Часть дипломной работы на тему Cопоставление энергоемкости вариантов схем выделения 1,3-бутадиена из бутан-бутадиеновой фракции экстрактивной ректификацией с разделяющим агентом – ацетонитрилом.

Введение:

Бутадиен-1,3 (дивинил) является одним из важнейших многотоннажных мономеров олефинового ряда. Бутадиен - основное сырье для получения синтетических каучуков. Шинная и автомобилестроительная промышленности потребляют суммарно до 75% производных бутадиена, являясь основным конечным потребителем бутадиена. Поэтому прогресс в развитии мирового производства бутадиена в целом будет определяться прогрессом в автомобильной промышленности, в первую очередь в азиатских странах. Интенсивное развитие мировых мощностей по производству бутадиена прогнозируется вплоть до 2020 года. В последующие годы ожидается незначительный дальнейший рост мировых мощностей бутадиена. Объем мировых мощностей бутадиена в 2017 году достиг уровня в 16,32 млн тонн в год.
Таким образом, объектом исследования является выделение 1,3-бутадиена из бутан-бутадиеновой фракции, а его предметом - энергоемкости вариантов схем выделения 1,3-бутадиена из бутан-бутадиеновой фракции экстрактивной ректификацией.
Цель исследования - сопоставление энергоемкости вариантов схем выделения 1,3-бутадиена из бутан-бутадиеновой фракции экстрактивной ректификацией. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
Провести литературный обзор по теме исследования;
…

Фрагмент текста работы:

1. Литературный обзор
1.1 Промышленные способы получения дивинила
Существует множество промышленных способов получения бутадиена (дивинила), отличающиеся между собой экономичностью, числом технологических стадий и видом используемого сырья, основные из них: 
- каталитическое разложение этилового спирта по методу С.В. Лебедева [17];
- из ацетилена по методу Кучерова-Остромысленского [11]; 
- из ацетилена и муравьиного альдегида по методу Реппе [13]; 
- окислительное дегидрирование н-бутана [1]; 
- двух- и одностадийное дегидрирование н-бутана [6]; 
- выделение бутадиена из С4-фракций крекинга и пиролиза жидких нефтепродуктов (нефти) [19].
Впервые в промышленности бутадиен-1,3 был получен по методу С.В. Лебедева в 1932 г. каталитическим разложением этилового спирта. Именно с этого метода началась история развития синтеза мономеров для производства каучуков. Данный процесс описывается уравнением химической реакции:

Реакция протекает в присутствии оксидного катализатора, обладающего дегидрирующим и дегидратирующим действием. Оптимальные условия проведения процесса: Т = 370°С и Р = 0,1МПа. 
Метод С.В. Лебедева состоит из 4 стадий: 
1) получение ацетальдегида дегидрированием этилового спирта:

2) ацетальдегид конденсируется до кротонового альдегида:

3) карбонильная группа, принадлежащая кротоновому альдегиду, восстанавливается водородом и образуется кротиловый спирт:

4) образование бутадиена-1,3, за счет дегидратации кротилового спирта:

Из-за принципиальных недостатков метода, таких как низкая селективность, многостадийность, сложное разделение продуктов реакции и т.д., данный способ перестал быть рентабелен.
Получение бутадиена-1,3 по методу Кучерова-Остромысленского 
В данном методе бутадиен-1,3 синтезирует из ацетилена в несколько стадий: 
1) при Т=92-97°С и Р=0,1МПа, в присутствии катализатора - HgSO4 образуется ацетальдегид за счет гидратации ацетилена (реакция Кучерова);
2) при Т=20°С и в присутствии КОН протекает альдольная конденсация полученного ацетальдегида;
3) затем ацетальдоль подвергается каталитическому гидрированию в бутиленгликоль-1,3 при Т=55—70°С и Р=30МПа;
4) образование бутадиена-1,3 путем дегидратации бутиленгликоля-1,3 при соблюдении условий: Т=270-280°С и Р=0,1 МПа, катализатор Н3РО4 на носителе.
Выход целевого продукта достаточно высокий - 80% от теоретического. Однако, из-за трудности проведения процесса, многостадийности и дороговизны исходных продуктов, данный метод не используется.
Получение бутадиена-1,3 по методу Реппе