Синтеза этиламина

Анализ реакции синтеза этиламина, характеристика и свойства вещества. Расчёт расходных теоретических и практических коэффициентов. Материальный баланс синтеза целевого продукта и его тепловой баланс. Порядок реакции и технологическая схема процесса.
Краткое сожержание материала:

74

мИнИстерство оБРАЗОВАНИЯ И науки украИнЫ

харЬкОвский нацИональнЫй унИверситет

имени В.Н. Каразина

Кафедра химической технологии

КУРСОВАЯ РАБОТА НА ТЕМУ:

СИНТЕЗА ЭТИЛАМИНА

Выполнил: студент

Группы Х -125

Дорохов А.П

Руководитель: доцент, к.х.н.

Сорокин Н. В.

ХАРЬКОВ 2011

Содержание

Введение

1. Расчет расходных коэффициентов

1.1 Расчет теоретических расходных коэффициентов

1.2 Расчет практических расходных коэффициентов

2. Материальный баланс

2.1 Расчет теоретического материального баланса

2.2 Расчет практического материального баланса

3. Энергетический (тепловой) баланс синтеза этиламина и расчет поверхности теплообмена

4. Термодинамические расчеты получения этиламина

4.1 Термодинамический анализ основной реакции и расчет констант равновесия

4.2 Эмпирические методы расчета тепловых эффектов

4.2.1 Расчёт теплоты сгорания газообразных веществ по уравнению Коновалова

4.2.2 Расчет теплоты сгорания веществ находящихся в жидком состоянии по уравнению Караша

4.2.3 Расчет теплоты образования веществ по энергиям связи

4.3 Расчет равновесного состава реагирующих веществ

5. Кинетические расчеты

5.1 Определение порядка реакции

5.2 Расчет активационных параметров синтеза, составление кинетической модели

6. Схема основного аппарата и его описание

7. Технологическая схема получения целевого продукта и ее описание

Вывод

Список литературы

Введение

Данная курсовая работа является анализом реакции синтеза этиламина. Её целью является:

1) применение теоретических знаний по инженерной химии для практических расчетов промышленных технологических процессов;

2) развитие навыков ведения самостоятельной работы с литературой и справочниками.

Этиламин (C₂H₅NH₂/C₂H₇N).

Получение: этиламин получают различными методами.

1) Газофазный синтез из спиртов и аммиака:

CH₃CH₂OH + NH₃ CH₃CH₂NH₂ + H₂O

2) Реакция Гофмана:

CH₃CH₂I + NH₃ > [CH₃CH₂NH₃]I CH₃CH₂NH₂

3) Расщепление амидов кислот:

CH₃CH₂ONH₂ + KBrO > CH₃CH₂NH₂ + CO₂ + KBr

4) Восстановление нитросоединений:

CH₃CH₂NO₂ + LiAlH₄ > CH₃CH₂NH₂ + H₂O

5) Восстановление нитрилов:

CH₃-CN + H₂ CH₃CH₂NH₂

Физические свойства:

Показатель Этиламин (С₂Н₅NН₂)

Молярная масса 45,09

Т _пл., ^oС -81,0

Т _кип., °С 16,6

t_крит, °С 183,2

р_крит, МПа 55,5

рН 0,1 н. водного р-ра 11,9

Т_{самовоспл.}, °С 555

Этиламин представляет собой бесцветную жидкость. Смешивается с водой во всех пропорциях с выделением тепла и дает сильнощелочной раствор (на лакмус и фенолфталеин); водный раствор мало прочен, и кипячением этиламин можно совершенно удалить из раствора.

Химические свойства: этиламин - сильное основание. Нейтрализует кислоты с такой же энергией, как и аммиак: при соединении этиламина с серной кислотой выделятся 28,35 калорий, для аммиака же 28,15 калорий.

CH₃-CH₂-NH₂ + H₂SO₄>[CH₃-CH₂-NH₃]₂SO₄

Этиламин вытесняет аммиак из аммиачных солей, если действуют большим избытком этиламина и смесь выпаривают досуха. Реакции водных растворов этиламина вообще сходны с реакциями аммиака, т. е. могут осаждать из солей металлов гидраты окисей, образовать двойные соли или соединения, подобные аммиачно-металлическим. Этиламин растворяет гидрат глинозема: водная окись меди менее растворима в этиламине, чем в аммиаке. Двухлористое олово, обработанное аммиаком, дает осадок, с трудом растворимый в избытке реактива, между тем как осадок, образованный этиламином, легко растворим. Дает осадок с фосфорно-молибденовой кислотой. С гипогалогенами дает хлористые, бромистые и йодистые производные.

CH₃CH₂NH₂ + 2NaOCI > CH₃CH₂NCI + 2NaOH

Азотистая кислота разлагает этиламин на азотисто-этиловый эфир и азот:

C₂H₅NH₂ + НNO₂ = C₂H₅NO₂ + H₂O + N₂.

Соли этиламина сходны с соответствующими аммиачными солями (1 атом водорода замещен этиловой группой С₂H₅). Они растворимы в абсолютном алкоголе [3].

Применение: этиламин применяют в производстве пестицидов (например: симазин, атразин, цианазин и др.), ингибиторов коррозии (например: N,N-диэтилмочевина, динитробензоат диэтиламина и др.), лекарственных веществ (например: новокаин, кордиамин и др.), катализаторов синтеза полиуретанов.

Также этиламин используют для получения пластификаторов, текстильно-вспомогательных веществ, антиобледенительных композиций, ускорителей вулканизации каучука.

Действие на организм:

Этиламин в больших концентрациях оказывает вредное влияние на печень, почки, нервную систему; раздражает кожу, слизистые оболочки глаз, верхних дыхательных путей.

Триэтиламин (C₆H₁₅N/(C₂H₅)₃N)

Способы получения: аналогичны этиламину.

Физические свойства:

Показатель Триэтиламин ((C₂H₅)₃N)

Молярная масса 101,19

Т _пл., ^oС -114,7

Т _кип., °С 89,4

t_крит, °С 258,9

р_крит, МПа 30

рН 0,1 н. водного р-ра 11,8

Т_{самовоспл.}, °С 510

Бесцветная жидкость со специфическим аммиачным запахом. Неограниченно смешивается с водой, хорошо растворяется в этаноле и других органических растворителях. Триэтиламин образует азеотропную смесь с этанолом (51% по объему триэтиламина, Т_кип.=76,9 °С).

Химические свойства: аналогичны этиламину.

Окисление триэтиламина:

(CH₃-CH₂)₃N (CH₃-CH₂)₃N>O

Триэтиламин алкилируется спиртами до четвертичных аммониевых солей (из алкилгалогенидов).

Применение:

Триэтиламин используется для производства жидких ракетных топлив, антисептиков, древесины, олигомеров, стабилизаторов трихлорэтилена.

Ацетальдегид (C₂H₄O).

Способы получения:

1. Окисление спиртов:

CH₃-CH₂-OH CH₃-COH

2. Гидратацией ацетилена в присутствии солей Hg (реакция Кучерова). Поскольку ацетальдегид самопроизвольно окисляется в уксусную кислоту, его стабилизируют гидрохиноном, триэтаноламином или др.

2. Гидрирование алкинов:

CHCH + H₂O CH₃-COH

3. Прямое присоединение CO и H₂O к олефинам:

CH₄ + CO + H₂O = CH₃-COH

СВОЙСТВА АЦЕТАЛЬДЕГИДА:<...