Моделирование ХТП

Тест 5 и 6 Процессы алкилирования

Тест 5 Производство синтез газа.

+ стоят правильные ответы

Выберите предельно допустимую концентрацию оксида углерода (мг/г3):
Выберите один ответ.
    30
     2
     20+
     25
     10

Пределы взрываемости водорода с воздухом (%об.):
Выберите один ответ.
    12,5 - 74
     12,5 - 75
     4 - 12,5
     4 - 75+

Способы производства синтез-газа.
Выберите один ответ.
    термическая конверсия углеводородов.
     высокотемпературная конверсия углеводородов.
     термическая и высокотемпературная конверсия углеводородов.
     каталитическая и высокотемпературная конверсия углеводородов.+
     каталитическая и термическая конверсия углеводородов.
     каталитическая конверсия углеводородов.

Использовался ли для производства синтез - газа уголь.
Выберите один ответ.
    нет, ни когда не использовался.
     да, использовался.+
     да, использовался при повышенном давлении и высокой температуре.

Сырье для получения синтез-газа при каталитической конверсии углеводородов.
Выберите один ответ.
    природный газ.
     природный газ и жидкие фракции нефти.+
     жидкие фракции нефти.
     тверые углеводороды.
     жидкие фракции нефти и твердые углеводороды.

Для увеличения степени конверсии метана, при какой температуре ведут процесс получения синтез-газа (град.С):
Выберите один ответ.
    700 - 800
     700 - 900
     800 - 1000
     800 - 900+

Давление используемое при газификации угля в процессе получения синтез-газа (МПа):
Выберите один ответ.
    3 - 4
     1 - 2
     4 - 5
     2 - 3+

Назовите аппараты для проведения конверсии углеводородов при получении синтез-газа.
Выберите один ответ.
    трубчатые печи.+
     трубчатые реактора непрерывного действия.
     трубчатые реактора периодического действия.
     трубчатые реактора.

Взрывоопасные концентрации оксида углерода с воздухом (%об.):
Выберите один ответ.
    7,4 - 12,5
     1,2 - 7,4
     12 - 74
     12,5 - 74+

Способы производства синтез-газа.
Выберите один ответ.
    каталитическая и высокотемпературная конверсия углеводородов.
     каталитическая и термическая конверсия углеводородов.
     каталитическая конверсия углеводородов.+
     термическая конверсия углеводородов.
     термическая и высокотемпературная конверсия углеводородов.
     высокотемпературная конверсия углеводородов.

Тест 6 Процессы алкилирования

Назовите кислоты, которыми катализируется алкилирование олефинами.
Выберите один ответ.
    а-протонные и протонные кислоты.+
     а-протонные кислоты.
     протонные кислоты.

Механизм алкилирования олефинами.
Выберите один ответ.
    Свободнорадикальный механизм.
     Ионный механизм через промежуточное образование карбокатионов.+
     Правильного ответа нет.
     Ионный механизм.

Сущность реакций N-алкилирования.
Выберите один ответ.
    в замещении атомов азота на алкильную группу.
     в замещении атома водорода в аминах на алкильные группы.+
     в замещении атомов азота на атомы водорода.

Алкилирование ароматических углеводородов газообразными олефинами проводят...
Выберите один ответ.
    в трубчатом реакторе.
     в каскаде периодических реакторов.
     в барботажных колоннах.+

Каскад реакторов, используется при алкилировании ароматических углеводородов.
Выберите один ответ.
    нет, не используется.
     используется один реактор непрерывного действия без перемешивающего устройства.
     да, используется.+

Параметры используемые при алкилировании углеводородов олефинами в присутствии фосфорной кислоты и HF: температура (град.С) и давление (МПа):
Выберите один ответ.
    температура 10 - 40, давление 0,1 - 1.+
     температура 100, давление 10.
     температура 10 - 50, давление 1 - 10.

Реакция Фриделя-Крафтса, это...
Выберите один ответ.
    алкилирование по атому азота.
     алкилирование по атому углерода.+
     процессы арилирования.
     алкилирование по атомам кислорода и азота.

В качестве алкилирующих агентов в присутствии хлорида алюминия в промышленности применяют главным образом...
Выберите один ответ.
    простые эфиры.
     хлорпроизводные.-
     олефины и хлорпроизводные.
     олефины.

Органическое соединение используемое для приготовления антифриза.
Выберите один ответ.
    смесь этилового спирта с водой.
     этиленгликоль+.
     этилбензол.
     этиловый спирт.

Возможно ли использование олефинов для N-алкилирования.
Выберите один ответ.
    да, возможно использование.
     возможно использование при высоких температурах и повышенном давлении.
     нет, не возможно использование.+

Направление использования хлорпроизводных.
Выберите один ответ.
    для C-, S-, N- алкилирования.
     для C-, O-, S-, N- алкилирования.+
     для С-алкилирования.
     для С- и О- алкилирования.
     для S- и N- алкилирования.

