Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Розробка процесу виробництва ізопропілбензолу на ВАТ "Омський каучук" - Хімія

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ

Омський державний технічний університет

Нафтохімічна ІНСТИТУТ

КАФЕДРА «Хімічна технологія органічних речовин»

 Допускається до захисту

 Зав. кафедрою

 ___ Корнєєв С.В.

 «___» ___ 2009

Випускна робота БАКАЛАВРА

Розробка процесу виробництва ізопропілбензолу на ВАТ "Омський каучук"

Шифр проекту: БР-2068998-49-19

Напрямок: 240100.62 «Хімічна технологія та біотехнологія»

Керівник проекту:

Ломова О.С.

(Підпис, дата)

Розробив студент:

(Підпис, дата)

Омськ 2009

Омський державний технічний університет

НХІ

Кафедра: Хімічна технологія органічних веществУтверждаю

Зав. кафедрою

___ Корнєєв С.В.

«___» Червня 2009 г.Заданіе

на бакалаврську роботу

Студент:

Тема проекту: Розробка процесу виробництва ізопропілбензолу на ВАТ «Омський каучук». Алкілування

Вихідні дані до проекту:

Річна продуктивність по ИПБ, тонн: 124000

Час безперервної роботи в році, годину: 8520

Зміст розрахунково-пояснювальної записки: Відповідно до навчальним посібником «Дипломне проектування»

Перелік графічного матеріалу:

3.1. Пропонована технологічна схема виробництва;

3.2. Креслення загального вигляду алкілатора.

Дата видачі завдання: ___10 березня 2009р.

Термін здачі закінченого проекту на затвердження:

Керівник ___

(Підпис) (дата)

Завдання прийняв до виконання

Студент ___

(Підпис) (дата)

Технічне завдання

1. Річна продуктивність по товарному продукту, тонн 124000;

2. Число годин безперервної роботи в році 8520;

3. Склад реакційної маси алкілування на виході з реактора

Таблиця 1.

 п / п Найменування%, мас.

 1. Пропилен 0,22

 2. Гексан 1,10

 3. Бензол 63,17

 4. Толуол 0,06

 5. Етилбензол 0,22

 6. ізопропілбензол 25,76

 7. н-пропілбензолу 0,09

 8. 2-бутілбензол 0,30

 9. н-бутілбензол 0,10

 10. поліалкілбензоли 5,27

 11. Смоли 2,92

 12. Хлористий водень 0,08

 13. Хлористий алюміній 0.71

 РАЗОМ 100,00

4. Питома витрата сировини і матеріалів на технологію: бензол - 780 кг / т ІПБ; пропілен - 234 кг / т ІПБ.

5. Вихідні дані до матеріального балансу.

Згідно з даними діючих заводів прийнято:

1. Витрата бензолу на 1 т товарного ИПБ 0,78 т.

2. Молярне співвідношення надходить на алкилірованіє пропілену до бензолу 0,3: 1.

3. Конверсія бензолу за один прохід 29,5% масових.

4. Витрата пропілену:

 На освіту ИПБ 92,0%

 На освіту поліалкілбензоли 0,4%

 На освіту смол 3,8%

 Втрати з абгазів 3,1%

 Інші втрати 0,7%

 РАЗОМ 100%

5. Втрати ИПБ = 3% масових від ИПБ, отриманого при алкілування.

6. Етилен і бутилен, що містяться у вихідному газі, переходять відповідно в етилбензолу і бутілбензоли повністю.

7. Витрата каталізатора (AlCl3) - 6,5 кг на 1 т товарного ИПБ.

8. Витрата 10% розчину лугу - 5 кг на 1 т ІПБ.

РЕФЕРАТ

Випускна робота бакалавра містить: 43 с. пояснювальної записки, 6 таблиць, бібліографії 11 найменувань, 2 додатки, 2 малюнки, 2 листи креслень формату А1.

Ключові слова: ізопропілбензол (кумолу), БЕНЗОЛ, пропилен, хлорид алюмінію, РЕАКЦІЙНА МАСА алкілування, поліалкілбензоли, алкілування.

У бакалаврській роботі досліджено виробництво изопропилбензола алкілування бензолу пропиленом в присутності хлористого алюмінію на ВАТ «Омський каучук». Виявлено особливості даного виробництва.

Особливості провадження полягають в тому, що технологія має високу ефективність і при конверсії олефина до 99% диференціальна селективність по моноалкілбензолу досягає 91%. Конверсія бензолу за один прохід складає - 30-40%. Утворені в ході процесу побічні продукти діалкілбензоли використовуються для отримання цільового продукту за рахунок поєднання реакції алкuлірованія з реакцією переалкілірованія. Для забезпечення повного використання бензолу використовується принцип рециркуляції. Характерною особливістю даної технології є наявність декількох рециркуляційних циклів, що охоплюють реакторну і розділові підсистеми. В даному випадку вони спрямовані на повне використання вихідної сировини - рецикл по бензолу, на використання побічних продуктів для отримання цільового изопропилбензола. Технологія володіє невисоким енергоспоживанням за рахунок використання тепла реакції. Істотним недоліком технології є велике споживання води, яка йде для приготування лужних розчинів і промивання в скрубберах і перетворюється на кислотні, лужні або сольові стоки.

Отримані результати можуть бути використані як рекомендації підприємствам з виробництва изопропилбензола.

Зміст

ВСТУП

1. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД

1.1. Теоретичні основи процесу алкілування

1.2.Характеристика промислових способів алкілування бензолу пропиленом

1.3. Принципи алкілування бензолу олефінами в хімічній технології

1.4. Проблеми проектування технологічних установок алкілування бензолу

2.ТЕХНОЛОГІЧЕСКАЯ ЧАСТИНА

2.1. Опис технології процесу алкілування бензолу

2.2. Розробка структурної схеми процесу виробництва ИПБ

2.3. Технологічна схема виробництва алкілування бензолу пропиленом

2.4. Розрахунок матеріального балансу процесу алкілування бензолу

2.5. Технологічний розрахунок вузла алкілування

3. автоматизовані системи управління технологічними ПРОЦЕСОМ

4. БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ І ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

5. ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА ВИРОБНИЦТВА алкилірованієм

6. ВИСНОВОК

7. Список використаних джерел

ДОДАТКИ:

1. Принципова технологічна схема

2. Креслення реактора

ВСТУП

Проблема ефективної хімічної переробки невідновлюваної природної сировини (нафта, вугілля, сланці, торф, вуглеводневі гази та інші) і поновлюваної сировини рослинного і тваринного походження має першорядне значення в хімічній технології нашого часу. При цьому хімічний процес є найважливішим етапом переробки сировини в цільові продукти.

До теперішнього часу в світі синтезовано величезну кількість органічних сполук, віднесених до продуктів основного органічного та нафтохімічного синтезу і володіють цінними хімічними та фізико-хімічними властивостями. Багато з них є цільовими продуктами, а інших напівпродуктами при виробництві полімерів, лікарських та інших речовин. Потреба в кожному з них, як і в світі, так і в Росії обчислюється десятками і сотнями тисяч тонн на рік.

Головна мета галузі основного органічного та нафтохімічного синтезу полягає в отриманні великого асортименту мономерів, розчинників, вихідних продуктів для синтезу лікарських препаратів, засобів захисту рослин та інших продуктів найбільш простими, дешевими способами їх доступної сировини. Кром того, у зв'язку з багатотоннажних виробництв технології повинні бути екологічно безпечними.

Таким чином, галузь основного органічного та нафтохімічного синтезу є провідною і визначає прогрес хімічної промисловості.

Алкилароматічеськие з'єднання широко використовуються в хімії та хімічній технології для отримання полімерних матеріалів, поверхнево-активних речовин, високооктанових добавок до палива і як напівпродуктів. Найбільше значення мають етилбензол і ізопропілбензол як вихідні речовини при отриманні таких мономерів, як стирол і ?-метілстірол. Ізопропілбензол також є полупродуктом при виробництві фенолу і ацетону «кумольним» методом. Цим методом отримують більше 95% усього виробленого в світі фенолу.

Під час Великої Вітчизняної війни ізопропілбензол широко застосовувався в якості високооктанової добавки до палива. І в даний час він є одним з важливих продуктів органічного синтезу.

У Росії ізопропілбензол отримують алкилированием бензолу пропиленом в присутності хлористого алюмінію. За кордоном основна кількість изопропилбензола виробляють цим же способом на гетерогенном фосфорнокислим каталізаторі. В даний час тільки для отримання фенолу і ацетону виробляється понад 7 млн. Тонн на рік изопропилбензола.

Завданням випускної роботи є розробка і вивчення процесу виробництва изопропилбензола на ВАТ «Омський каучук».

1. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД

1.1. Теоретичні основи процесу алкілування

Алкілування - це широкий клас реакцій, в результаті яких в молекулу М вводять групу атомів R за умови, що при цьому утворюється зв'язок якого-небудь з атомів М з атомом С групи R. Ці реакції підрозділяються на багато окремі випадки: метилювання, етилування, арілірованія , бензілірованіе, хлорметілірованіе, вінілірованіе та ін.

Алкилирующими агентами можуть виступати органічні сполуки різних класів: вуглеводні (алкени, алкадіени і алкіни), галоген-заміщені вуглеводні, спирти, ефіри і т. Д.

Серед різноманіття реакцій алкілування найбільші промислові масштаби належать процесам алкілування ізобутану алкенами у виробництві моторних палив і алкілування бензолу нижчими алкенами.

Алкилароматічеськие вуглеводні широко використовуються в хімії та хімічній технології для отримання полімерів, поверхнево-активних речовин, високооктанових добавок до моторних палив і в якості напівпродуктів в органічному синтезі.

Найбільше значення мають етилбензол і ізопропілбензол (кумол) як вихідні речовини для отримання стиролу і-метілстірола - мономерів у виробництві каучуків. Ізопропілбензол є також вихідною сировиною в спільному виробництві фенолу і ацетону «кумольним» методом.

Безперервне зростання виробництва алкилароматических з'єднань обумовлений високою потребою в продуктах, одержуваних на їх основі. В якості алкилірующих агентів можуть застосовуватися ненасичені вуглеводні, а також спирти і алкилгалогенидов. Провідне місце серед подібних процесів займає каталітичне алкілування бензолу олефінами. Близько 80% всього виробленого в світі бензолу споживається для отримання алкилбензолов. У промислово розвинених країнах приблизно 50% бензолу йде у виробництво етилбензолу і 20% - у виробництво изопропилбензола.

