Баранов . ЗИС. Тематика поиска Ректификация С4С5 фракции парафиновых углеводородов Аннтотация к работе
 Скачать 22.39 Kb.
|
|
Баранов С.С ХЕМО-02-18 Задание по ЗИС 1 часть. Тематика поиска : Ректификация С4-С5 фракции парафиновых углеводородов Аннтотация к работе : Технологические схемы разделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), газов крекинга и пиролиза представляют собой многоколонные установки, часто имеющие не только прямые, но и обратные материальные связи между колоннами. Мощность единичных установок по сырью достигает 750-1000 тыс. тонн в год. Процессы разделения многокомпонентных смесей органических продуктов являются одними из самых сложных и энергоемких в химической и нефтехимической промышленности. Ректификация является одним из наиболее распространенных методов разделения, характеризуется низким коэффициентом полезного действия и высокими удельными затратами энергии. Все это делает актуальной задачу снижения их энергопотребления, поскольку даже незначительное снижение энергозатрат может оказать положительный эффект на экономику производства в целом. Ключевые слова поиска : Ректификация, Разделение, парафины , энергосбережение. Количество найденных результатов в базе ФИПС: 89 Выбранный патент : Способ получения парафиновых теплоаккумулирующих материалов и устройство для его осуществления. Прототип : Известен способ получения индивидуальных н-алканов путем их выделения из жидких парафинов методом карбамидной депарафинизации (US 4070410A, 24.01.1978). Этот способ заключается в контактировании жидкого парафина с кристаллическим карбамидом в присутствии активатора, образовании комплекса, его промывки, нагрева на 2-5°С выше температуры разложения и постепенного выделения индивидуальных н-алканов. Недостатками указанного способа являются высокая стоимость процесса, сложность аппаратурного оформления и ограниченный диапазон температур плавления (5-30°С) получаемых ПТАМ. Известен также способ приготовления композиции различных ПТАМ, состоящих из смесей чистых н-алканов (US 20160090521 А1, 31.03.2016). Этот способ заключается в смешении чистых н-октадекана и н-гексадекана и/или н-гептадекана в заданных концентрациях, позволяющих достичь высокого значения скрытой теплоты плавления ПТАМ. Недостатком указанного способа является высокая цена получаемых ПТАМ, в несколько раз превышающая стоимость товарных аналогов. Формула изобретения : 1. Способ получения парафиновых теплоаккумулирующих материалов, характеризующийся тем, что состоит из этапов: - на блоке вакуумной ректификации нагревают парафин С14-С17 в теплообменнике, а затем нагревают в печи; - направляют парафин С14-С17 в первую ректификационную колонну, оборудованную стриппингом, системой создания вакуума и холодильником, при этом в нижнюю часть первой ректификационной колонны и стриппинга вводят водяной пар; - отводят нецелевую н-алкановую фракцию С14-С15 с верхней части первой ректификационной колонны и нецелевую н-алкановую фракцию С17 с нижней части первой ректификационной колонны в виде остатка; - выделяют в стриппинге целевую широкую н-алкановую фракцию С16 и подают сначала на нагрев в печь, а затем, в качестве сырья, во вторую ректификационную колонну, в нижнюю часть которой вводят водяной пар, оборудованную системой создания вакуума и холодильником; - разделяют широкую н-алкановую фракцию С16 на две более узкие по н-алкановому составу фракции ректификата и остатка во второй ректификационной колонне; - полученные на блоке вакуумной ректификации фракции ректификата и остатка последовательно перерабатывают на блоке адсорбционной очистки; - после последовательной переработки на блоке адсорбционной очистки, полученные очищенные и стабильные н-алкановые фракции ректификата и остатка подают для переработки на блок кристаллизационного фракционирования; - на блоке кристаллизационного фракционирования фракцию ректификата или остаточную фракцию нагревают на 4-6°С выше температуры помутнения и загружают в кристаллизатор; - в процессе кристаллизации начальную стадию кристаллизации проводят при низких значениях скорости охлаждения сырья 0,3-2,0°С/час с последующим ее постепенным увеличением до 10°С/час на конечной стадии кристаллизации; - по завершении процесса кристаллизации, образованную суспензию, при постоянной температуре и медленном перемешивании, подают насосом на мембранный фильтр-пресс; - в результате фильтрации суспензии получают лепешку парафина , осушают ее нисходящим потоком инертного газа и сжимают мембраной фильтр-пресса, при этом значение температуры инертного газа находится в пределах ±1°С по сравнению со значением температуры лепешки; - после осушки инертным газом и сжатия парафиновой лепешки мембраной фильтр-пресса, сжатую лепешку сбрасывают в обогреваемую емкость, где ее расплавляют; - затем расплав жидкой лепешки и полученный ранее на фильтр-прессе фильтрат откачивают в соответствующие резервуары парка товарной продукции. 2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что блок адсорбционной очистки расположен перед блоком кристаллизационного фракционирования. 