Укажите параметры алкилирования углеводородов олефинами в присутствии алюмоселикатов и цеолитов: температуру (град.С) и давление (МПа):
Выберите один ответ.
    температура 10 - 40, давление 0,1 - 1.
     температура 225 - 275, давление 2 - 6.
     температура 200 - 400, давление 2 - 6.+

Альфа - оксиды применяются для получения...
Выберите один ответ.
    этиленгликоля и диэтиленгликоля+
     этилбензола и диэтилбензола.
     этиленгликоля и диэтилбензола.
     этилбензола и диэтиленгликоля.

Выберите процессы использующие алкилирующие агенты: "спирты и простые эфиры".
Выберите один ответ.
    C-, O-, S-, N- алкилирование.+
     C-, S-, N- алкилирование.
     C-, O- алкилирование.
     C-алкилирование.
     S-, N- алкилирование.

Дайте определение процессу аммонолиза.
Выберите один ответ.
    это S-алкилирование.
     это С-алкилирование.
     это N-алкилирование.+

Катализаторы используемые при алкилировании углеводородов олефинами.
Выберите один ответ.
    хлорид алюминия и цеолиты.+
     серная кислота и цеолиты.
     хлорид алюминия.
     хлорид алюминия, серная кислота и цеолиты.

Катализатор используемый при алкилировании ароматических углеводородов.
Выберите один ответ.
    хлориды и сульфиды металлов.
     серная кислота.
     хлорид алюминия.+

Алкилирование по атому углерода состоит в ...
Выберите один ответ.
    замещении на алкильную группу атома углерода, находящегося при атоме водорода.
     замещении на алкильную группу атома водорода, находящегося при атоме углерода.+

Дайте определение процессам алкилирования.
Выберите один ответ.
    Это процессы введения алкильных групп в молекулы органических и некоторых неорганических веществ.+
     Это процессы введения алкильных групп в молекулы органических и неорганических веществ.
     Это процессы введения метильных групп в молекулы органических и неорганических веществ.

Трубчатый реактор применяется для алкилирования ароматических углеводородов.
Выберите один ответ.
    правильный ответ отсутствует.
     применяется только периодический реактор с перемешивающим устройством.
     применяется трубчатый реактор.+
     не используется.

Катализатор используемый при алкилировании ароматических углеводородов.
Выберите один ответ.
    хлориды и сульфиды металлов.
     хлорид алюминия.+
     серная кислота.

Направление использования этилбензола.
Выберите один ответ.
    для получения изопропилбензола.
     для получения стирола+
     для получения диэтилбензола.

Простые и сложные эфиры используются в качестве алкилирующих агентов.
Выберите один ответ.
    только сложные эфиры.
     только простые эфиры.
     не могут использоваться.
     да, используются.+

 

Основные понятия по моделированию

В соответствии с классификацией основных процессов химической технологии по способу создания движущей силы процесса выделяют следующие группы процессов: гидромеханические, тепловые, массообменные, механические и химические.
Химико-технологический процесс складывается из совокупности физических и химических явлений. Основные стадии процесса:
-подвод исходных реагентов в зону реакции (совершается путем молекулярной диффузии, конвекции, абсорбции, десорбции, конденсации, испарения и т.п.)
-химические реакции (в системах обычно протекают несколько последовательных или параллельных реакций, приводящих к образованию целевых (основных) и побочных продуктов реакции); расчеты химико-технологических процессов проводятся обычно с учетом основных реакций, определяющих количество и качество получаемых целевых продуктов;
-отвод продуктов реакций из зоны реакции (осуществляется также как и подвод реагентов за счет диффузии, конвекции или путем перехода вещества из одной фазы в другую).
Скорость протекания каждой стадии технологического процесса может лимитировать общую скорость процесса.
Если общая скорость лимитируется скоростью протекания химической реакции, то процесс протекает в кинетической области; скорость процесса в этом случае можно повысить, изменяя температуру протекания процесса, концентрации исходных реагентов, или использую катализаторы – вещества ускоряющие протекание химических реакции.
Если скорость процесса лимитирует подвод или отвод реагентов, то процесс проходит в диффузионной области. Скорость таких процессов можно повысить за счет турбулизации потоков, прибегая к перемешиванию, повышая температуру или концентрацию.

