Руслан Жасмин Руслановна хи 301
жүктеу/скачать 292.18 Kb.
|
|
Руслан Жасмин Руслановна ХИ 301 Кіріспе Жаңартылмайтын табиғи шикізатты (мұнай, көмір, тақтатас, шымтезек, көмірсутекті газдар және басқалары) және өсімдік және жануар тектес жаңартылатын шикізатты тиімді химиялық өңдеу проблемасы біздің заманымыздың химиялық технологиясында өте маңызды. Бұл ретте химиялық процесс шикізатты мақсатты өнімдерге қайта өңдеудің маңызды кезеңі болып табылады. Қазіргі уақытта әлемде негізгі органикалық және мұнай-химия синтезі өнімдеріне жатқызылған және құнды химиялық және физика-химиялық қасиеттері бар көптеген органикалық қосылыстар синтезделді. Олардың көпшілігі мақсатты өнімдер, ал басқалары полимерлер, дәрілік және басқа заттар өндірісіндегі жартылай өнімдер. Олардың әрқайсысына деген қажеттілік әлемде де, Қазақстанда де жылына ондаған және жүздеген мың тоннаны құрайды. Негізгі органикалық және мұнай-химия синтезі саласының негізгі мақсаты-мономерлердің, еріткіштердің, синтезге арналған бастапқы өнімдердің үлкен ассортиментін алу Өндірістің ерекшеліктері технологияның тиімділігі жоғары және олефинді 99% - ға дейін конверсиялау кезінде моноалкилбензол бойынша дифференциалды селективтілік 91% - ға жетеді. Бензолды бір өту үшін конверсиялау - 30-40% құрайды. Процесс барысында пайда болған диалкилбензолдың жанама өнімдері алкилдену реакциясын пералкилдену реакциясымен біріктіру арқылы мақсатты өнімді алу үшін қолданылады. Бензолды толық пайдалануды қамтамасыз ету үшін қайта өңдеу принципі қолданылады. Бұл технологияға тән ерекшелік реакторлық және бөлуші кіші жүйелерді қамтитын бірнеше рециркуляциялық циклдердің болуы болып табылады. Бұл жағдайда олар шикізатты толық пайдалануға бағытталған - бензолды қайта өңдеу, мақсатты изопропилбензолды алу үшін жанама өнімдерді пайдалану. Технология реакция жылуын пайдалану арқылы энергияны аз пайдаланады. Технологияның маңызды кемшілігі-бұл суды көп тұтыну, ол приготаларға келеді. Технология бір сатылы және үздіксіздікпен сипатталады. Бензол және олефиндер немесе олефин – парафин фракциясы арзан және қолжетімді шикізат болып табылады. Технология жоғары тиімді және олефинді 99% -ға дейін түрлендіру кезінде моноалкилбензол үшін дифференциалды селективтілік 91% жетеді. Бір өтуде бензолдың конверсиясы 30-40% құрайды. Процесс барысында түзілетін диалкилбензолдың қосалқы өнімдері алкилдену реакциясын трансалкилдену реакциясымен біріктіру арқылы мақсатты өнімді алу үшін қолданылады. Бензолды толық пайдалануды қамтамасыз ету үшін қайта өңдеу принципі қолданылады. Бұл технологияның тән ерекшелігі реакторды және бөлудің ішкі жүйелерін қамтитын бірнеше рециркуляциялық циклдердің болуы болып табылады. Бұл ретте олар шикізатты толық пайдалануға бағытталған – бензолды қайта өңдеу, жанама өнімдерді пайдалану үшін мақсатты моноалкилбензолды алу (қалдықтарды толық пайдалану принципі) – диалкилбензолды қайта өңдеу, пайдалану тиімділігін арттыру. процесс – каталитикалық кешеннің оңтайлы құрылымын