14. Производство ацетона неполным окислением изопропанола в паровой фазе.

Поток воздуха насыщают парами изопропанола, паровоздушную смесь перегревают до 600⁰С и в контактном аппарате пропускают через слой серебряных сеток, служащих катализатором. Протекают следующие реакции:

(СН₃)₂СНОН + 0,5О₂  (СН₃)₂СО + Н₂О

(СН₃)₂СНОН + 4,5О₂  3СО₂ + 4Н₂О

(СН₃)₂СНОН  С₃Н₆+ Н₂О

Контактные газы быстро охлаждают и из них водой абсорбируют ацетон и уксусную кислоту. Товарный ацетон выделяют ректификацией водного раствора.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему производства ацетона неполным окислением изопропанола в паровой фазе. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

15. Производство гексахлорбензола.

Жидкий хлор испаряют, подогревают до температуры реакции и подают в низ хлоратора. Параллельно подают осущенный бензол. Катализатором служит железная насадка:

С₆Н₆ + 6Сl₂  C₆Cl₆ + 6HCl

С₆Н₆ + 3Сl₂  C₆Н₃Cl₃ + 3HCl

Процесс протекает при температуре кипения бензола, при этом часть бензола испаряется (таким образом снимается тепловой эффект реакции). Отходящие из реактора газы охлаждают, из них конденсируют и отделяют бензол, который возвращают в процесс. Оставшийся хлороводород направляют на получение соляной кислоты. Жидкие продукты, отбираемые с верха реактора, нейтрализуют щелочью, промывают водой и направляют на ректификацию.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему производства гексахлорбензола. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

16. Окислительный пиролиза метана.

Процесс пиролиза проводят при температуре 1400-1500⁰С. Высокая температура создается путем неполного сжигания в реакционной печи некоторой части метана. Раздельно подогретые до 500⁰С метан и технический кислород с высокой скоростью подаются в печь, где протекают следующие реакции:

2СН₄  С₂Н₂ + 3Н₂

СН₄ + 2О₂  СО₂ + 2Н₂О

СН₄  С + 2Н₂

Продукты реакции по выходе из реакционной камеры быстро охлаждают до 80⁰С впрыскиванием воды. Охлажденные газы промывают водой от сажи, сжимают до 1-2 МПа и направляют на абсорбционное выделение ацетилена.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему окислительного пиролиза метана. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

17. Получение аллилового спирта методом щелочного гидролиза хлористого аллила.

Подогретый раствор щелочи и хлористый аллил подают в гидролизер, где при температуре 150-160⁰С и давлении 1, 4 МПа протекают следующие реакции:

СН₂=СН-СН₂Cl + Н₂О  СН₂=СН-СН₂ОН + HCl

2СН₂=СН-СН₂Cl + Н₂О  (СН₂=СН-СН₂ )₂О + 2HCl

Из реакционной массы, которую отводят из верхней части реактора, острым водяным паром отгоняют органические продукты. Товарный аллиловый спирт выделяют азеотропной разгонкой.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему получения аллилового спирта методом щелочного гидролиза хлористого аллила. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

18. Производство азотной кислоты окислением аммиака воздухом.

Атмосферный воздух сжимают до 0,7 МПа, нагревают до 250-270⁰С теплотой нитрозных газов и подают на смешение с аммиаком. Жидкий аммиак испаряют, подогревают, смешивают с воздухом и подают в контактный аппарат, где на платиновом катализаторе протекают реакции окисления:

4NH₃ + 5O₂  4NO + 6H₂O

4NH₃ + 3O₂  2N₂ + 6H₂O

Нитрозные газы с температурой 890-910⁰С отдают теплоту в котле-утилизаторе, доокисляются в специальном полом аппарате и отдают свою теплоту воздуху, поступающему на окисление. Далее газы подают под нижнюю тарелку абсорбера, на верхнюю тарелку которого поступает охлажденный паровой конденсат. Протекают реакции образования азотной кислоты, суммарно выражающиеся уравнением:

2NO + 1,5O₂ + H₂O  2HNO₃

Очищенные газы выбрасывают в атмосферу, с нижней части абсорбера отбирают товарную азотную кислоту.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему производства азотной кислоты окислением аммиака воздухом. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.

19. Получение амилового спирта методом хлорирования пентана с последующим гидролизом хлорпроизводного.

Тщательно осущенный хлор и пентановую фракцию (ПФ) раздельно испаряют и подают в хлоратор, где при температуре 200-300⁰С протекают реакции хлорирования:

C₅H₁₂ + Cl₂  C₅H₁₁Cl + HCl

C₅H₁₂ + 2Cl₂  C₅H₁₀Cl₂ + 2HCl

Из отходящих реакционных газов конденсируют и отделяют продукты, а хлороводород направляют на получение соляной кислоты. Хлорпроизводные разделяют ректификацией и монохлорпентан направляют в гидролизер, где при температуре 100-200⁰С и давлении, достаточном для поддержания смеси в жидкой фазе, происходит взаимодействие с водным раствором щелочи:

C₅H₁₁Cl + NaOH  C₅H₁₀OH + NaCl

Амиловый спирт выделяют ректификацией.

На основании приведенного описания составить и описать функциональную, структурную, операторную и технологическую схему получения амилового спирта методом хлорирования пентана с последующим гидролизом хлорпроизводного. Приведите технологическую классификацию реакции, выберите объекты и инструменты управления ей.