Классификация химических процессов и реакторов

Химические реакции, составляющие основу ХТП, подразделяются по сложности: на простые и сложные (последовательные и параллельные); по типу взаимодействия реагентов: на гомолитические (окислительно-восстановительные) и гетеролитические (кислотно-основные); по тепловому эффекту: экзо- и эндотермические (с выделением и поглощением тепла соответственно) и др.
Химико-технологические процессы классифицируют по целому ряду признаков: по наличию катализатора, по фазовому состоянию реагентов и катализаторов, по характеру протекания процесса, по гидродинамическим признакам по температурному режиму и др.
Реакционные аппараты, предназначенные для осуществления химических процессов, принято подразделять по следующим признакам: по характеру действия, по гидродинамическим режимам в аппарате; по термодинамическим признакам; по фазовому состоянию регентов и катализаторов; по состоянию катализатора; по давлению и др. Рассмотрим некоторые классификационные признаки.
-По наличию катализатора выделяют каталитические и некаталитические. Первые из них протекают в присутствии катализаторов – веществ, ускоряющих химические превращения, что позволяет проводить процессы в более мягких условиях (снизить температуру), повысить выход целевого продукта и т.п. Некаталитические процессы протекают, как правило, при высоких температурах.
-По фазовому состоянию процессы подразделяются на гомогенные (когда все веществ находятся в одной фазе) и гетерогенные (две и более фаз – Г-Ж, Г-Т, Ж-Т; в эту группу входят и гомогенные реакции, протекающие на границе раздела фаз, например реакции на твердом катализаторе)
-По характеру протекания процесса во времени различают процессы периодические и непрерывные. (см. классификацию по ПАХТ)
-По гидродинамическому режиму различают два предельных случая перемешивания реагентов и продуктов реакции: полное смешение и идеальное вытеснение; на практике в аппаратах не реализуются идеальные режимы и имеет место режим, близкий к одному из них и занимающий промежуточное место между ними - режим частичного перемешивания. Если рассмотреть реакторы (рис.1) с учетом данной классификации, то можно отметить следующие их конструкционные особенности. Реакторы полного (или частичного смешения) представляют собой аппараты с перемешивающими устройствами (мешалками) кубового (емкостного) типа, когда диаметр и длина (высота) аппарата соизмеримы. Аппараты полного вытеснения (последующие слои вытесняют предыдущие без продольного перемешивания) представляют собой трубчатые реакторы большой длины и малого диаметра (змеевик).

-Тепловой эффект. Любая химическая реакция сопровождается выделением или поглощением тепла и в соответствии с первым законом термодинамики тепловой эффект реакции (Q) равен изменению внутренней энергии системы (ΔU) и работы (А), совершаемой системой при изменении ее объема в результате протекания реакции (расширение или сжатие), а при постоянном объеме определяется только первым параметром. По тепловому эффекту выделяют реакции, идущие с выделением тепла (экзотермические) или с поглощением тепла (эндотермические). Тепловой эффект реакции зависит от агрегатного состояния исходных веществ и продуктов реакции, а также от температуры. В случае изменения агрегатного состояния при расчете теплового эффекта учитывают теплоту фазового перехода (теплота испарения, конденсации, плавления, затвердевания). Тепловой эффект реакций определяют экспериментально или вычисляют, используя закон Гесса (следствие первого закона термодинамики), согласно которому тепловой эффект химической реакции простых веществ зависит от исходного и конечного состояния системы и не зависит от пути по которому протекает реакция. Определяют его как разность сумм теплот образования продуктов реакции и исходных веществ:
(1)

разность сумм теплот образования продуктов реакции и исходных веществ

или как разность сумм теплот сгорания исходных веществ и продуктов реакции. При расчетах используют теплоты образования и сгорания для стандартного состояния веществ, найденные в справочной литературе. Суммарный тепловой эффект химического процесса, описываемого несколькими химическими реакциями, определяется с учетом этого параметра для каждой реакции и зависит от глубины превращения.