Алкілування ароматичних вуглеводнів являє собою складний багатостадійний процес, що включає взаємопов'язані реакції алкілування, ізомеризації, диспропорционирования, переалкілірованія, полімеризації, деалкилирования та ін.

Каталізаторами в технології алкілування можуть бути протонні і апротонних кислоти. При алкилировании бензолу олефінами і спиртами використовують протонні кислоти, причому їх активність падає в ряду HF> H2SO4> H3PO4. Кислоти Льюїса як каталізатори за своєю активністю розташовуються в наступному порядку:

AlBr3> AlCl3> FeCl3> ZrCl4> TaCl5> BF3> UСl4> TiCl3> WCl6> CdCl5> ZnCl2> SnCl4> TiCl4> BeCl2> SbCl5> HgCl2> BiCl5> AsF3.

При цьому активність, селективність і стабільність каталізаторів залежать від температури, тиску, хімічної природи алкилірующего агента.

Каталізатори алкілування можуть застосовуватися в твердому і рідкому стані. Використання твердих гетерогенних каталізаторів переважно, т. К. В цьому випадку є більш легким поділ продуктів реакції і каталітичної композиції. Це дозволяє істотно скоротити витрати на очищення реакційної маси від каталізатора, очищення і нейтралізацію стічних вод. Слід також звернути увагу на зниження корозії устаткування при застосуванні твердих каталізаторів.

Особливо перевага твердих каталізаторів спостерігається при проведенні технологічного процесу в паровій фазі. Для цього випадку придатні каталізатори, що володіють не тільки високою активністю і селективністю, але і здатністю здійснювати реакції переалкілірованія поліалкілбензоли в моноалкілбензоли.

У цьому плані найбільш перспективними каталізаторами алкілування бензолу олефінами і спиртами слід вважати синтетичні цеоліти. Відомі також дослідження із застосування для цієї мети катіоннобменних смол, що представляють собою гетерополікислоти, що складаються з високомолекулярної матриці і катіоногенних груп. З них найбільш перспективні SO3H +, COOH +, PO3H2 +, AsO3H2 +. Можуть також застосовуватися металлооганіческіе каталізатори, які зазвичай використовують у комплексі з солями важких металів, наприклад, TiCl3ілі TiCl4. Дуже активним є Al (C2H5) 3, але його активність під дією води або повітря стрімко падає.

У промисловості в якості алкилірующих агентів найбільш поширені чисті олефіни або їх фракції, наприклад етан-етиленових і пропан-пропіленова. Якщо використовують чисті олефіни, то каталізаторами є протонні кислоти і кислоти Льюїса.

Домішками, що негативно впливають на процес алкілування, є С2Н2, бутадієн-1,3, СО, СО2, СН3СНО, ефіри й ін. У їхній присутності знижується вихід цільового продукту. С2Н2і бутадієн-1,3 полимеризуются на кислих каталізаторах з утворенням смол, які осідають на активних центрах, що призводить до падіння активності каталізатора. Дезактивує каталізатор і СО, який важко відокремити від олефінів.

Присутність в сировині кисню, альдегідів і кетонів веде до збільшення виходу поліалкілбензоли (ПАБ) і помітної зміни активності каталізаторного комплексу. Це може відбуватися за рахунок утворення катіон-радикалів, які змінюють напрямок основного процесу. Тому сировину треба піддавати ретельної попередньої очищенні перед подачею в процес.

Наявність води в реагентах призводить до незворотної дезактивації АlCl3, який гідролізується в гідроксид. Тому необхідна глибока осушка сировини. Крім того, бензол необхідно очищати від сірчистих сполук, які необоротно отруюють каталізатор.

Інша причина падіння селективності реакції - недотримання параметрів процесу. Підвищення температури, часу контакту, концентрації каталізатора, низька ефективність змішування реагентів і зміна їх співвідношення збільшують частку домішок у продуктах процесу.

Для утворення комплексу в сировині вводять ініціатор НСl c концен-трації 0,5 благаючи / моль AlCl3. Його вводять в процес, додаючи в сировині відповідну кількість алкілхлоріда, який реагує з бензолом, утворюючи алкілбензол і НСl, або частковим гідролізом AlCl3водой.

Промисловий процес алкілування бензолу олефінами проводять у рідкій та газовій фазі. Застосовують каталізатори кислотного типу, такі як AlCl3 ,, H2SO4, безводний HF, BF3 ,, H3PO4на носії, алюмосилікати, цеоліти, іонообмінні смоли. Найбільш перспективними вважаються цеоліти і іонообмінні смоли як найбільш екологічно безпечні.

1.2. Характеристика промислових способів алкілування

бензолу пропиленом

Відомі три основних способи отримання изопропилбензола, що мають промислове значення:

1. Алкілування бензолу пропиленом в присутності безводного хлористого алюмінію (алкілування по Фриделю - Крафтс).

2. Алкилирование бензолу пропиленом в паровій фазі із застосуванням фосфорнокислого каталізатора.

3.Алкілірованіе бензолу пропиленом на цеолітних каталізаторах.

Алкілування бензолу пропиленом в присутності безводного хлористого алюмінію. Технологія характеризується одностадійна і безперервністю. Бензол і олефіни або олефин - парафінова фракція є дешевим і доступним сировиною. Технологія має високу ефективність і при конверсії олефина до 99% диференціальна селективність по моноалкілбензолу досягає 91%. Конверсія бензолу за один прохід - 30-40%. Утворені в ході процесу побічні продукти діалкілбензоли використовуються для отримання цільового продукту за рахунок поєднання реакції алкuлірованія з реакцією переалкілірованія. Для забезпечення повного використання бензолу використовується принцип рециркуляції. Характерною особливістю даної технології є наявність декількох рециркуляційних циклів, що охоплюють реакторну і розділові підсистеми. В даному випадку вони спрямовані на повне використання вихідної сировини - рецикл по бензолу, на використання побічних продуктів для отримання цільового моноалкілбензола (принцип повноти використання відходів) - рецикл по діалкілбензолу, на підвищення ефективності процесу - рецикл по бензолу, ді-і поліалкілбензоли, що забезпечує оптимальну структуру каталітичного комплексу. Організація цих рециркуляційних потоків стає можливою за рахунок реалізації принципу повноти виділення всіх продуктів з реакційної суміші.

Технологія володіє невисоким енергоспоживанням за рахунок використання тепла реакції, хоча необхідно відзначити, що ця енергія використовується недостатньо через низький її потенціалу. Істотним недоліком технології жидкофазного алкілування на каталізаторах на основі хлориду алюмінію є велике споживання води, яка йде для приготування лужних розчинів і промивання в скрубберах і перетворюється на кислотні, лужні або сольові стоки У даній технології необхідна попередня очистка сировини від домішок і його гетероазеотропная осушка до змісту води 0,002-0,005%. Наявність такої кількості залишкової вологи в сировині дозволяє протікати частковому гідролізу хлориду алюмінію з метою утворення невеликої кількості хлористого водню, необхідного для досягнення необхідної активності каталізатора і освіти активованого комплексу. Цей процес є жидкофазного і протікає з виділенням значної кількості енергії.

З метою поліпшення екологічної чистоти розглянутого виробництва доцільно організувати взаємну нейтралізацію кислих і лужних вод. Для цього необхідно створити такі умови, щоб дотримувалися певне співвідношення кислоти і лугу. У цьому випадку розглянута технологія буде більш прийнятною. Слід зазначити, що розчин хлориду алюмінію (відпрацьований каталізатор) може бути використаний як коагулянт для очищення стічних вод в нафтопереробній та целюлозно-паперової промисловості. Смола, що отримується у процесі, в даний час використовується як паливо. Однак це не кращий спосіб її застосування, вона може бути використана більш ефективно в будівництві. Основним недоліком цієї технології є відсутність регенерації теплоти реакції, яка відводиться водою в конденсаторі.

Технологія жидкофазного алкілування, розроблена фірмою «Monsanto» (США), дозволяє ліквідувати недоліки розглянутого вище процесу. Запропоновано використовувати невелику кількість АlСlз (близько 2 г на 1 кг алкилата) без його регенерації. Тиск при жидкофазного алкилировании залежить від температури процесу, так як реакційна суміш повинна перебувати в рідкому стані. Незважаючи на підвищені температури (160-2000С при відповідному тиску), внаслідок невеликої кількості каталізатора ступінь смолообразования низька, що дуже важливо для створення маловідходних виробництв. Однак у цьому випадку за умов процесу алкілування не протікає переалкілірованіе поліалкілбензоли, тому в технології передбачено додатковий реактор. Якщо поліалкілбензоли використовуються як цільові продукти, то необхідність у цій стадії відпадає.

Необхідно відзначити, що технологія алкілування бензолу пропиленом в присутності хлориду алюмінію аналогічна технології отримання етилбензолу. В якості алкилірующего агента, крім пропілену, може використовуватися пропан-пропіленова фракція, яка попередньо ретельно очищається від вологи, діоксиду вуглецю та інших домішок.

Алкілування бензолу пропиленом в паровій фазі із застосуванням фосфорнокислого каталізатора. В даний час відомі наступні гетерогенні каталізатори алкілування бензолу пропиленом: фосфорнокіслотний, каталізатори на основі оксидів і солей металів, оксиди, модифіковані BP3, аморфні алюмосилікати, цеоліти і катіоніти. Застосування твердих каталізаторів набагато спрощує технологічну схему, дозволяє автоматизувати процес, виключає проблему корозії апаратури, полегшує відділення продуктів реакції, що не вимагають додаткового очищення, яка в гомогенному каталізі призводить до утворення стійких емульсій і великих об'ємів стічних вод. Ці каталізатори можна регенерувати і використовувати багаторазово.

Іонообмінники в якості каталізаторів алкілування в промисловості поки не використовуються. Однак цей варіант може бути як економічно, так і екологічно найбільш вигідним, оскільки він може бути реалізований як поєднаний реакційно-ректифікації процес, що підвищує селективність і знижує витрати на поділ, так як в реакторі може бути досягнута конверсія бензолу до 100%.

