LOGOWANIE
KWALIFIKACJA CHM6 - CZERWIEC 2023 - ZADANIE PRAKTYCZNE NR 1
KOD ARKUSZA: CHM.06-01-23.06-SG
Podziel się arkuszem z innymi i udostępnij go na Facebooku:
SKRÓCONA TREŚĆ ARKUSZA:
Na podstawie opisu procesu technologicznego oraz wykazu danych technologicznych opracuj kartę technologiczną procesu produkcji kwasu tereftalowego (kwasu benzeno-1,4-dikarboksylowego) - Tabela 1. Uzupełnij informacje związane ze schematem ideowym procesu - Tabela 2. Korzystając z opisu procesu technologicznego produkcji kwasu tereftalowego, uzupełnij informacje dotyczące uproszczonego schematu instalacji - Tabela 3.
Na podstawie wykazu danych technologicznych wykonaj obliczenia dotyczące dobowego zapotrzebowania na surowce, katalizator i rozpuszczalnik do produkcji kwasu tereftalowego - Tabela 4. Uzupełnij wykaz wartości parametrów procesu w wybranych punktach kontroli - Tabela 5.
Na podstawie wyciągu z karty charakterystyki substancji niebezpiecznej uzupełnij wykaz indywidualnych środków ochrony oraz wypisz sposoby udzielania pierwszej pomocy przy kontakcie z kwasem tereftalowym - Tabela 6.
Opis procesu technologicznego produkcji kwasu tereftalowego z p-ksylenu
Chemizm procesu
Kwas tereftalowy otrzymuje się metodą katalitycznego utlenienia p-ksylenu. Reakcja główna tego procesu zachodzi zgodnie z równaniem
+ 2H20 Utlenianie p-ksylenu (1,4-dimetylobenzenu) do kwasu tereftalowego jest procesem katalitycznym w układzie homogenicznym prowadzonym w roztworze kwasu octowego, w którym rozpuszczony jest katalizator np. octan kobaltu i promotor reakcji, np. bromek sodu. Tak dobrany katalizator i promotor reakcji powodują nie tylko zwiększenie jej szybkości, ale również uzyskanie pożądanego produktu (duża selektywność). Podczas utleniania p-ksylenu najpierw powstaje aldehyd, a następnie kwas p-toluilowy (kwas 4-metylobenzenokarboksylowy). Utlenianie kolejnej grupy metylowej przebiega bardzo wolno z uwagi na obecność grupy karboksylowej. W celu przyspieszenia tej reakcji do procesu dodawany jest katalizator i promotor reakcji.
Proces ten nie może być prowadzony w fazie gazowej, ponieważ w przypadku zastosowania wysokiej temperatury istnieje ryzyko rozkładu nietrwałego kwasu tereftalowego. Jako czynnik utleniający może być wykorzystane powietrze lub tlen.
Przebieg procesu utleniania p-ksylenu do kwasu tereftalowego
Proces prowadzony jest w roztworze kwasu octowego, w którym dobrze rozpuszcza się p-ksylen, katalizator i promotor. W kwasie tym rozpuszczają się również produkty reakcji ubocznych. Powstały kwas tereftalowy nie jest rozpuszczalny w kwasie octowym i w miarę powstawania wytrąca się w mieszaninie reakcyjnej. Do reaktora, wykonanego z wysokojakościowej stali stopowej, doprowadzany jest p-ksylen oraz recyrkulujący roztwór katalizatora i promotora w kwasie octowym. Do dolnej części reaktora wprowadzane jest powietrze, jako czynnik utleniający. Powietrze musi być wprowadzone w takim nadmiarze, aby nie została przekroczona dolna granicy wybuchowości p-ksylenu (1,1% objętościowych). Ciepło reakcji utleniania odbierane jest w procesie odparowania p-ksylenu i kwasu octowego. Dodatkowo prowadzi się chłodzenie wodą doprowadzaną do wężownicy reaktora.
Utlenianie p-ksylenu w reaktorze prowadzi się w temperaturze ok. 150°C oraz pod ciśnieniem 1,53 MPa wobec katalizatora, którym jest octan kobaltu. Katalizator użyty jest w ilości 0,4% masowych w stosunku do p-ksylenu. Promotorem użytym do tego procesu jest bromek sodu. Do reaktora zawracany jest strumień nieprzereagowanego p-ksylenu i kwas octowy, odbierany z górnej części reaktora i kierowany poprzez
........
........