3. Устройство для получения парафиновых теплоаккумулирующих материалов для осуществления способа по п. 1, характеризующееся тем, что содержит цилиндрический корпус с верхним выпуклым днищем-крышкой и нижним коническим днищем-крышкой, штуцер ввода сырья и штуцер подачи инертного газа, выполненные на верхнем выпуклом днище-крышке, а также штуцер вывода суспензии, выполненный в нижней части нижнего конического днища-крышки, при этом внутри корпуса расположены две соосные вращающиеся мешалки, одна из которых выполнена с пластинчатыми элементами для радиального перемешивания, а вторая - с лопастями для осевого перемешивания, каждая из которых имеет свой привод, при этом цилиндрический корпус устройства имеет внешнюю рубашку охлаждения, снабженную нижним штуцером ввода циркулирующего хладоносителя во внутреннее пространство рубашки и верхним штуцером вывода хладоносителя, причем между пластинчатыми элементами мешалки для радиального перемешивания и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса выполнен фиксированный зазор, а мешалка для осевого перемешивания имеет дополнительную лопасть. 4. Устройство по п. 3, характеризующееся тем, что привод мешалки для радиального перемешивания установлен на верхнем днище-крышке, а привод мешалки для осевого перемешивания установлен на нижнем днище-крышке. 5. Устройство по п. 3, характеризующееся тем, что мешалки выполнены с возможностью вращения, как в противоположном, так и в одинаковом направлении относительно друг друга. 6. Устройство по п. 3, характеризующееся тем, что дополнительная лопасть мешалки для осевого перемешивания расположена в зоне штуцера вывода суспензии. 7. Устройство по п. 3, характеризующееся тем, что внутри цилиндрического корпуса расположен многоточечный датчик температуры. 8. Устройство по п. 3, характеризующееся тем, что мешалка для радиального перемешивания оснащена кольцом жесткости. Ограничительная часть: Способ получения парафиновых теплоаккумулирующих материалов, характеризующийся тем, что состоит нескольких этапов ,в которых определены конструктивные особенности аппаратов . Отличительная часть : Технической задачей, которую решает предлагаемое техническое решение, является получение парафиновых теплоаккумулирующих материалов узкого фракционного (н-алканового) состава с улучшением экономических показателей их производства, используя способ кристаллизационного фракционирования и устройство для его осуществления. Независимые пункты: 1 пункт является независимым. Поскольку в нем отражены главные характеристики этапов производства. Из него вытекают все остальные. Зависимые пункты: 2,3,4,5,6,7,8 являются зависимыми. ( 2 от 1 ; 3 от 1 ; 4,5,6,7,8 от 3) Недостатки формулы: узкие по н-алкановому составу фракции ректификата и остатка во второй ректификационной колонне 2 часть. Вариативная часть. Вариант 4. Предлагается новый способ получения водорода. Интерес представляет получение водорода (как альтернативного источника энергии: по теплотворной способности 1 кг водорода эквивалентен 3 кг бензина или 2.4 кг метана) из природного газа. Суть изобретения: получение водорода осуществляют путем пропускания природного газа при температуре 300-1300 ̊С над металлический катализатором, который представляет собой наночастицы кобальта, нанесенные на носитель. Возможные аналоги: 1) В настоящее время водород производят паровым риформингом метана [ХХХ], при этом образуется в огромном количестве диоксид углерода (например, при паровом риформинге метана на 1 тонну водорода получается 9 тонн углекислого газа), также требуются дополнительные стадии очистки водорода. 2) Известен метод [XXX] получения водорода крекингом природного газа с использованием катализатора, содержащего наночастицы рутения (платинового металла). При этом при температуре до 1300 ̊С образуется водород и твердый… Название: Способ получения водорода из природного газа Аналоги имеют недостатки, которые можно устранить при использовании предложенного способа: - в аналоге 2 используется дорогостоящий металл, поэтому предложенный способ, в котором используется более дешевый металл на носителе, позволит снизить затраты на катализатор для данного процесса; - аналог 1 сопровождается образованием огромного количества побочного диоксида углерода, что также требует дополнительных стадий очистки, а предложенный способ позволит получать водород с большей селективностью; - предложенный способ позволяет снизить энергозатраты, связанные с необходимостью поддержания высоких температур (риформинг из аналога 1 – процесс эндотермический; в аналоге 2 – температуры до 1300 °С), так как процесс можно проводить, начиная с 300 °С. Прототип – аналог 2. Формула изобретения 1. Способ получения водорода из природного газа, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют наночастицы кобальта, нанесённые на носитель. 2. Способ по п. 1, отличающий тем, что процесс проводят в диапазоне температур 300-1300 °С. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве продуктов не образуется твердых побочных соединений. |