Алкілування бензолу пропиленом на цеолітних каталізаторах. В останні роки за кордоном набув поширення процес фірми «Моbil - Вadgеr» (США), в якому використовується каталізатор на основі цеолітів. Ця технологія застосована на кількох діючих великих установках отримання етилбензолу з одиничною потужністю 335-465 тис. Т етилбензолу в рік. Процес проводиться при температурі 370-5000С і тиску 1,4-2,8 МПа. За цією технологією утворюються в процесі поліалкілбензоли повертаються у вузол алкілування. Конверсія етилену становить 100%, а вихід етилбензолу в розрахунку на етилен досягає ? 98%.

Технологія алкілування бензолу на цеолітних катализаторе має ряд переваг в порівнянні з відомою схемою з використанням AlCl3. Головне достоїнство стосується екологічних аспектів. Відсутність у схемі кислотного фактора різко знижує утворення кислих стічних вод. Інші достоїнства - це менші витрата каталізатора (на два порядки), металоємність, площа установки, кількість персоналу.

1.3. Принципи алкілування бензолу олефінами в хімічній

технології

Для оцінки різних каталізаторів в процесі алкілування розглянемо деякі показники виробництва изопропилбензола (ІПБ), представлені в таблиці 2

Таблиця 2

Показники процесу алкілування бензолу пропиленом на різних каталізаторах

 Каталізатор Витрата каталізатора,% від изопропилбензола Загально число апаратів, шт. Капітальні вкладення, усл.ед. Чисельність обслуговуючого персоналу Експлуатаційні витрати, усл.ед. на т Собівартість изопропилбензола усл.ед на т Основні заходи з охорони природи

 Хлорид алюмінію 0,700 54 2,926 68 15,22 146,12 Очищення стічних вод

 Фосфорна кислота на Кизельгур 0,400 40 2,877 52 14,15 143,58 -

 Трифторид бору на Al 2 O 3 0,003 45 2,915 52 14,45 145,80 Очищення відведених газів алкілування

 Цеолитсодержащие каталізатори 0,030 45 2,952 52 14,52 145,20 -

З таблиці 2відно, що найнижча собівартість изопропилбензола відповідає процесу, в якому в якості каталізатора використовується фосфорна кислота на Кизельгур, трохи вища - процесу з цеолитсодержащих каталізаторами. Однак у першому випадку спостерігається значний винесення фосфорної кислоти і потрібно очищення від неї продуктів, а в другому - немає необхідності в очищенні, крім того, не утворюються стічні води.

Незважаючи на те, що у світовій практиці відомі технології алкілування із застосуванням гетерогенних каталізаторів, в Росії єдиним каталізатором алкілування досі є хлорид алюмінію, в т. Ч. І на установці алкілування бензолу пропиленом на ВАТ «Омський каучук». Саме розгляду цієї установки і присвячений даний проект.

1.4. Проблеми проектування технологічних установок алкілування бензолу

Технологія жидкофазного алкілування бензолу олефінами на каталізаторах на основі хлориду алюмінію характеризується одностадійна і безперервністю. Бензол і олефіни або олефин - парафінова фракція є дешевим і доступним сировиною. Технологія має високу ефективність і при конверсії олефина до 99% диференціальна селективність по моноалкілбензолу досягає 91%. Конверсія бензолу за один прохід - 30-40%. Утворені в ході процесу побічні продукти діалкілбензоли використовуються для отримання цільового продукту за рахунок поєднання реакції алкuлірованія з реакцією переалкілірованія. Для забезпечення повного використання бензолу використовується принцип рециркуляції. Характерною особливістю даної технології є наявність декількох рециркуляційних циклів, що охоплюють реакторну і розділові підсистеми. В даному випадку вони спрямовані на повне використання вихідної сировини - рецикл по бензолу, на використання побічних продуктів для отримання цільового моноалкілбензола (принцип повноти використання відходів) - рецикл по діалкілбензолу, на підвищення ефективності процесу - рецикл по бензолу, ді-і поліалкілбензоли, що забезпечує оптимальну структуру каталітичного комплексу. Організація цих рециркуляційних потоків стає можливою за рахунок реалізації принципу повноти виділення всіх продуктів з реакційної суміші.

Технологія володіє невисоким енергоспоживанням за рахунок використання тепла реакції, хоча необхідно відзначити, що ця енергія використовується недостатньо через низький її потенціалу. Істотним недоліком технології жидкофазного алкілування на каталізаторах на основі хлориду алюмінію є велике споживання води, яка йде для приготування лужних розчинів і промивання в скрубберах і перетворюється на кислотні, лужні або сольові стоки.

Таким чином, Жидкофазное алкілування ароматичних вуглеводнів дозволило вирішити багато технологічні завдання і отримати ряд ароматичних вуглеводнів у промисловості. Разом з тим дана технологія має ряд недоліків: промислові каталізатори є недостатньо стабільними і активними; такі промислові каталізатори, як АlСlз, HCl та інші, викликають корозію апаратури і погано регенеруються; протікання вторинних реакцій знижує селективність основної реакції, а також вимагає витрат на очищення основних алкилбензолов і регенерацію вторинних продуктів; утворюється велика кількість стічних вод, в тому числі і кислих, що вимагає витрат на їх очищення.

У зв'язку з цим необхідно шукати інші технологічні рішення. Слід зазначити, що ряд недоліків можна уникнути, якщо використовувати в якості каталізаторів цеоліти і ионообменники.

2. ТЕХНОЛОГІЧНІ РОЗРАХУНКИ

2.1. Опис технології базового процесу алкілування бензолу

Виробництво ізопропілбензолана ВАТ «Омський каучук» включає в себе наступні стадії: алкілування бензолу пропиленом; розкладання каталізаторного комплексу і нейтралізація реакційної маси; нейтралізація абгазов; послідовне виділення готових і побічних продуктів проводиться шляхом ректифікації реакційної маси алкілування (РМА).

Алкілування бензолу пропиленом проводиться в присутності каталізатора хлористого алюмінію (AICI3) - при мольному співвідношенні бензолу до пропілену в межах 1: 0,3-0,33 або при ваговому співвідношенні 6: 1.

Першою стадією процесу є приєднання олефина до хлористому алюмінію в присутності хлористого водню:

2AICI3 + HCI + C3H6 > AI2CI6 ? C3H7CI

Потім приєднується бензол і утворюється потрійний комплекс:

AI2Cl6 ? C3H7Cl + C6H6 > Al2Cl6 ? C6H5 ? C3H7 ? HCl

Після утворення потрійного комплексу реакція протікає за наступною схемою:

а) приєднується олефин до комплексу:

Al2Cl6 ? C6H5 ? C3H7 ? HCl + C3H6 > Al2Cl6 ? C6H4 (C3H7) 2 ? HCl

б) реакція обміну між комплексом і вихідним вуглеводнем (бензолом) c утворенням алкілбензол:

Al2Cl6 ? C6H4 (C3H7) 2 ? HCl + C6H6 > Al2Cl6 ? C6H5 ? C3H7 ? HCl + C6H5C3H7

Всі ці комплекси перебувають у стані рухомого рівноваги, тобто алкільні радикали безперервно переходять з одного комплексного з'єднання в інше.

Хлористий алюміній може утворювати потрійні комплекси не тільки з одним, а й з двома, трьома і так далі алкільними радикалами:

Al2Cl6 ? C6H4 (C3H7) 2 ? HCl

Al2Cl6 ? C6H3 (C3H7) 3 ? HCl

В результаті приєднання олефина утворюються комплекси з ще більшим числом алкільних радикалів, які при обмінній реакції з вихідним вуглеводнем (бензолом) дають поліалкілбензоли:

Al2Cl6 ? C6H3 (C3H7) 3 ? HCl + C6H6 > Al2Cl6 ? C6H5C3H7 ? HCl + C6H4 (C3H7) 2

Комплекси можуть вступати в обмінну реакцію не тільки з бензолом, але і з продуктами реакції, наприклад, з діалкілбензоламі, тоді відбувається процес деалкилирования:

Al2Cl6 ? C6H5C3H7 ? HCl + C6H4 (C3H7) 2 > Al2Cl6 ? C6H4 (C3H7) 2 ? HCl + C6H5C3H7

Чим більше концентрація алкільних радикалів в середовищі, що оточує комплекс, тим більше алкільних радикалів буде міститися в комплексних з'єднаннях хлористого алюмінію і тим більше буде утворюватися поліалкілбензоли. Отже, зі збільшенням відносини поглиненого олефина до бензолу реакція йде в бік утворення поліалкілбензоли.

Таким чином, в результаті протікають реакцій утворюється ИПБ і вся гама алкилбензолов і в той же час змінюється вуглеводнева частина комплексу.

Цей процес продовжується до тих пір, поки не встановиться цілком певний склад продуктів реакції, який обумовлюється тільки ставленням алкільних радикалів до бензольні ядрам в реакційній суміші і не залежить від складу вихідної сировини.

Реакція алкілування бензолу пропиленом здійснюється в алкілаторе при температурі не більше 1300С і тиску не більше 0,4 МПа.

Тепловий ефект реакції алкілування дорівнює 621 ккал / кг поглиненого пропілену.

Розкладання каталізаторного комплексу і нейтралізація реакційної маси. Отримання алюмохлоріда відбувається на 1-й системі розкладання по наступному рівнянню:

AlCl3 + H2O > AlCl3-n (OH) n ? nHCl,

де: n = 1, 2, 3

Розкладання каталізаторного комплексу на другий системі розкладання проводиться водою і протікає за рівнянням:

Al2Cl6х C6H5C3H7х HCl + 6H2O > C6H5C3H7 + 2Al (OH) 3+ 7HCl

Нейтралізація реакційної маси проводиться лугом і протікає за рівнянням:

HCl + NаOH > NаCl + H2O

Відмивання реакційної маси від фенолів проводиться лугом і протікає за рівнянням:

C6H5OH + NаOH > C6H5ONа + H2O

Нейтралізація абгазов проводиться лужною водою і протікає за рівнянням:

HCl + NаOH > H2O + NаCl

Послідовне виділення готових і побічних продуктів проводиться шляхом ректифікації реакційної маси алкілування (РМА) .Данная стадія відбувається у цеху І - 15, де послідовно здійснюється азеотропная осушка бензолу і ректифікація РМА.

