Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск

Разработка реакционно-ректификационного процесса получения окиси мезитила. II. Анализ статики и моделирование процесса

https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-2-23-32

Полный текст:

Аннотация

С использованием результатов выполненного ранее исследования физико-химических свойств реакционной системы процесса получения окиси мезитила проведен анализ статики совмещенного варианта организации указанного процесса. Показано, что практический интерес представляют режимы проведения процесса, соответствующие первому заданному разделению. При этом выделены предельные стационарные состояния, характеризующиеся максимальной конверсией ацетона, селективностью и выходом целевого продукта – окиси мезитила. Доказана возможность практической реализации предельного стационарного состояния реакционно-ректификационного процесса получения окиси мезитила, обеспечивающего практически полную конверсию ацетона с выходом окиси мезитила, приближающимся к 100%. Предельному стационарному состоянию отвечает реакционно-ректификационный процесс с отбором единственного продуктового потока. Для режима проведения совмещенного процесса, отвечающего выделенному предельному стационарному состоянию, предложена принципиальная технологическая схема получения целевого продукта. Путем расчетного исследования установлено, что наиболее рациональным вариантом организации реакционного узла является использование в нем единственного аппарата – реакционно-ректификационной колонны. В программном пакете Aspen Plus® построена модель процесса и посредством вычислительного эксперимента проведена ее структурная и параметрическая оптимизация, в результате которой установлены статические параметры технологической системы, а также характеристики аппаратов, позволяющие получать в реакционно-ректификационной колонне продукт необходимого качества с выходом, приближающимся к 100%. При этом показано, что при моделировании химико-технологической системы необходимо использовать различные наборы параметров базового уравнения, используемого для описания фазового равновесия. Так, для расчета реакционно-ректификационной и ректификационных колонн следует применять параметры фазового равновесия жидкость–пар для системы окись мезитила–вода, а при расчете флорентийского сосуда для указанной смеси необходимо использовать параметры, соответствующие равновесию жидкость–жидкость. Применение же единого набора параметров базового уравнения приводит к существенным погрешностям и неадекватному описанию процесса получения окиси мезитила посредством конденсации ацетона.

Об авторах

М. А. Яхьяев
МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова
Россия

аспирант кафедры химии и технологии основного органического синтеза

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86



В. С. Гутенков
Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии
Россия

аспирант кафедры технологии органических веществ

111024, Россия, Москва, шоссе Энтузиастов, д. 23



К. А. Кардона
Национальный университет Колумбии (Институт биотехнологии и агропромышленности)
Колумбия

доктор философии, профессор кафедры химической инженерии

штаб-квартира Манизалес, Манизалес-Кальдас, Колумбия



Ю. А. Писаренко
МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова
Россия

доктор технических наук, профессор кафедры химии и технологии основного органического синтеза

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86



Список литературы

1. Яхьяев М.А., Гутенков В.С., Писаренко Ю.А. Разработка реакционно-ректификационного процесса получения окиси мезитила. I. Моделирование кинетики и фазовых равновесий в реакционной системе // Тонкие химические технологии. 2018. Т. 13. № 5. С. 5–13.

2. Thotla S., Agarwal V., Mahajani S.M. Simultaneous production of diacetone alcohol and mesityl oxide from acetone using reactive distillation // Chem. Eng. Sci. 2007. V. 8. № 62. P. 5567–5574.

3. Писаренко Ю.А., Серафимов Л.А., Кулов Н.Н. Основы анализа статики реакционно-ректификационных процессов с несколькими химическими реакциями // Теор. основы хим. технол. 2009. Т. 43. № 5. 1–18.

4. Айнштейн В.Г., Захаров М.К., Носов Г.А. Процессы и аппараты химической технологии. Общий курс. М.: Лаборатория знаний, 2014. 1758 с.

5. Stringaro J.P. Catalyzing fixed bed reactor: pat. US 5470542 USA. – № 08/265,586; filed 23.06.1994; publ. 28.11.1995.

6. Gelbein A.P., Buchholz M.W. Process and structure for effecting catalytic reactions in distillation structure: A.c. EP 0428265 B1 EPC. – № 19970226; filed 13.11.1989; publ. 26.02.1997.

7. Фролкова А.К. Теоретические основы разделения многокомпонентных многофазных систем с использованием функциональных комплексов: дис. … д-ра техн. наук. Москва, 2000. 364 с.

8. Фролкова А.В., Меркульева А.Д., Гаганов И.С. Синтез схем разделения расслаивающихся смесей: Современное состояние проблемы // Тонкие химические технологии. 2018. Т. 13. № 3. С. 5–55.

9. Верховская З.Н., Клименко М.Я., Залесская Е.М., Бычкова И.Н. Синтез диацетонового спирта и окиси мезитила на ионообменных смолах // Хим. пром. 1967. № 7. C. 20–23.


Дополнительные файлы

1. Рис. 5. Изменение конверсии ацетона на выходе из реакционного узла в зависимости от доли катализатора, расположенного в реакционно-ректификационной колонне.
Тема
Тип Research Instrument
Посмотреть (28KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Яхьяев М.А., Гутенков В.С., Кардона К.А., Писаренко Ю.А. Разработка реакционно-ректификационного процесса получения окиси мезитила. II. Анализ статики и моделирование процесса. Тонкие химические технологии. 2019;14(2):23-32. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-2-23-32

For citation:


Yakhyaev M.A., Gutenkov V.S., Cardona C.A., Pisarenko Y.A. Development of Reaction-Rectification Process of Obtaining Mesityl Oxide. II. Analysis of Statics and Modeling of the Process. Fine Chemical Technologies. 2019;14(2):23-32. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-2-23-32

Просмотров: 62


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)