охт (6sem) / labs 6sem / 3лаб формальдегид
.docx
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«МИРЭА – Российский технологический университет»
РТУ МИРЭА
|
Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова |
|
(наименование Института)
|
Кафедра общей химической технологии (ОХТ) |
|
(наименование кафедры)
ОТЧЕТ
о лабораторной работе:
«Получение метаналя (формальдегида) окислительным дегидрированием метанола»
Работу выполнил
Студент группы
Руководитель работы
Москва, МИТХТ 2019
-
Цель работы
Ознакомление с основными закономерностями гетерогенно- каталитического процесса, включающего параллельные и последовательные побочные реакции, с рациональным проведением высокотемпературного экзотермического процесса в автотермическом режиме.
-
Теоретическая часть
Химия процесса. Формальдегид при катализе металлами образуется по двум реакциям: мягким окислением и дегидрированием метанола (указаны величины тепловых эффектов):
CH3OH + 0,5O2 CH2O + H2O 147,4кДж/моль
CH3OH CH2O + H2 - 93,4кДж/моль
Наряду с основными протекают побочные реакции:
CH3OH + 1,5O2 CO2 + 2H2O 575 кДж/моль
CH2O + 0,5O2 HCOOH 270,4 кДж/моль
HCOOH + 0,5O2 CO2 + H2O 14,5 кДж/моль
CH2О CO + H2 1,9 кДж/моль
2CO CO2 + C 172 кДж/моль
Кинетика процесса.
Рис.1 Зависимость равновесных выходов формальдегида от температуры: 1 - по реакции окисления, 2 - по реакции дегидрирования. |
Рис.2 Зависимость степени превращения спирта Х, выхода формальдегида на метанол и селективности образования СН2О на метанол от температуры процесса: 1 - Х, 2 - , 3 - |
-
Описание лабораторной установки
Рис.3 Схема лабораторной установки для получения формальдегида: 1 - испаритель; 2 - контактный аппарат; 3 - холодильник-поглотитель; 4 - дрексель-поглотитель; 5 - диафрагма; 6, 7 - терморегуляторы; 8 – газосчетчик; 9 - дозирующий насос; 10 – дифференциальный манометр; 11 - компрессор; 12 - бюретка .
-
Исходные и экспериментальные данные
Дата __.______.____г.
Концентрация водного раствора
метанола_____% масс.
Плотность водного раствора
метанола при 20ОС _____г/мл
Расход метанола _____мл/ч,г/ч
Поданное в испаритель количество
водного раствора метанола _____мл
Поданный за время опыта объем воздуха _____л
Объем контактного газа, полученный
за время опыта _____л
Заданное соотношение между О2 и СН3ОН _____
Полученное соотношение между О2и СН3ОН _____
Температура в лаборатории _____ОС
Атмосферное давление _____мм.рт.ст.(_____Мпа)
Объем катализатора _____мл
Доля свободного объема _____
Технологические параметры и критерии процесса
Время контактирования _____сек
Конверсия метанола _____%
Выход формальдегида на метанол _____%
Селективность образования
формальдегида на метанол _____%
Интенсивность работы катализатора _____кг/мЗч
Таблица 1
Экспериментальные данные
Вре- мя от нача-ла, мин |
Подача спирта |
Расход воздуха |
Температура, оС |
Расход контактного газа |
|||||||||
Уровень спирта в бюретке, мл |
Разность уровней, мл |
Рас-ход, мл/ч |
Ндм, мм |
л/ч |
В испа-рите-ле |
В реак-торе |
Показ. газо-счетч. л |
Раз-ность,л |
л/ч |
||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vвозд при н.у. = _____л
Vгаза при н.у. = _____л
Таблица 2
Материальный баланс контактного аппарата для получения формальдегида.
Базис расчета_______
Приход |
Расход |
|||||||
Наименование |
л (н.у.) |
г |
% масс. |
Наименование |
л (н.у) |
г |
% масс. |
|
СН3ОН |
|
|
|
СН2О: окислением дегидрированием |
|
|
|
|
Н2О |
|
|
|
|||||
Воздух: |
|
|
|
|||||
Н2О: реакционная введенная с СН3ОН |
|
|
|
|||||
кислород |
|
|
|
|||||
азот |
|
|
|
|||||
СН3ОН |
|
|
|
|||||
Газ: N2 СО2 О2 Н2 СО |
|
|
|
|||||
Невязка баланса |
|
|
|
|||||
Всего |
|
|
100 |
Всего |
|
|
100 |