2.2. Структурна схема процесу виробництва ИПБ

Виробництво изопропилбензола на ВАТ «Омський каучук» складається з трьох відділень:

Цех І - 14: приготування каталізаторного комплексу; алкилірованіє бензолу пропиленом; отстой РМА; розкладання каталізаторного комплексу; нейтралізація РМА і відмивання її від лугу; отстой РМА від води; отчистка абсорбційних газів від бензолу і хлорводорода; очистка хімстоков від органіки;

Цех І - 15: азеотропная осушка бензолу; ректифікація РМА;

Цех І - 15а: проміжний склад зберігання бензолу і продуктів виробництва.

Структурна схема виробництва представлена на малюнку 1.1.

Опис виробничого процесу. Катализаторной комплекс готують з використанням безводного хлориду алюмінію, бензолу і поліалкілбензоли. Для утворення хлористого водню в суміш додають обмежена кількість води (не більше 2% від маси хлориду алюмінію). Готову суспензію перекачують в реактор - алкілатор, в який подають попередньо осушену (до вмісту води до 0,0005%) рідку суміш свіжого та поворотного бензолу, а також попередньо випаровування і підігрітий пропілен. Бензол беруть у надлишку (мольное співвідношення пропілену та бензолу дорівнює 1: 3).

Виділяються в процесі алкілування тепло використовується для випаровування надлишку бензолу, пари якого разом з інертними газами, що надходять з пропиленом, виводять з реактора і конденсують у водяному конденсаторі. получающийся конденсат самопливом повертається в реактор, а газоподібні домішки відправляють у виробничу мережу. Ступінь перетворення бензолу не перевищує 50% (тому що він знаходиться в надлишку), у той час як пропілен реагує на 100%. Продукти реакції в рідкому вигляді разом з катализаторной комплексом безперервно відводять в відстійну зону, де відокремлюють катализаторной комплекс від вуглеводнів і повертають в реактор. Вуглеводні відкачують на поділ через систему очищення від залишків каталізаторного комплексу та нейтралізації соляної кислоти. Н стадії поділу продуктів реакції, званих реакційної масою (РМ), виділяють непрореагіровавшій (поворотний) бензол і направляють його на змішання зі свіжим бензолом. Далі виділяють цільової продукт - ізопропілбензол, поліалкілбензоли (паби), що повертаються в реактор, етілбензольную і Бутилбензольная фракції, які відправляють на склад.

Рис. 1. Структурна схема виробництва изопропилбензола

2.3. Технологічна схема виробництва алкілування бензолу пропиленом

Технологічна схема - це сукупність типових процесів, розташованих в послідовності, обумовленою метою хіміко-технологічного процесу (ХТП). Типові процеси протікають у відповідному обладнанні, яке з'єднується матеріальними потоками. Технологічна схема процесу розробляється для кожної стадії, які пов'язані між собою матеріальними потоками, що забезпечує їй безперервність.

Приготування каталізаторного комплексу. Для приготування каталізаторного комплексу необхідно змішати всі його компоненти. В якості такого апарату будемо використовувати мішалку, в яку будемо послідовно подавати періодично компоненти в наступній послідовності:

- Осушену бензолову шихту (ОБШ - суміш свіжого та поворотного бензолу);

- Хлорид алюмінію розрахунку концентрації майбутнього комплексу 10%;

- Воду в кількості 1-2% від ваги завантаженого хлористого алюмінію (для отримання хлористого водню, який є ініціатором процесу).

Далі включається мішалка і виробляється витримка протягом 2-4 годин. Готовий катализаторной комплекс подається насосом на наступну стадію - алкілування.

Алкілування бензолу пропиленом здійснюється в спеціальному реакторі -алкілаторе, куди подається катализаторной комплекс і пропілен.

У алкілатор подають:

- Осушену бензолову шихту;

- Пропан-пропіленову фракцію (ППФ);

- Свіжий катализаторной комплекс.

Процес алкілування протікає в алкілаторе Р-7 при невеликому надлишковому тиску і температурі 130 ° С. Утвориться реакційна маса стікає у відстійник, де катализаторной комплекс відокремлюється і повертається в алкілатор.

Утвориться РМА подається на наступну стадію процесу.

Розкладання каталізаторного комплексу і нейтралізація РМ. Так як суміш вуглеводнів, що виводиться з алкілатора містить сторонні речовини: залишки каталізаторного комплексу, хлороводень, то перед поділ суміш необхідно попередньо очистити. Очищення проводять у відстійниках, додаючи відповідні нейтралізуючі реактиви і проводячи процес відстоювання.

На стадію подається РМА, що містить катализаторной комплекс. Для нейтралізації останнього в трубопровід подається вода, далі суміш подається в відстійник для відділення води. Далі проводять нейтралізацію РМА лугом (NaOH). Після нейтралізації РМА подається в отмивочной колону для видалення залишків лугу.

Далі очищена РМА подається в ректифікаційної вузол для розділення.

Очищення і нейтралізація хімічно забруднених стоків і відхідних газів. Для очищення хімічно забрудненої води будемо використовувати відстоювання, з наступним знешкодженням і фільтрацією.

Пари води та вуглеводнів будемо конденсувати в конденсаторі, після чого направляти у відстійник, а Несконденсировавшиеся гази відправимо в скрубер уловлювання бензолу з абгазов.

Принципова технологічна схема представлена на малюнку 2

Де цифрами позначені матеріальні потоки:

1. Пропилен, що надходить зі складу;

2. Пропилен газ, що надходить в алкілатор;

3. Свіжий бензол, що надходить у алкілатор;

4. Осушення бензолова шихта, яка надходить в алкілатор;

5. поліалкілбензоли, що надходять в алкілатор;

6. Вода, що надходить в апарат з мішалкою;

7. Хлористий алюміній, що надходить в апарат з мішалкою;

8. катализаторной комплекс, що надходить у алкілатор;

9. Бензол-газ і абгази з верху алкілатора;

10. Бензол-газ і абгази, що надходять в сепаратор;

11. Бензол, після конденсатора;

12. Бензол на відстій в Е-11;

13. абгазів на утилізацію;

14. Бензол на відстій в Е-11;

15. Реакційна маса алкілування (РМА), що виходить з алкілатора;

16. РМА, яка надходить на відстій в Е-11;

17. катализаторной комплекс після відстою;

18. РМА, яка надходить на відстій в Е-15;

19. Реакційна маса (РМ), яка надходить на відстій в Е-16;

20. РМ, що надходить в змішувач;

21. Розчин лугу;

22. Суміш РМ з лугом, яка надходить у відстійник Е-19;

23. РМ, спрямована до збірки Е-20;

24. РМ, спрямована в промивну колону;

25. РМ, пройшла очищення водою;

26. РМ на склад.

У таблиці 2.1. представлені основні матеріальні потоки.

Таблиця 2.1.

Основні матеріальні потоки

 № потоку Матеріальний потік

 1 Пропилен

 3 Свіжий бензол

 4 осушених бензолова шихта

 8 катализаторной комплекс

 9 Бензол-газ і абгази

 15 Реакційна маса алкілування

 26 РМ на склад

Рис. 2 Технологічна схема вузла алкілування бензолу пропиленом

2.4. Розрахунок матеріального балансу процесу алкілування бензолу

Процес алкілування бензолу пропиленом здійснюють в реакторі - алкілаторе. Який являє собою вертикальний циліндричний порожнистий апарат з еліптичними днищами, виконаний з вуглецевої сталі. Надлишкове тепло відводиться за рахунок випаровування частини бензолу при температурі 120-130 ° С, тобто процес проводять при кипінні реакційної маси. Зробимо розрахунок основних матеріальних потоків і складемо зведений матеріальний баланс установки алкілування, і розрахуємо тепловий баланс алкілатора.

Вихідні дані

1. Річна продуктивність по товарному продукту, тонн 124000;

2. Число годин безперервної роботи в році 8520;

3. Склад РМА табл. 1;

4. Ступінь конверсії бензолу,% 60;

5. Ступінь конверсії пропілену,% 70;

6. Температура промоборотной води на охолодження, 250С;

7. Перелік основних матеріальних потоків табл. 2.1;

7. Параметри водяної пари на вході:

- Тиск, МПа 0,1;

- Температура, 0С 260;

- Тиск, МПа 0,15;

- Температура, 0С 280.

Реакційна маса

1. Щільність 870 кг / м3

2. Склад,% мас .:

- Пропан - 0,1

- Бензол - 51,3

- Етилбензол - 1,1

- Ізопропілбензол - 31,7

- Бутілбензоли - 0,4

- Поліалкілбензоли - 14,5

- Смоли - 0,9

Згідно з даними діючих заводів прийнято:

1. Витрата бензолу на 1 т товарного ИПБ 0,78 т.

2. Молярне співвідношення надходить на алкилірованіє пропілену до бензолу 0,3: 1.

3. Конверсія бензолу за один прохід 29,5% масових.

4. Витрата пропілену:

 На освіту ИПБ 92,0%

 На освіту поліалкілбензоли 0,4%

 На освіту смол 3,8%

 Втрати з абгазів 3,1%

 Інші втрати 0,7%

 РАЗОМ 100%

5. Втрати ИПБ = 3% масових від ИПБ, отриманого при алкилировании.

6. Етилен і бутилен, що містяться у вихідному газі, переходять соответствен-но в етилбензолу і бутілбензоли повністю.

7. Витрата каталізатора (AlCl3) - 6,5 кг на 1 т товарного ИПБ.

8. Витрата 10% розчину лугу - 5 кг на 1 т ІПБ.

9. Кількість циркулюючої води для розкладання каталізаторного комплексу, м3 / м3реакціонной маси 1,0

1. Розрахунок годинної продуктивності по готовій продукції

За заданою річної продуктивності і числу годин безперервної роботи в році розраховуємо годинну продуктивність системи по товарному продукту:

Продуктивність цеху по ИПБ в перерахунку на 100-відсотковий:

14554 / 0,995 = 14672 кг / год,

де 99,5% - зміст ИПБ в товарному продукті.

Необхідна маса товарного ИПБ становить:

14598 / 0,97 = 15049 кг / год

Кількість домішок в ИПБ становить:

15049 - 14598 = 451 кг / год

2. Розрахунок витрати пропілену

Теоретично на освіту ИПБ по реакції:

Знаючи молекулярну масу пропілену (42) і ИПБ (120), а також годинну продуктивність ИПБ, ми можемо розрахувати, скільки пропілену теоретично йде на освіту ИПБ:

= 3590,3 кг / год.

На освіту смол:

= 148 кг / год.