С учетом общего теплового эффекта процесса определяется его температурный режим, технологическая схема и конструкция реактора.
- По температурному режиму (по термодинамическим признакам) реакторы и протекающие в них процессы подразделяют на изотермические, адиабатические и политротические (программно-регулируемые).
В изотермических реакторах температура постоянна во всем реакционном объеме (в любой части аппарата) за счет отвода или равномерного распределения тепла для экзотермических реакций или за счет подвода тепла для эндотермических процессов (за счет равномерного подвода или отвода тепла в зависимости от знака теплового эффекта реакции). Идеальный изотермический режим реализуется только в аппаратах полного смешения.
В адиабатических реакторах процесс протекает без теплообмена с внешней средой (без подвода или отвода тепла). При этом температуры исходных веществ и продуктов реакции будут отличаться с учетом знака теплового эффекта (для экзотермических – выше температура продуктов реакции; для эндотермических – выше температура исходных веществ). Идеальный адиабатический режим возможен только в аппаратах идеального вытеснения при полной изоляции от внешней среды.
В политропических реакторах для предотвращения значительного перепада температур в аппарате обеспечивается теплообмен реактора с внешней средой т.е. осуществляется либо подвод тепла в зону реакции (для эндотермических процессов), либо отвод тепла (для экзотермических). Промышленные реакторы имеют в большинстве своем политропический температурный режим. Теплообмен с внешней средой в таких процессах может осуществляться непрерывно или ступенчато. В первом случае поверхность теплообмена размещена непосредственно в зоне реакции; во втором – вне зоны реакции в специальных межсекционных устройствах. Для организации теплообмена используют чаще всего различного рода теплообменные устройства (встроенные или выносные теплообменники), приведенные на рис. 2.
-Для гетерогенных процессов в зависимости от направления потоков реагентов или катализаторов различают прямоточные, противоточные или ступенчато-противоточные реакторы (в последнем случае катализатор последовательно перемещается от одной ступени к другой в противотоке с исходным сырьем). Данная классификация необходима для определения характера изменения движущей силы процесса по высоте (длине) аппарата.
-Для процессов, протекающих в газовой фазе характерны повышенные давления. В этой связи предусмотрено деление реакторов по давлению на аппараты низкого (до 10 МПа), высокого (до 100 МПа) и сверхвысокого давления. С учетом давления определяется и конструктивное оформление аппарата.
-По назначению предусмотрено деление аппаратов с учетом процесса, протекающего в них, например реактор каталитического крекинга, реактор риформинга, реактор алкилирования и т.д.

Схемы теплообменных устройств реакторов:

Схемы теплообменных устройств реакторов:


Рис. 2. Схемы теплообменных устройств реакторов:
а – наружная рубашка;
б - встроенный внутренний змеевик;
в - встроенный теплообменник из прямых труб;
г – встроенный спиральный элемент;
д - выносной конденсатор;
е - выносной теплообменник,
Потоки: ИВ - исходные вещества; ПР - продукты реакции; Т - теплоноситель


   

Меделирование химико-технологических процессов

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ
Кафедра технологии полимеров и композитов
ТЕМЫ КУРСОВЫХ РАБОТ



1. Методы анализа поведения химико-технологических систем. Предварительная обработка информации.
2. Методы анализа поведения химико-технологических систем. Корреляционный анализ.
3. Методы анализа поведения химико-технологических систем. Дискриминантный анализ.
4. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. Построение математических моделей на основе полного факторного эксперимента.
5. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. Построение математических моделей на основе дробного факторного эксперимента.
6. Методы анализа поведения химико-технологических систем. Системный анализ.
7. Методы анализа поведения химико-технологических систем. Регрессионный анализ.
8. Методы анализа поведения химико-технологических систем. Кластерный анализ.
9. Методы анализа поведения химико-технологических систем. Дисперсионный анализ.
10. Методы анализа поведения химико-технологических систем. Оценка однородности и воспроизводимости информации.
11. Изучение кинетики реакции коксования из нефтяного сырья (гудрон 1) методами математического моделирования.
12. Изучение кинетики коксования из нефтяного сырья (гудрон 2) методами математического моделирования.
13. Изучение кинетики реакции коксования из нефтяного сырья (ближневосточная нефть) методами математического моделирования.
14. Изучение кинетики реакции коксования из нефтяного сырья (тяжелый газойль каталитического крекинга) методами математического моделирования.
15. Изучение кинетики пиролиза пропана методами математического моделирования.
16. Изучение кинетики реакции алкилирования бензола пропиленом методами математического моделирования.
17. Изучение кинетики реакции каталитического окисления пропилена методом математического моделирования.
18. Изучение кинетики реакции каталитического окисления бензола в малеиновый ангидрид методами математического моделирования.
19. Изучение кинетики реакции термического разложения этана методами математического моделирования.
20. Изучение кинетики реакции термического разложения метана методами математического моделирования.
21. Изучение кинетики реакции каталитического окисление о-ксилола методами математического моделирования.
22. Изучение кинетики реакции окислительного аммонолиза о-ксилола методами математического моделирования.
23. Изучение кинетики окисления н-бутена методами математического моделирования.
24. Изучение кинетики реакции жидкофазного каталитического окисления нафталина методом математического моделирования.
25. Изучение кинетики реакции жидкофазного каталитического окисления п-ксилола методом математического моделирования.
26. Изучение кинетики реакции полимеризации этилена при средних давлениях с инициатором.
27. Изучение кинетики реакции полимеризации этилена при средних давлениях на твердых катализаторах.
28. Изучение кинетики реакции инициированного окисления полиэтилена.
29 Изучение кинетики реакции инициированного окисления полипропилена.
30. Изучение кинетики реакции инициированного окисления сополимера пропилена с этиленом.

   

Cтраница 2 из 2

Яндекс.Метрика Rambler's Top100