қамтамасыз ететін бензол, ди- және полиалкилбензолдарды қайта өңдеу. Бұл рециркуляциялық ағындарды ұйымдастыру реакциялық қоспадан барлық өнімдерді толық оқшаулау принципін жүзеге асыру есебінен мүмкін болады. Технология реакциялық жылуды пайдалану есебінен энергияны аз тұтынуға ие, дегенмен бұл энергия өзінің төмен потенциалына байланысты жеткілікті түрде пайдаланылмайтынын атап өткен жөн. Алюминий хлориді катализаторлары негізіндегі сұйық фазалық алкилдеу технологиясының елеулі кемшілігі сілтілі ерітінділерді дайындау және скрубберлерде жуу үшін пайдаланылатын және қышқыл, сілтілі немесе тұзды ағынды суларға айналатын судың көп шығыны болып табылады.Бұл технология алдын ала тазартуды қажет етеді. шикізатты қоспалардан және оның құрамындағы су 0,002–0,005% дейін гетероазеотропты кептіру. Жемде қалдық ылғалдың мұндай мөлшерінің болуы алюминий хлоридінің ішінара гидролизінен қажетті катализатор белсенділігіне және белсендірілген кешеннің түзілуіне қол жеткізу үшін қажетті аз мөлшерде хлорсутек түзуге мүмкіндік береді. Бұл процесс сұйық фаза болып табылады және энергияның айтарлықтай мөлшерінің бөлінуімен жалғасады. Қарастырылып отырған өндірістің экологиялық тазалығын арттыру үшін қышқыл және сілтілі суларды өзара бейтараптандыруды ұйымдастырған жөн. Ол үшін қышқыл мен сілтінің белгілі бір арақатынасы байқалатындай жағдай жасау керек. Бұл жағдайда қарастырылған технология қолайлы болады. Айта кету керек, алюминий хлоридінің ерітіндісі (жұмсалған катализатор) мұнай өңдеу және целлюлоза-қағаз өнеркәсібінде ағынды суларды тазарту үшін коагулянт ретінде пайдаланылуы мүмкін. Осы процесте өндірілген шайыр қазіргі уақытта отын ретінде пайдаланылады. Дегенмен, бұл оны пайдаланудың ең жақсы жолы емес, оны құрылыста тиімдірек қолдануға болады. Бұл технологияның негізгі кемшілігі - конденсатордағы сумен жойылатын реакция жылуының қалпына келмеуі. Бастапқы деректер 1. Тауарлы өнім бойынша жылдық өнімділік, тонна 124000; 2. Жылдағы үздіксіз жұмыс сағатының саны 8520; 3. PMA құрамы 1кесте; 4. Бензолдың айналу дәрежесі, 60%; 5. Пропиленнің айналу дәрежесі, 70%; 6. Салқындату үшін промо судың температурасы, 250С; 7. Кестенің негізгі материал ағындарының тізімі. 2.1; 7. Кірістегі су буының параметрлері: Қысым, 0,1МПа; Температура, 260 0С; Қысым, 0,15МПа; Температура, 280 0С. Реакция массасы 1. Тығыздығы 870 кг/м3 2. Құрамы, % массасы: Пропан – 0,1 Бензол – 51,3 Этилбензол – 1,1 Изопропилбензол – 31,7 Бутилбензол – 0,4 Полиалкилбензол – 14,5 Смола – 0,9 Жұмыс істеп тұрған зауыттардың мәліметтері бойынша 1. Тауарлы ИПБ 1 тоннаға бензол шығыны 0,78 т. 2. Алкилдену үшін берілген пропилен мен бензолдың молярлық қатынасы 0,3:1. 3. Бензолдың бір өтуде айналуы 29,5% массасы. 4. Пропиленді тұтыну:
5. ИПБ жоғалуы = алкилдеу арқылы алынған ИПБ салмағы бойынша 3%. 6. Бастапқы газдың құрамындағы этилен мен бутилендер сәйкесінше этилбензол мен бутилбензолға толығымен айналады. 7. Катализатор шығыны (AlCl3) - 1 тонна тауарлық IPB үшін 6,5 кг. 8. 10% сілті ерітіндісінің шығыны – 1 тонна ИПБ үшін 5 кг. 9. Катализатор кешенінің ыдырауы үшін айналымдағы судың мөлшері, реакция массасының м3/м3 1,0 1. Дайын өнімнің сағаттық өнімділігін есептеу Берілген жылдық өнімділікке және бір жылдағы үздіксіз жұмыс сағаттарының санына сүйене отырып, біз коммерциялық өнім үшін жүйенің сағаттық өнімділігін есептейміз. ИПБ бойынша цехтың өнімділігі 100 пайыз: 14554/0,995 = 14672 кг/сағ, мұндағы 99,5% коммерциялық өнімдегі ИПБ мазмұны. Коммерциялық ИПБ қажетті массасы: 14598 / 0,97 = 15049 кг/сағ ИПБ құрамындағы қоспалардың мөлшері: 15049 – 14598 = 451 кг/сағ 2. Пропилен шығынын есептеу Теориялық тұрғыдан, реакция арқылы IPB түзілуі үшін: Пропиленнің (42) және ИПБ (120) молекулалық салмағын, сондай-ақ ИПБ сағаттық өндірісін біле отырып, біз пропиленнің теориялық түрде ИПБ түзілуіне қанша кететінін есептей аламыз: = 3590,3 кг/саг. = 148 кг/саг. Смола = 15,9 кг/саг. Полиалкилбензол 3590,3 + 148 + 15,9 = 3754,2 кг/ч. Пропилен Пропилен шығыны болып табылады 3900 – 3754,2 = 145,8 кг/саг оның ішінде: а) пропан фракциясымен 120 кг/сағ; б) механикалық шығын түрінде 25,8 кг/сағ. 3. Жаңа бензол шығынын есептеу ИПБ 1 тоннасына қабылданған тұтыну коэффициентімен жаңа бензолдың шығыны тең 14598 0,78 = 11386,4 кг/ч Осы сомадан жұмсалған а) ИПБ алу үшін (15049 78) / 120 = 9781,9 кг/сағ б) этилбензолдың түзілуі (94 78) / 28 = 261,9 кг/сағ мұндағы 94 кг/сағ – ППФ құрамындағы этилен мөлшері в) бутилбензолдардың түзілуі үшін 65,5 кг/сағ г) полиалкилбензолдардың түзілуі үшін (15,9 78) / (42 2) = 14,8 кг/сағ д) шайыр түзу үшін 90 кг/сағ Байланысқан бензолдың мөлшері: 9781,9 + 261,9 + 65,5 + 14,8 + 90 = 10214 кг/сағ Жанама реакциялардың әсерінен бензолдың жоғалуы: 11368,4 - 10214 =1172,4 кг /cаг Пропилен мен бензолдың қабылданған қатынасында алкилдену үшін берілетін бензол мөлшері: (5725 78) / (42 0,3) = 35440,4763 кг/сағ. Қайтарылатын бензол мөлшері: 35440 - 11386,4 = 24053,6 кг/сағ. Бір өтуде бензолдың түрленуі: (10214 100) / 35440 = 29% 3. Алюминий хлоридінің шығынын есептеу Түзетілген өнімдегі 1 тонна ИПБ үшін қабылданған тұтыну коэффициентімен катализатордың шығыны - AlCl3 болады. (14598 6,5) / 1000 = 277,362 кг/сағ Алюминий хлориді сумен ыдырағанда келесі реакция арқылы түзіледі: 1) Алюминий гидроксиді (277,4 78) / 133,5 = 162,1 кг/сағ 2) хлорсутек (277,4 3 36,5) / 133,5 = 227,5 кг/сағ 3) Су ыдырау үшін жұмсалады (277,4 54) / 133,5 = 112,2 кг/сағ 4. Сілті шығынын есептеу (натрий гидроксиді) 1 тонна ИПБ үшін қабылданған тұтыну коэффициентімен (14598 5) / 1000 = 72,9 кг/сағ Реакция арқылы сілтінің бұл мөлшері хлорсутекті бейтараптандырады (72,9 36) / 40 = 65,6 кг/сағ Бейтараптандыру келесі нәтижелерге әкеледі: 1) ас тұзы (72,9 58) / 40 = 105,7 кг/сағ 2) Су (72,9 18) / 40 = 32,8 кг/сағ Материалдық балансты есептеу нәтижелері 2.3 - 2.8 кестелерде жинақталған 2.3-кесте Алкилдеу үшін берілген ППФ құрамы мен мөлшері
жүктеу/скачать 292.18 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|