На освіту поліалкілбензоли:

= 15,9 кг / год.

Всього зв'язується пропілену:

3590,3 + 148 + 15,9 = 3754,2 кг / год.

Втрати пропілену складають:

3900 - 3754,2 = 145,8 кг / год,

в тому числі: а) з пропанового фракцією 120 кг / год; б) у вигляді механічних втрат 25,8 кг / год.

3. Розрахунок витрати свіжого бензолу

При прийнятому расходном коефіцієнті на 1 т ІПБ витрата свіжого бензолу становить

14598 0,78 = 11386,4 кг / год

З цієї кількості витрачається

а) на освіту ИПБ

(15049 78) / 120 = 9781,9 кг / год

б) на освіту етилбензолу

(94 78) / 28 = 261,9 кг / год

де 94 кг / год кількість етилену в ППФ

в) на освіту бутілбензолов 65,5 кг / год

г) на освіту поліалкілбензоли

(15,9 78) / (42 2) = 14,8 кг / год

д) на освіту смол 90 кг / год

Кількість пов'язаного бензолу:

9781,9 + 261,9 + 65,5 + 14,8 + 90 = 10214 кг / год

Втрати бензолу на побічні реакції:

11368,4 - 10214 = 1172,4 кг /

При прийнятому співвідношенні пропілену до бензолу кількість бензолу, що надходить на алкилірованіє складе:

(5725 78) / (42 0,3) = 35440,4763 кг / год

Кількість поворотного бензолу: 35440 - 11386,4 = 24053,6 кг / год

Конверсія бензолу за один прохід складе:

(10214 100) / 35440 = 29%

3. Розрахунок витрати хлориду алюмінію

При прийнятому расходном коефіцієнті на 1 т. ИПБ в ректифікаті витрата каталізатора - AlCl3составіт

(14598 6,5) / 1000 = 277,362 кг / год

При розкладанні хлористого алюмінію водою утворюється по реакції:

1) Гидроокись алюмінію

(277,4 78) / 133,5 = 162,1 кг / год

2) Хлористий водень

(277,4 3 36,5) / 133,5 = 227,5 кг / год

3) Витрачається води на розкладання

(277,4 54) / 133,5 = 112,2 кг / год

4. Розрахунок витрати лугу (гідроксид натрію)

При прийнятому расходном коефіцієнті на 1 т ІПБ

(14598 5) / 1000 = 72,9 кг / год

По реакції цією кількістю лугу нейтралізується хлориду водню

(72,9 36) / 40 = 65,6 кг / год

При нейтралізації утворюється:

1) Кухонної солі

(72,9 58) / 40 = 105,7 кг / год

2) Води

(72,9 18) / 40 = 32,8 кг / год

Результати розрахунків матеріального балансу зводимо в таблиці 2.3 - 2.8

Таблиця 2.3

Склад і кількість ППФ, що надходить на алкилірованіє

 Найменування

 Кг / год

 % Мас.

 Кмоль / год

 % Мовляв.

 1 Етилен 94,0 1,0 8,36 1,5

 2 Етан 188,0 2,0 6,27 2,9

 3 Пропилен 2725,0 41,5 92,7 42,0

 4 Пропан 7587,0 55 117,0 53,2

 5 Бутілени 47,0 0,5 0,84 0,4

 РАЗОМ 13641,0 100,0 220,17 100,0

Склад і кількість свіжого бензолу, що надходить на алкилірованіє 11386,4 кг / год

Таблиця 2.4

Склад і кількість поворотного бензолу, що надходить на алкилірованіє

 Найменування

 Кг / год

 % Мас.

 1 Бензол 24053,6 99,5

 2 Етилбензол 2,0 0,01

 3 ізопропілбензол 83,0 0,49

 РАЗОМ 24138,6 100,0

Таблиця 2.5

Склад і кількість бензольної шихти, що надходить на алкилірованіє

 Найменування

 Кг / год

 % Мас.

 1 Бензол 35525 99,65

 2 Етилбензол 2,0 0,01

 3 ізопропілбензол 83 0,34

 РАЗОМ 35610 100,0

Таблиця 2.6

Склад і кількість суспензії каталізатора подається на алкилірованіє

 Найменування

 Кг / год

 % Мас.

 1 Бензол 22,0 2,2

 2 поліалкілбензоли 723,8 70,7

 3 Хлорид алюмінію 277,4 27,1

 РАЗОМ 1023,2 100,0

Таблиця 2.7

Склад і кількість реакційної маси виведеної з алкілатора

 Найменування

 Кг / год

 % Мас.

 Кмоль / год

 % Мовляв.

 1 Пропилен 34,0 0,1 0,81 0,2

 2 Пропан 1080,0 3,2 24,55 6,7

 3 Бензол 29244 49,8 219,00 59,4

 4 Етилбензол 358 1,1 3,38 0,9

 5 ізопропілбензол 14882 30,3 86,0 23,4

 6 Бутілбензоли 132,5 0,4 0,98 0,3

 7 поліалкілбензоли 4700 13,7 29,0 7,9

 8 Смоли 284,7 0,9 1,15 0,3

 9 Хлористий алюміній 277,4 0,8 1,41 0,4

 РАЗОМ 50992,6 100,0 356,28 100,0

Таблиця 2.8

Склад і кількість парів, що надходять з алкілатора в конденсатор 8

 Найменування

 Кг / год

 % Мас.

 Кмоль / год

 1 Етан 138 2,4 6,27

 2 Пропилен 111,8 1,5 2,65

 3 Пропан 4071 51,6 92,52

 4 Бензол 3260 41,3 41,8

 5 ізопропілбензол 250 3,2 2,4

 РАЗОМ 7830,8 100,0 145,64

Кількість бензолу, уносимое з пропанового фракцією з конденсатора 8 при температурі 400С

(101,45 0,24 78) / (7 - (0,24 + 0,02)) = 282 кг / год

де: 101,45 кмоль / год - кількість пропановой фракції; 0,24 і 0,02 МПа - пружність парів бензолу і изопропилбензола при температурі 400С.

Кількість бензолу, конденсирующегося в конденсаторі

3260 - 282 = 2978 кг / год

Приймається, що весь ИПБ конденсується.

Загальна кількість конденсату

29878 + 250 = 3228 кг / год

Таблиця 2.9

Склад і кількість пропановой фракції з конденсатора 8

 Найменування

 Кг / год

 % Мас.

 Кмоль / год

 % Мовляв.

 1 Етан 188,0 4,0 6,27 6,0

 2 Пропилен 111,8 2,4 2,66 2,5

 3 Пропан 4071,0 87,5 92,52 89,1

 4 Бензол 282,0 6,1 3,52 2,4

 РАЗОМ 4652,8 100,0 105,67 100,0

Кількість бензолу, уносимое з пропанового фракцією з конденсатора 51 при температурі 150С

(101,45 0,097 78) / (7 - 0,079) = 79 кг / год

де: 0,079 МПа - пружність парів бензолу при температурі 150С.

Кількість бензолу, конденсирующегося в конденсаторі 51

282 - 79 = 203 кг / год

Таблиця 2.10

Склад і кількість пропановой фракції, що надходить на абсорбцію в апарат 35 з конденсатора 51

 Найменування

 Кг / год

 % Мас.

 Кмоль / год

 % Мовляв.

 1 Етан 188,0 4,2 6,27 6,1

 2 Пропилен 111,8 2,6 2,66 2,5

 3 Пропан 4071,0 91,5 92,52 90,4

 4 Бензол 79,0 1,7 1,01 1,0

 РАЗОМ 4449,8 100,0 102,46 100,0

Таблиця 2.11

Склад і кількість реакційної маси після дроселювання до атмосферного тиску

 Найменування

 Кг / год

 % Мас.

 Кмоль / год

 % Мовляв.

 1 Пропилен 25,0 0,1 0,6 0,1

 2 Пропан 625,0 2,4 18,75 5,2

 3 Бензол 29244 50,2 218,72 60,8

 4 Етилбензол 358 1,1 3,38 0,9

 5 ізопропілбензол 14882 30,6 86,0 23,9

 6 Бутілбензоли 132 0,4 0,98 0,3

 7 поліалкілбензоли 4700,0 13,8 29,0 8,1

 8 Смоли 284,7 0,8 1,15 0,3

 9 Хлорид алюмінію 277,4 0,5 1,41 0,4

 РАЗОМ 50528,1 100,0 359,99 100,0

Таблиця 2.12

Склад і кількість реакційної маси після відстою, переданої в цех 15а

 Найменування

 Кг / год

 % Мас.

 Кмоль / год

 % Мовляв.

 1 Пропилен 25,0 0,1 0,6 0,1

 2 Пропан 625,0 2,5 17,75 5,2

 3 Бензол 29244 50,5 218,72 60,9

 4 Етилбензол 358 1,1 3,38 0,9

 5 ізопропілбензол 14882 30,8 86,0 24,1

 6 Бутілбензоли 132 0,4 0,98 0,3

 7 поліалкілбензоли 4700,0 13,8 29,0 8,2

 8 Смоли 284,7 0,8 1,15 0,3

 РАЗОМ 50250,7 100,0 358,58 100,0

Таблиця 2.13

Склад і кількість фракції поліалкілбензоли, що надходить на

абсорбцію

 Найменування

 Кг / год

 % Мас.

 1 Бензол 40,0 0,5

 2 Бутілбензоли 39,4 0,5

 3 поліалкілбензоли 7855,4 98,0

 4 Смоли 79,3 1,0

 РАЗОМ 8014,1 100,0

Таблиця 2.14

Склад і кількість пропановой фракції, що виходить з абсорбції

 Найменування

 Кг / год

 % Мас

 1 Пропилен 110,8 3,1

 2 Пропан 4051,0 96,5

 3 Бензол 10,0 0,4

 РАЗОМ 4171,8 100,0

Таблиця 2.15

Склад і кількість фракції поліалкілбензоли, що виходить з абсорбції

 Найменування

 Кг / год

 % Мас.

 1 Бензол 109,0 1,35

 2 Бутілбензоли 39,4 0,5

 3 поліалкілбензоли 7855 97,2

 4 Смоли 79,3 0,95

 РАЗОМ 8082,7 100,0

Таблиця 2.16

Зведений матеріальний баланс установки алкілування

 Надійшло Кг / год

 Отримано Кг / год

 Пропан-пропіленова фракція 9330 Реакційна маса 32 261,2

 Бензольна шихта 24187 Пропановая фракція 4193,0

 Поліалкілбензоли 4736 Пропановая фракція 1157,0

 Хлорид алюмінію 189 Механічні втрати 691,0

 Луг, в перерахунку на 100% 89,6 Хімзагрязнённая вода з отстойной ями 76 035,4

 Вуглеводні з цеху 14а 14,6

 Вода на розкладання комплексу 56 741,4

 Вода з цеху 15 1000

 Вода на промивання алкилата 18 000

 РАЗОМ 114 337,6 РАЗОМ 114337,6

2.5. Технологічний розрахунок вузла алкілування

Реактор призначений для здійснення реакції алкілування бензолу пропиленом в присутності хлориду алюмінію з метою отримання ІПБ.

Алкілування проводиться під тиском 0,4 МПа.

Температура в алкілаторе приймається 1220С.

Кількість випаруваного бензолу визначається з теплового балансу алкілатора.

Тепловий баланс алкілатора.

Прихід тепла. З бензольної шихтою при температурі 350С

35440 15,6 = 552864 ккал / год,

де: 15,6 ккал / кг - теплосодержание 1 кг бензольної шихти при температурі 350С.

2. Тепло реакції алкілування.

За практичним даними тепловий ефект реакції алкілування дорівнює 621 ккал / кг поглиненого пропілену та 811 ккал / кг поглиненого етилену

5507,4 621 + 94 811 = 3496329,4 ккал / ч

де: 5507,4; 94 кг / год кількість поглинених відповідно пропілену та етилену.

3. З пропан пропіленової фракції при температурі 150С

13641 0,4 15 = 81846 ккал / год

де: 0,4 ккал / кг0С - теплоємність ППФ при 150С.

4. З суспензією каталізатора при Т = 650С

1023,2 30,0 = 30696 ккал / год

де: 30,0 ккал / кг - теплосодержание 1 кг суспензії каталізатора при 650С.

5. З фракцією пабів при температурі 10С

4118,8 0,44 = 1810 ккал / год,

де: 0,44 ккал / кг - теплосодержание 1 кг фракції ПАБ.

6. З бензольні конденсатом при Т = 400С

(X - 79) 0,43 40 = 17,2 x - 1360 ккал / кг

де: x - кількість випаруваного бензолу і изопропилбензола;

0,43 ккал / кг0С - теплоємність 1 кг бензолу при 400С.

Загальний прихід тепла

552864 + 3496329 + 81846 + 30696 + 1810 + 17,2 x - 1360 = 4162185 + 17,2 x

Витрата тепла

1. З реакційної масою при t = 1220С

50992,6 59,5 = 3034059,7 ккал / ч

де: 59,5 ккал / кг - теплосодержание 1 кг реакційної маси при 1220С.

2. З відходять газами при температурі 1220С

7830,8 0,48 125 + (0,47 122 + 86) x = 458572 + 143,3 x

де: 7830,8 - кількість парів, що виходять з алкілатора (кг / год);

0,48 і 0,47 ккал / кг0С - теплоємність пропану і бензолу при 1220С.

3. Втрати тепла в навколишнє середовище

176000 ккал / год

Загальна витрата тепла

3034059,7 + 458572 + 143,3 х + 176000 = 3668631,7 + 143,3 х

Загальний баланс тепла

4162185,4 + 17,2 х = 3668631,7 + 143,3 х

Кількість випарувалися вуглеводнів

х = (4162185,4 - 3668631,7) / (143,3 - 17,2) = 3900 кг / год

Всього несеться вуглеводнів

3260 + 250 = 3510 кг / год,

що приблизно збігається з кількістю випарів вуглеводнів певним з теплового балансу алкілатора.

До установці приймається алкілатор діаметром 1600 мм. і висотою стовпа реакційної рідини 8,0 м.

Обсяг реакційної рідини в алкілаторе

1,620,785 8 = 16,1 м3

За практичним даними в 1 м3реакціонной рідині міститься 330 кг изопропилбензола.

Продуктивність одного алкілатора складе

16,1 - 330 = 5300 кг / год изопропилбензола.

Необхідна кількість робочих алкілаторов

14882/5300 = 2,81 ? 3 шт.

де: 14882 кг / год - кількість ИПБ, отриманого при алкилировании.

До установці приймається алкілатор у вигляді порожнистої колони з наступною характеристикою:

- Діаметр - 1600 мм.

- Висота циліндричної частини - 10305 мм.

- Матеріал - сталь вуглецева

- Кількість - 4шт. (+ 1 - резервний)

3. АВТОМАТИЗАЦІЯ І АСУТП

У нафтопереробної промисловості комплексної механізації та автоматизації приділяється велика увага. Це пояснюється складністю і високою швидкістю протікання технологічних процесів, а також чутливістю їх до порушення режиму, шкідливістю умов роботи, вибуху - і пожежонебезпекою переробляються речовин.

Автоматизація виробничих процесів є одним з основних напрямків технічного прогресу виробництва. Велике значення має автоматизація нафтопереробної промисловості. Автоматизація дозволяє збільшити продуктивність технологічного обладнання та продуктивність праці обслуговуючого персоналу, покращує якість продукції, підвищує безпеку роботи, попереджає забруднення атмосферного повітря, також дозволяє здійснювати нові високоінтенсивні процеси, недоступні при ручному управлінні.

Автоматизована система управління технологічними процесами (АСУТП) - це людино-машинна система, що забезпечує ефективне функціонування технологічного об'єкта на основі швидкої і точної інформації про стан об'єкта та вироблення відповідних команд управління об'єктом за допомогою засобів автоматизації та обчислювальної техніки. При цьому під технологічним об'єктом управління (ТОУ) розуміється технологічне обладнання і реалізовується у ньому технологічний процес виробництва або транспортування продукції.

Призначення, мета і функції АСУТП

АСУТП призначена для цілеспрямованого управління технологічними процесом і забезпечення інформацією суміжних і вищестоящих автоматизованих систем управління. Наприклад, технологи-оператори отримують оперативну інформацію в єдиному темпі (реальному часі) з технологічним процесом, що дозволяє їм своєчасно втрутитися в хід процесу, коригувати режими і навантаження машин і установок.

Метою АСУТП є забезпечення оптимального в певному сенсі функціонування технологічного процесу, наприклад, отримання максимального економічного ефекту з урахуванням планових, економічних і технічних обмежень. В окремому випадку це може бути максимальна продуктивність технологічного процесу при заданій якості продукту та вихідної сировини, мінімальна собівартість продукції, мінімальна витрата дорого сировини і т.п.

Функцією АСУТП називається сукупність її дій спрямованих на досягнення певної мети. Розрізняють три функції АСУТП: керуючу, інформаційну та допоміжну.

До керуючої функції АСУТП відносяться: програмні зміни режиму (пуск - зупинка машин і агрегатів, аварійні блокування, розподіл навантаження між агрегатами тощо);

логічне керування, наприклад, визначення «вузького місця» і узгодження навантажень технологічного обладнання; оптимізація сталого режиму технологічного процесу в цілому і режимів окремих видів технологічного обладнання; оптимальне управління перехідними режимами керованого процесу; автоматичне регулювання і стабілізація окремих параметрів технологічного процесу за допомогою одноконтурних, комбінованих і багатозв'язаних АСР; реалізація управління виконавчими органами. Інформаційна функція включає отримання, обробку та передачу інформації про стан ТОУ або зовнішньої сфери.

На допоміжні функції АСУТП покладаються контроль за правильністю її функціонування, реалізація і контроль інформаційного обміну з системами управління більш високого рівня, стеження за астрономічним часом і відлік часових інтервалів, впливу на відповідні кошти АСУТП т.д. [6].

У даному випадку об'єктом управління є процес алкілування бензолу пропиленом. Для ведення технологічного процесу вузол алкілування оснащений наступними засобами контролю і автоматики:

1.Автоматіческіе регулятори.

Первинні прилади регуляторів розташовані за місцем, в безпосередній близькості від добірних пристроїв. Вторинні прилади розташовані на щитах управління в операторної. Кожен з регуляторів може бути використаний як в автоматичному, так і в ручному режимах.

2. Автоматичні реєстратори.

Первинні прилади реєстраторів розташовані за місцем в безпосередній близькості від добірних пристроїв, вторинні - на щиті управління в операторної, комп'ютер - в операторної цеху.

3.Предупредітельная сигналізація.

Попереджувальна сигналізація технологічних і загальноцехових параметрів автоматичним включенням звукового (дзвінок або сирена) і світлового (лампа або табло) сигналів на щиті управління в операторної оповіщає обслуговуючий технологічний персонал про наближення якого-небудь технологічного параметра до гранично допустимого значення або досягненні яким-небудь Загальноцехові параметром гранично допустимого значення. Невжиття заходів обслуговуючим технологічним персоналом може призвести до порушення норм технологічного регламенту, технологічного режиму або аварійної зупинки.

Застосування засобів дистанційного керування параметрами дозволяє своєчасно реагувати на зміну в робочому середовищі апаратів. Автоматичне регулювання ведеться зі щита, в операторном відділенні, і, в аварійній ситуації, системою протиаварійного автоматичного захисту.

Управління технологічним процесом може здійснюватися автоматично, а у разі несправності можливо переключення повністю на ручне управління.

4. БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ І ОХОРОНА

НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Головним завданням охорони праці є забезпечення здоров'я та безпеки умов праці.

В отриманні ИПБ використовується бензол та іншу сировину, представлене в таблиці 4.1і 4.2.

Таблиця 4.1

Характеристика пожежонебезпечних та токсичних властивостей сировини, напівпродуктів, готової продукції та відходів виробництва.

 Найменування сировини, напівпродуктів, готової продукції (речовини,% мас.), Відходів виробництва

 Клас небезпеки

 (ГОСТ 12.1.

 005-88)

 Агрегатний

 стан

 при нормальних умовах Щільність парів (газу) по повітрю

 Питома вага для

 твердих і

 Рідких речовин, г / см 2

 Розчинність в

 воді,

 % Мас.

 Бензол

 Етилбензол

 Ізопропілбензол

 Фракція поліалкіл-

 Бензолів

 Бутілбензол

 Пропан-пропіленова фракція

 Їдкий натр

 Хлористий алюміній

 Смола поліалкілбензольная

 Гідроксохлорістий алюміній (алюмохлорід)

2

3

4

4

4

4

2

2

4

4

Ж

Ж

Ж

Ж

Ж

Г

Ж

 ТВ

Ж

Ж

 2,77 (3)

 3,70 (3)

 4,14 (3)

-

 4,62 (3)

 1,45 (3)

-

-

-

-

 0,8790 (2)

 0,8669 (2)

 0,861-0,863

 0,860-0,890

 0,8601 (2)

-

-

 2,47 (1)

-

-

 0,082 (2)

 (Г / 100мл)

 0,014 (2)

 (Г / 100мл)

 Н.Р. (2)

 Н.Р.

 Н.Р. (2)

 44,6 (2)

 (Г / 100мл)

 42 (1)

 44 (1)

 (Г / 100г)

-

-

Таблиця 4.2

 Найменування сировини, напівпродуктів, готової продукції (речовина,% мас), відходів виробниц-ва

 ГДК в повітрі робочої зони виробничих приміщень (мг / м 3) Характеристика токсичності (вплив на організм людини)

 Бензол 15/5

 Пари при високих концентраціях діють наркотично, шкідливо впливають на нервову систему, надають подразнюючу дію на шкіру та слизові оболонки очей. Має резорбтивного дією, проникає в організм через неушкоджену шкіру.

 Алергічними і кумулятивними властивості-

 ми не володіє. Канцероген

 Етилбензол 50 Пари викликають ураження крові та кровотворних органів, подразнення слизових оболонок, головний біль, запаморочення болі в області серця, подразнення шкіри. Може потрапляти в організм працюючих через органи дихання і шкіру.

 Ізопропілбензол 50 Пари при високих концентраціях діють на центральну нервову систему, кровотворні органи. Рідкий ИПБ подразнює шкіру і слізіс ті. При тривалому контакті розвиваються дерматити.

 Фракція поліалкіл-

 Бензолів 50 Діє на центральну нервову систему (наркотичне і частково судорожне дію), викликає зміна крові та кровотворних органів. Вдихання парів викликає запаморочення, нудоту, блювоту. При неодноразовому впливі на шкіру викликає сухість і роздратування.

 Бутілбензол 50 Дія аналогічно поліалкілбензоли.

 Пропан-пропілено-

 вая фракція 100 При перевищенні ГДК пари фракції надають наркотичну дію, можуть викликати головний біль, запаморочення, ослаблення дихання, порушення кровообігу, втрату свідомості. При попаданні на шкіру викликає її поразка, аналогічне опіку.

 Їдкий натр 0,5 (аерозоль)

 При попаданні на шкіру викликає її поразка (хімічні опіки), а при тривалій дії може викликати виразки та екземи. Сильно діє на слизові оболонки. При попаданні в очі викликає помутніння рогівки, ураження райдужної

 оболонки - сліпоту.

 Хлористий алюміній

 5 (по хлористому

 водню) У вологому повітрі продукт гідролізується з утворенням хлористого водню, який сильно дратує верхні дихальні шляхи і може викликати запалення слизових оболонок очей і дихальних шляхів.

 Смола поліалкіл-

 Бензольна 50 яляется токсичною.

 Гідроксохлорістий алюміній (алюмохлорід) 500 Володіє кіслотниім властивостями: рН 0,8-2,0. При попаданні на шкіру і в очі викликає хімічні опіки. При нагріванні подразнює дихальні шляхи.

Ізопропілбензол вважається небезпечним в силу своїх властивостей: температура спалаху 34 ° С; температура самозаймання 424 ° С; область займання 0,9 - 6,5% об .; ГДК 50 мг / м3; клас небезпеки 4.

Установка алкілування бензолу відноситься до пожежо-вибухонебезпечного виробництва, тому процес ведеться при високих температурах і значних тисках в апаратах і трубопроводах, високих електричних напружених у високовольтних електродвигунах насосів, за наявності горючих та токсичних нафтопродуктів і їх парів, сірководню, можливості утворення вибухонебезпечних сумішей парів нафтопродукту з повітрям і сполук, здатних до самозаймання.

Найбільш небезпечні місця в цеху:

- Катализаторной відділення І-14 - можливість виділення хлористого водню, розливу бензолу, займання парів, вибуху.

- Насосне відділення І-14 - можливість виділення бензолу, реакційної маси алкілування, пропан-пропіленової фракції при порушенні герметичності апаратів і трубопроводів. Створення вибухонебезпечних сумішей парів і газів з повітрям може призвести до вибуху, пожежі. Можливі опіки при попаданні на тіло і в очі лугу, алюмохлоріда.

- Зовнішня установка І-14 - можливість порушення цілісності трубопроводів, апаратів в результаті корозії, прориву на установку пропан-пропіленової фракції, бензолу, реакційної маси алкілування. Наявність відкритої отстойной ями.

Організація та проведення технологічного процесу повинні передбачати:

- Усунення безпосереднього контакту працюючих з вихідною сировиною, готовою продукцією, застосовуваними реагентами, виявляють шкідливий вплив;

- Автоматизацію процесу;

- Герметичність обладнання;

- Застосування засобів захисту працюючих;

- Своєчасне видалення розливів нафтопродуктів і реагентів, які є джерелом небезпечних і шкідливих виробничих факторів.

Контроль параметрів режиму здійснюється за показаннями контрольно-вимірювальних приладів, правильна робота яких поряд з працездатністю сигналізації та автоматичного захисту забезпечує безпечну експлуатацію обладнання.

Для контролю загазованості по нижньому концентраційні межі запалення у виробничих приміщеннях передбачені кошти автоматичного газового аналізу з сигналізацією, що спрацьовує при досягненні гранично-допустимої величини.

У всіх насосних цеху встановлені сигналізатори довибухонебезпечних концентрацій (СТХ-3У4):

у відділенні І-14 - 3 датчика,

у відділенні І-15 - 4 датчиків,

у відділенні І-15а - 1 датчик.

При досягненні концентрації вибухонебезпечних речовин 5-50% від нижньої концентраційної межі займання одночасно включається світлова та звукова сигналізація на пристроях захисту та сигналізації УЗС-10А в операторної І-14 і І-15 і за місцем установки датчика, світлова сигналізація перед входом в насосні, а також витяжна аварійна вентиляція, що блокується з сигналізаторами довибухонебезпечних концентрацій. При спрацьовуванні будь-якого датчика в насосній одночасно включаються всі аварійні вентилятори:

в насосній І-14 - АВ-14-15-16-18-19-20-21;

в насосній І-15 - АВ-10-11;

в насосній І-15а - АВ-5.

АВ-26 в катализаторной відділенні включається вручну.

Контроль за вмістом вибухонебезпечних і токсичних речовин у повітрі робочої зони проводиться згідно з планом-графіком контролю повітряного середовища у виробничих приміщеннях, затвердженим технічним директором ВАТ "Омський каучук" і погодженим з ЦГСЕН.

Охорона навколишнього середовища має велике значення, так як перевищення концентрацій багатьох речовин, які застосовуються на виробництві, може призвести до трагічних наслідків для навколишнього середовища і працівників цеху.

У цеху дуже багато точок викидів речовин у навколишнє середовище, і тому основною метою, поряд зі зменшенням собівартості продукції, є зниження частки викидів з виробництва.

Таблиця 4.1.

Викиди в атмосферу.

 Найменування джерела викиду Періодичність Температура ° С Склад викиду

 ГДК, мг / м 3 Доп. Кількість компонентів, кг / добу

 Вентиляційні викиди з насосного відділення Постійно 20 Пропан, бензол, ИПБ, пропилен, HCl

 33

 1.65

 16.5

 33

 1.65

 0.079

 0.150

 0.107

 0.082

 0.032

 Скруббер При завантаженні каталізатора 20 HCl 1.65 0.001

Таблиця 4.2.

Стічні води.

 Вид стоків Джерело освіти Вміст шкідливих речовин, мг / л Доп. кол-во скидаються речовин

 ХПВ Векальние стоки душових, умивальників, туалетів - -

 Оборотна вода ХЗВ

 Al - 25

 ИПБ - 35

 н / продукти- 5

 20

 28

4

 Пароконденсат у разі некондиції Залізо - 0,1

Таблиця 4.3

Рідкі відходи.

 Найменування відходу Періодичність хімсклад Клас небезпеки

 Гідроксохлорістий алюміній Постійно

 Al (OH) 2 Cl-20%

 H 2 O -80% 4

 Гідроокис алюмінію Постійно

 Al (OH) 3 - 1.57%

 H 2 O - 98.43% 4

Зменшення до або нижче регламентованого рівня (ГДК) або повна ліквідація забруднення атмосфери поряд з іншими технологічними показниками є одним з критеріїв якості роботи установки.

Для зниження виділення шкідливих викидів в атмосферу передбачаються наступні заходи:

- Суворий контроль над станом - торцевих і сальникових ущільнень працюють насосів;

- Скидання води, що подається на охолодження насосів, а також води після миття підлог насосних проводиться в промканалізаціі, обладнану гідрозатворами.

- Забезпечення чіткої та надійної роботи приладів розділу фаз, скидання зливових стоків з території установки в промислову каналізацію.

5. ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА ВИРОБНИЦТВА

Алкилірованієм

5.1. Розрахунок використання основних фондів

Таблиця 5.1.

Розрахунок режиму роботи обладнання

 Найменування Кількість днів

 Календарний час 365

 Час на капітальний ремонт 10

 Ефективний час роботи обладнання 355

5.2. Розрахунок чисельності робітників та фонду заробітної плати

5.2.1 Розрахунок балансу робочого часу

(5.1)

Номінальний фонд часу:

(5.2)

Ефективний фонд часу:

(5.3)

або 1454,2 години

Коефіцієнт невиходів:

(5.4)

Таблиця 5.2

Баланс робочого часу

 Найменування Дні

 Календарний час 365

 Святкові та вихідні дні 73

 Номінальний фонд часу 292

 Планові невиходи:

 Чергову відпустку 29,2

 Хвороби 8,7

 Відпустка по навчанню 2,92

 Державні обов'язки 5,84

 Разом планованих невиходів 49,58

 Ефективний час 242,24

Таблиця 5.3.

Чисельність робітників

 Професія Розряд

 Штатний

 норматив

 Кількість

 бригад

 Явочна

 чисельність

 Спискова

 чисельність

 Старший оператор 6 1 5 5 6

 Оператор 5 4 5 20 24

 Оператор 4 3 5 15 18

 Апаратник 5 10 5 50 60

 Машиніст 4 квітня 20 травня 24

 Разом - 22 5110132

5.2.2. Розрахунок річного фонду заробітної плати

1) Середньогодинна тарифна ставка, рублів:

6-й розряд - 54

5-й розряд - 47

4-й розряд - 39

Середньогодинна ставка,

(5.5)

2) Фонд заробітної плати за тарифом:

(5.6)

3) Премія, у розмірі 60%:

(5.7)

4) Доплата за роботу у вечірній час, в розмірі 25%:

(5.8)

5) Доплата за роботу в нічний час у розмірі 50%:

(5.9)

6) Основний фонд заробітної плати:

(5.10)

7) Додаткова заробітна плата:

(5.11)

8) Загальний фонд заробітної плати:

(5.12)

9) Відрахування до фонду соціального страхування в розмірі 27,5% від загального фонду:

(5.13)

5.3. Собівартість

5.3.1. Розрахунок витрат на реагенти та допоміжні матеріали для технології

Таблиця 5.4

Допоміжні матеріали і реагенти

 Найменування

 витрат

 Од.

 вим.

 Витрата

 на 1тн Витрата на весь випуск (125000 т)

 Кількість

 кг

 Ціна

 руб

 Сума

 руб

 К-сть

 кг

 Сума

 руб

 Натрій їдкий кг 5 4,24 21,2 625000 13250000

 Хлорид алюмінію кг 6,5 34,87 226,655 812500 28331875

 Разом кг - - 247,855 - 41581875

5.3.2 Розрахунок витрат на енергоресурси

Таблиця 5.5

Енерговитрати на виробництво ИПБ

 Найменування

 витрат

 Од.

 вим.

 Витрата

 на 1тн Витрата на весь випуск (125000 т)

 К-сть

 Ціна

 руб

 Сума

 руб К-сть

 Сума

 руб

 Водяна пара Гкал 2,1 294 617,4 262500 77175000

 Вода оборотна

 м 3 90 0,72 64,8 11250000 8100000

 Електроенергія Квт / год 20 1,8 36 2500000 4500000

 Холод Гкал 0,01 929 9,29 1250 1161250

 Разом - - 727,49 - 90936250

5.3.3 Розрахунок калькуляції собівартості продукції

Таблиця 5.6

Калькуляція собівартості продукції

 Найменування Кількість Собівартість Сума

 т / рік руб / т руб

 Бензол 99742 22968 2290874256

 Пропілен 48245 7379 355999855

 продукція калькульованих

 ИПБ 125000 21806 2725750000

 Етилбензол 3119 8519,88 26573505

 Бутілбензол 986 5084,74 5013554

 Абгази 36546,72 2172 79379475

 Разом 2836716534

5.3.4 Вартість основних фондів

Цех І-14-15 ОЗСК введений в експлуатацію в 1966 році, реконструкції заміни основного обладнання на підприємстві не проводилося.

На момент реконструкції вартість основних фондів цеху склала 8742041 рублів. На проведення реконструкції необхідно затратити 7919870 рублів.

Таблиця 5.7

Витрати на реконструкцію установки

 Найменування робіт і види матеріалів Одиниця виміру Кількість

 Ціна

 руб.

 Вартість

 руб.

 Труба 159 х 7

 Відведення 159 х 8

 Електроди УОНИ 13/45

 Датчики КВП

 Кабель

 Цегла

 Цемент

 Реактор

 Теплообмінник

 Сепаратор

 Ємність

 Насос

 Будівельно-монтажні роботи

т

 шт.

 кг

 шт

м

 шт

 кг

 шт

 шт

 шт

 шт

 шт

 2,5

 31

 12,5

 21

 200

 4995

 1250

2

6

6

2

4

 8200

 450

 120

 390

 35

4

7

 1500000

 530000

 120000

 150000

 130000

 20500

 13950

 1500

 8190

 7000

 19980

 8750

 3000000

 3180000

 720000

 300000

 520000

 120000

 Разом 7919870

Таким чином, вартість основних фондів після проведення реконструкції цеху І-14-15 складе 16661911 рублів.

5.4. Розрахунок техніко-економічних показників

5.4.1. Річна продуктивність по ИПБ: 125000 тон.

5.4.2. (5.14)

5.4.3. Питомі капітальні вкладення

(5.15)

5.4.4.

(5.16)

5.4.5.

(5.17)

5.4.6. (5.18)

приблизно 85 днів або 3 місяці.

Таблиця 5.8

Техніко-економічні показники

 Найменування показників Од. вим. За проектом

 Виробнича потужність т 125000

 Капітальні витрати руб. 7919870

 Чисельність робітників чол. 132

 Фондовіддача т / руб. 0,016

 Питомі капітальні вкладення руб. / Т 63,5

 Продуктивність праці т / чол. 946,5

 Собівартість 1 т продукції руб. 22235

 Прибуток на 1т продукції руб. 1616,52

 Прибуток на весь випуск руб. 35943507

 Рентабельність продукції% 7,3%

 Термін окупності міс. 3

Заключний

При вивченні виробництва изопропилбензола на ВАТ «Омський каучук» була розроблена структурна і технологічна схеми вузла алкілування бензолу пропиленом в присутності каталізатора - хлористого алюмінію. Також виявлені недоліки даного виробництва пов'язані з низькою регенеріруемой каталізаторного комплексу; велике споживання води, яке призводить до утворення хімзагрязненних стоків; агресивне середовище каталітичного комплексу викликає корозію апаратури; катализаторной комплекс є недостатньо стабільним і активним.

У зв'язку з цим необхідно шукати інші технологічні рішення організації виробництва изопропилбензола. Слід зазначити, що ряд недоліків можна уникнути, якщо використовувати в якості каталізаторів цеоліти і ионообменники.

7. Список використаних джерел

1. Б.Д. Кружалам «Спільне отримання фенолу і ацетону з кумола», М .: Гос. науч. вид-во хім. літ-ри, 1963 г, 236 с.

2. «Хімічна енциклопедія» під редакцією А.М. Прохоров та ін., М: Радянська енциклопедія, 1988 г, 624 с.

3. В.С. Тимофєєв, Л.А. Серафимів «Принципи технології основного органічного та нафтохімічного синтезу», М .: Вища школа, 2003 р, 536 с.

4. С.А. Ахметов, М.Х. Ішміяров, А.П. Верьовкін, Е.С. Докучаєв, Ю.М. Малишев «Технологія, економіка і автоматизація процесів переробки нафти і газу», М .: Хімія, 2005 р, 736 с.

5. І.І. Юкельсон «Технологія основного органічного синтезу», М: Хімія, 1968

6. І.В. Мозговий, А.Г. Нелін, Г.М. Давида, Є.Д. Скутіна «Технологія нафтохімічного синтезу. Мономери », Омськ, ОмГТУ, 2008р, 280 с.

7. «Хімічна енциклопедія» під редакцією І.Л. Кнунянц, М: Радянська енциклопедія, 1988р, 783 с

8.А.Г. Нелін, Г.М. Давида, Л.Н. Олійник, Є.Д. Скутіна «Основи проектування хіміко-технологічних процесів. Курсове проектування », Омськ: ОмГТУ, 2008., 168 с.

9.А.Н. Плановський, В.М. Рамм, С.З. Каган «Процеси та апарати хімічної технології», М: Госхіміздат, 1962 г, 846 с.

10.А.К. Мановян «Технологія первинної переробки нафти і природного газу», М: Хімія, 2001 р, 569 с.

11. І.В. Мозговий, Г.М. Давида, А.Г. Нелін, Є.Д. Скутіна «Дипломне проектування», Омськ, ОмГТУ, 101 с.
Фізико-хімічні основи адсорбційної очищення води від органічних речовин
Державна освітня установа вищої професійної освіти «Московський Державний Технічний Університет імені Н.Е. Баумана » Калузький філія Кафедра Промислової екології Курсова робота з курсу «Хімія довкілля» на тему «Фізико-хімічні основи адсорбційної очищення води від органічних речовин» Калуга,

Фізико-хімічні закономірності формування тонкоплівкових металополімерних систем з газової фази
Реферат "Фізико-хімічні закономірності формування тонкоплівкових металополімерних систем з газової фази" Введення Тонкоплівкові металлополімерниє матеріали (металізовані полімери, металеві вироби з тонким полімерним покриттям, багатошарові системи та ін.), Що формуються методами вакуумної

Банкрутство (неспроможність) юридичних осіб
Введення В будь-якій цивілізованій країні з розвиненою економічною системою одним з основних елементів механізму правового регулювання ринкових відносин є законодавство про неспроможність (банкрутстві). У даний момент нашій ринковій економіці властиві такі явища як спад промисловості, економічна

НайСильніші отрути XX віку
ГОУ ВПО «Курський Державний Медичний Університет» Кафедра фармацевтичної, токсикологічної і аналітичної хімії Реферат по токсикологічній хімії на тему «найСильніші отрути XX віку» Виконав: Ларин Сергій Перевірив: Рымарова Марина Вікторівна Курськ, 2009 План Введення 1. Історія отрут 2. Неорганічні

Властивості калію
Калій 19 K 1 серпня 2 серпня КАЛІЙ 39,098 4s 1 Людство знайоме з калієм більше півтора століть. У лекції, прочитаної в Лондоні 20 листопада 1807, Хемфрі Деві повідомив, що при електролізі їдкого калі він отримав "маленькі кульки з сильним металевим блиском ... Деякі з них зараз же після

Свинець і його властивості
Міністерство освіти і науки РФ Реферат «Свинець та її властивості» Виконав: Перевірив: -2007 СВИНЕЦЬ (лат. Plumbum), Pb, хімічний елемент IV групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 82, атомна маса 207,2. 1.Свойства Свинець зазвичай має брудно-сірий колір, хоча свіжий його

Облік неідеальності розчинів в кінетичних дослідженнях. "Ідеальні" і "неідеальні" поверхні в гетерогенному каталізі
Облік неідеальності розчинів в кінетичних дослідженнях Оскільки константа швидкості елементарної стадії включає коефіцієнти активності реагентів і перехідного стану (активованого комплексу), а константи рівноваги комплексів, що входять в матеріальний баланс по каталізатору, - коефіцієнти активності

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати