Курсовая работа Производство дивинила. ДИВИНИЛ 3 вариант. Производство дивинила

Название	Производство дивинила
Анкор	Курсовая работа Производство дивинила
Дата	12.06.2020
Размер	487.42 Kb.
Формат файла
Имя файла	ДИВИНИЛ 3 вариант.docx
Тип	Курсовая #129815
страница	3 из 3

1 2 3

Таблица 4. Оптимальные условия процесса

Описание технологической схемы

1-нагреватель сырья; 2-печь; 3-реакторы; 4-“закалочный” аппарат; 5-скруббер; 6,11- холодильники; 7- турбокомпрессор; 8- абсорбер; 9- десорбер; 10- стабилизирующая колонна (депропанизатор); 12- топка; 13-котёл-утилизатор.

Через подогреватель 1 н-бутан поступает в печь 2, где нагревается до 600—620ºС и направляется в один из реакторов 3, который работает на дегидрирование. Из реактора контактный газ, пройдя для «закалки» аппарат 4, подается в скруббер 5, в котором охлаждается холодным маслом, циркулирующим через холодильник 6. Охлажденный в скруббере газ сжимается в турбокомпрессоре 7 до давления 1,3 МПа и направляется в абсорбер 8. Из верхней части абсорбера выходит водородсодержащий топливный газ, а раствор углеводородов в абсорбенте подается в десорбер 9. В верхней части десорбера отгоняется фракция С₃ — С₄, а абсорбент через холодильник 11 возвращается на орошение абсорбера 8. В качестве абсорбента используется высококипящая углеводородная фракция С₅. Фракция С3-C4 из верхней части десорбера 9 поступает в колонну 10 (депропанизатор), где из нее отгоняется пропан. Оставшаяся фракция С4 с содержанием бутадиена-1,3 от 11 до 13% масс. направляется на выделение бутадиена, а бутан-бутиленовая фракция возвращается в виде рецикла на дегидрирование, присоединяясь к свежему н-бутану. По окончании цикла дегидрирования поток углеводородного сырья переключается на другой реактор, а первый продувается сначала водяным паром для удаления сорбированных катализатором углеводородов, а затем для регенерации катализатора топочными газами с небольшим содержанием кислорода из топки 12. Теплота газообразных продуктов регенерации катализатора используется для выработки технологического пара в котле-утилизаторе 13.

Основной аппарат технологической схемы - реактор дегидрирования (контактный аппарат). Это цилиндр из стали с диаметром 6 м и длиной 12-14 м, расположенный горизонтально и футерованный внутри огнеупорным материалом. Внутри реактора расположены решетки из керамических плит, на которых размещены слои катализатора.

подогрев

Функциональная схема

нагрев
н-бутан пар

горение

утилизация

дегидриров-е
газ

закалка

охлаждение

охлаждение
воздух вода

сжатие

абсорбция
топливный газ

охлаждение

отгонка

десорбция
бутадиен-1,3

Операторная схема

Структурная схема

N₃₁

3

1

2
N₀₁ N₁₂ N₂₃ N₃₀₁

N₂₀N₃₀₂

блок смешения; 2- дегидрирование; 3- разделение

Обозначения потоков:

01 – свежий н-бутан

12 – смесь свежего н-бутана с оборотной бутан-бутеновой фракцией

20 – кокс

23 – газовая смесь на выходе из реактора

31 –рециркулирующий н-бутан и бутилен

301 – очищенный дивинил

302 – газовая смесь после очистки дивинила (водород, метан, этилен, этан, пропилен, пропан)

Расчет материального баланса ХТС

Данные для расчета

Показатель

Вариант 3

Конверсия н-бутана, %

23

Селективность процесса, %

50

Состав газа после выделения углеводородов С₄, мольн. доли:

Н₂

0,45

СН₄

0,21

С₂Н₄

0,075

С₂Н₆

0,085

С₃Н₆

0,085

С₃Н₈

0,095

Базис расчета, кг дивинила

2000

Составление уравнений

Для блока 1 составляем уравнение по н-бутану:

Для блока 2 составляем базисное уравнение по дивинилу:

Отсюда:

Количество непрореагировавшего н-бутана (на рецикл):

Количество н-бутана, израсходованное на побочные реакции:

По уравнениям реакций (4) и (5) находим количество углерода:

По реакции (5)

По реакции (4)

Составляем уравнение по С:

)

Количество углерода, образовавшегося по реакции (4):

По уравнению для блока 1 рассчитываем количество исходного н-бутана:

Рассчитываем количество рециркулирующих н-бутиленов:

Рециркулирующий газ содержит

60% бутана и 40% бутиленов, следовательно

Рассчитываем количество газов после выделения углеводородов С4:

Водород:

Метан:

Этен:

Этан:

Пропен:

Пропан:

Рассчитываем массы веществ:

Исходный н-бутан:

Рециркулирующие газы:

Масса углерода:

Масса газов:

кг

Результаты занесем в таблицу 5.

Таблица 5. Материальный баланс химико-технологической системы «Производство дивинила» на 1500 кг дивинила

Приход			Расход
компонент	Масса,кг	%масс.	компонент	Масса,кг	%масс.
н-бутан			дивинил	2000	46,492
исходный		100	углерод		0,383
исходный		100	водород		2,869
			метан		10,714
			этен		6,696
			этан		8,131
			пропен		11,384
			пропан		13,331
			Невязка	-5,48697	0,127
всего		100	всего	4301,783262	100

Поточная диаграмма:

сырье

Подготовка сырья

Синтез
отходы

Разделение
отходы

рецикл

продукт

Расчет технологических показателей

Стехиометрический расходный коэффициент по сырью:

Практический расходный коэффициент по сырью:

Выход целевого продукта:

Степень превращения: Будет равна 100%, так как бутан из схемы не выходит

Селективность:

Вывод

В настоящее время в промышленности для производства бутадиена используются двух- и одностадийное дегидрирование бутана. Процесс получения бутадиена из этилового спирта является старым, по технико-экономическим показателям, значительно уступающим дегидрированию бутана и выделению бутадиена из пиролизных фракций. Объем производства бутадиена из этилового спирта все время сокращается, в то же время увеличивается выделение бутадиена из пиролизной фракции.

Двухстадийным методом бутадиен получается с меньшим количеством примесей и выход бутадиена выше, чем в одностадийном методе получения.

Список используемой литературы

1. Аверко-Антонович Л.А. Химия и технология синтетического каучука. - М.: Химия, Колос, 2008. - 357 с.

2. Еремина Е. А. и др. Справочник по химии/ Еремина Е. А., Еремин В. В., Кузьменко Н. Е. — М.: Дрофа, 1996. — 208 с.

3. Кононова Г.Н., Сафонов В.В., Егорова Е.В. Расчет материального баланса химико-технологических систем интегральным методом. — М.:ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2007. —30 с.

4. Мухленов И. П. Основы химической технологии: учебник для студентов ВУЗов / Мухленов И. П., Горштейн А. Е., Тумаркина Е. С., Тамбовцева В. А. под ред Мухленова И. П. — 3-е изд. перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1983. ,-335 с.

5. Оганесян. Э. Т. Руководство по химии: справ. пособие. — М.: Высш. школа, 1987. — 399 с.

6. Сборник заданий и методических указаний по расчету материального баланса химико-технологических производств. Учебно-методическое пособие./Авт.: Брук Л.Г., Егорова Е.Г., Кононова Г.Н., Сафонов В.В., Смирнова С.Н., Чабан Н.Г., Шварц А.Л. Под ред. Брука Л.Г., Кононовой Г.Н., Сафонова В.В. Изд. 3-е, перераб. — М.: ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2008. — 72 с.

7. Соколов Р. С. Химическая технология: учебное пособие для студентов ВУЗов: в 2 томах: Гуманит. Изд. центр ВЛАДОС, 2003.т.2. — 368 с.

8. План развития газо- и нефтехимии России на период до 2030 года, Москва, 2012. 153 с.

9. Краткий справочник физико-химических величин. Издание девятое/ Под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой. – СПб.: Специальная Литература, 1998. –232с.: ил.

10. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.

11. Варгафтик Н.Б. Справочник по физическим свойствам газов и жидкостей. – М.: Физматгиз, 1963, 108 с.

12. Стэлл Таблицы упругости паров индивидуальных углеводородов, 1949.

13. Айнштейн В.Г., Захаров М.К., Носов Г.А. и др. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. – М.: Логос – Высшая школа, 2002. – 1758 с.

14. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. М., Химия, 1991.

15. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. М., Машиностроение, 1970.

Приложение.

16. Стандартные кожухотрубные теплообменные аппараты общего назначения. Каталог. М., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1988.

1 2 3