVFSIZLIGI

1,2-dixloretan ishlab chiqarish texnologik jarayonida texnologik jihozlar, elektr qurilmalari xavfsiz ishlashini taminlashdagi asosiy tadbirlar:

a) qurilmalarni eksplutatsiya qilishda va tamirlash ishlarida yong’in xavfsizligi choralariga rioya qilish;

b) texnologik jarayonni belgilangan texnologik sharoit normalarida olib borish;

c) jixoz va kommunikatsiyalarni nosozligi haqida o’z vaqtida ogohlantirish;

d) elektr qurilmalarni qoidasi bo’yicha boshqarish;

e) bosim ostida ishlovchi jihozlar bilan ishlashda ”O’ztexnadzor” qoidalariga roiya qilish;

f) ishlab chiqarish korxonalari havosi, ventiliyaysiya tarmoqlari tizimi ishini doimiy nazorat qilish.

Ishlash va dam olish sharoitlari

1,2-dixloretan olish qurilmasi o’ta xavfli mehnat sharoitli ishlab chiqarish turiga kiradi. Kunduzi ishlovchi xodimlar uchun besh kunlik ish kuni belgilangan, umumiy davomiyligi 36 soatni tashkil etadi. Smenada ishlovchi ishchilarning ish soati 8 soat ga teng.

Ishchilarni himoya qilish vositalari

Nafas olish organlarini himoya qilishda- ВКФ turli filtlovchi protivogaz, shlangli ПШ-1, ПШ-2 protivogazlari, КИП-8 protivogazlari 18% dan kam kislorod va 0.5 % dan ortiq zararli moddalar bo’lgan sharoitlarda qo’llaniladi.

Tanani himoya qilishda – maxsus kiyim (viskoza-lavsan yoki paxtadan tayyorlangan) kiyish.

Maxsus poyabfzal –etik , rezinali yoki charmli botinka.

Boshni himoya qilish uchun – kaska.

Ishlab chiqarish koxonasi havosini normallashtirovchi vositalar va elektr tokidan ximoyalovchi vositalar.

Yong’in xavfsizligi

Yong’in xavfi bo’yicha etilenni to’g’ri xlorlash bilan 1,2-dixloretan olish jarayoni „A” kategoriyasiga taaluqli, chunki unda qo’llanilayotgan yonuvchi gazlarning pastki portlash chegarasi 10 % va suyuqliklarni chaqnash temperaturasi 280 °C tashkil etadi.

Ishlab chiqarishda yong’in va portlash xusuyatiga ega bo’lgan moddalar:

-etilen – portlovchi modda, xavo bilan potlovchi aralashma hosil qiladi. alanganish

temperaturasi 490°C ; CHMM -100 mg/m3. xavo bilan aralashmada portlash chegarasi : pastki -3 % (hajm) yuqori 32% (hajm).

Xlor -yonmaydigan gaz, vodorod bilan yonmaydigan aralashma hosil qiladi. CHMM-1 mg/mі. vodorod bilan aralashnasining portlash chegarasi: pastki -4 % (hajm) yuqori -87% (hajm).

Vodorod xlorid – yonuvchi , portlovchi gaz. CHMM – 5 mg/m3.

Azot- yonmaydigan, portlamaydigan, inert gaz.

1,2-dixloretan – tez alangalanuvchi suyuqlik, bug’lari havo kislordi bilan portlovchi aralashma hosil qiladi. Chaqnash temperaturasi 90°C , alangalinish temperaturasi 430°C; CHMM 10 mg/m3. Havo kislorodi bilan aralashmasini portlash chegarasi : pastki -6.2 % (hajm) yuqori -16% (hajm).

1,1,2-trixloretan – qiyin yonuvchi suyuqlik, bug’lari havo bilan portlovchi aralashma hosil qiladi, chaqnash temperaturasi -290° C, alangalanish temperaturasi

495°C. CHMM -10 mg/m3. Havo kislorodi bilan aralashmasini portlash chegarasi : pastki -8.7 % (hajm) yuqori -17.4% (hajm).

Vinilxlorid –yonuvchi gaz, havo bilan potlovchi aralashma hosil qiladi. Chaqnash temperaturasi 430°C , alangalinish temperaturasi 400°C. CHMM-1 mg/m3.

Yong’in va portlash sabablari

Jihozlardagi bosimni reglament ko’rsatgichidan ko’tarilishi sababli ishlab chiqarish maydonida yonuvchi va potlovchi moddlarni tarqalishidan.

Jihozlardagi temperaturani reglamentda ko’rsatilganidan ko’tarilishi kimyoviy reaksiya tezligini ortishiga sabab bo’ladi, bu esa o’z navbatida kimyoviy jarayon borishini nazorat qilishni , boshqarishni qiyinlashtiradi, jihozlardagi bosimni ko’tarilishiga olib keladi.

Qayta ishlanayotgan moddalar va mahsulotlarni flanesli birkmalardan sizib chiqishi natijasida portlovchi aralashmalar hosil bo’lishi mumkin.

Gazli, olovli, tamirlash ishlari olib borilganda texnika xavfsizligi qoidalarini buzilishi.

Elektr qurilmalarni joylashtirish qoidalarini buzilishi.

Texnologik shart va analitik nazorat normalariga rioya qilmaslik.

XULOSA

1.Berilgan kurs loyiha ishida biz dixloretan ishlab chiqarish texnologiyasini o’rgandik. Dixloretan ishlab chiqarish uchun qanaqangi xom- ashyo kerakligi, ularning fizik-kimyoviy xususiyatlari haqida, tayyor mahsulot va qo’shimcha mashsulotlar , ularning fizik-kimyoviy xossalari xom-ashyo va tayyor mahsulot tavsifi bo’limida keltirilgan.

2. Dixloretan ishlab chiqarishning sanoatda ikki xil usli mavjud. Bu ikki usul o’rtasidagi farq, ularning afzallik va kamchiliklari tomonlari keltirilgan. Bundan tashqari jarayonning asosiy reaksiya tenglamalari, jarayonni olib boorish uchun temperature 49-65°C da bo’lish kerakligi va texnologik jarayonning texnologik sxemasi 1,2-dixloretan ishlab chiqarishning texnologik tavsifi bo’limada keltirilgan.

3. Material balans bo’limida 4000 kg/soat dixloretan ishlab chiqarish qancha miqdorda xom-ashyo kerakligi hisoblangan. Xom –ashyo hisoblangan etilen va xlordan tegishli miqdorda 1178,4 va 3053,2 kg/soat kerak bo’larkan. Bundan tashqari qo’shimcha reaksiya mahsulotlarining miqdori ham hisoblanib moddiy balans jadvaliga kiritilgan .

4. Reaksiyani olib borish uchun qancha miqdorda issiqlik talab etilishi, har bir moddaning issiqliklari va qancha miqdorda issiqlik yo’qotilishi, qanchasi chiqarib yuborilishi issiqlik balansida keltirilgan . Bunga ko’ra 9109,27 KBt issiqlik reaksiya olib boorish uchun sarflanar ekan.

5. Dixloretan ishlab chiqarish uchun qanaqangi reaktor karekligi, uning o’lchamlari va qaysi materialdan tayyorlanganligi asosiy qurilmaning mexanik xisobida keltirilgan. Bunda reaktorning balandligi 10m , diametri 1,4 m ekanligi aniqlandi. Uning korpusi 18X10HT, shtutseri esa CT3 materialidan tayyorlangan. Jarayonda qanaqangi moddalar hosil bo’layotganligi va ularning utilizatsiyasi haqida atrof muhit muhofazasi va texnika xavfsizligi bo’limida keltirilgan.



FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO’YXATI

1. I.A. Karimov “O’zbekiston mustaqillikka erishish ostonasida” o’quv uslubiy qo’llanma. Toshkent 2012.

2. В.С. Тимофеев, Л.А. Серафимов. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Высшая школа., 2003. -536 с.

3. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. Изд. 2-е, пер. М.: Химия, 1988 г. -592 c.

4. Мунгалинский Ф.Ф., Трегер Ю.А., Люшин М.М. Химия и технология галогенорганических соединений – М.: Химия, 1991 – 272 с.

5. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии, учебник для техникумов. – Л.: Химия, 1991 – 352 с.

6. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для ВУЗ ов – Л.: Химия, 1987. – 563 с.

7. Основные процессы и аппараты химической технологии”. Пособие по проектированию / под ред. Ю.Н. Дытнерского. M.: Химия, 1980. - 496 с.

8. Ульянов Б.А., Щелкунов Б.И. «Процессы и аппараты химической технологии. Гидравлика контактных тарелок. Учебное пособие. – Иркутск: Издательство Иркутского университета, 1996. – 160 с.

9. СНиП 41–01–03 Отопление, вентиляция и кондиционирование - М.: Стройиздат, 1991 г. 18. ГОСТ 2.3.02 ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопасности/

10. Основы экологии : Пособие /Автор-сост. Новицкий Ю . В. НовГУ им. Ярослава Мудрого. Великий Новгород, 2003. -139с.

11. N.R.Yusufbekov, H.S. Nurmuhamedov, P.R. Ismatullayev. Kimyo va oziq-ovqat sanoatlarining asosiy jarayon va qurilmalarini hisoblash va loyihalash.

Toshkent, ToshKTI , 2000. -231b

12. WWW.STUDENTBANK. Ru





Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azrefs.org 2016
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə