Введение 11
1 Литературный обзор 12
1.1 Современные технологии алкилирования бензола этиленом 13
1.2 Современные способы очистки промышленных сточных вод 17
1.3 Методы очистки промышленных сточных вод от соединений алюминия 25
2 Объекты и методыисследования 34
2.1 Химизм процесса алкилирования и механизм реакций 35
2.2 Катализатор и технологическая схема отделения алкилирования 36
3 Гидродинамическое моделирование 40
3.1 Задание модели 42
3.2 Генерация расчетной сетки 44
3.3 Определение макрокинетической области протекания процесса 46
4 Результаты гидродинамического моделирования 49
4.1 Определение эффективности использования патрубков для ввода возвратного
каталитического комплекса и бензола 49
4.2 Модификация расположения патрубков смесительной установки 53
4.3 Определение возможности уменьшения расхода возвратного каталитического
комплекса в смесительное устройство 55
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 57
5.1 Потенциальные потребители результатов исследования 57
5.2 Анализ конкурентных технических решений 58
5.3 SWOT-анализ 59
5.4 Планирование управления научно-техническим проектом 60
5.5 Бюджет научно-технического исследования 63
5.6 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и экономической
эффективности исследования 67
5.7 Выводы по разделу 69
6 Социальная ответственность 70
6.1 Производственная безопасность 70
6.2. Экологическая безопасность 82
6.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 83
6.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 86
6.5 Выводы по разделу 87
Список использованных источников
Одним из наиболее прогрессивно развивающихся направлений нефтехимии является получение этилбензола - необходимого полуфабриката в производстве стирола.
На сегодняшнем этапе развития процессов алкилирования, существует ряд проблем. Так, наличие сопутствующих побочных реакций, в том числе, вследствие наличия нежелательных примесей в сырье, приводит к необходимости повышения селективности процесса при одновременном поддержании стабильного качества продукции.
Применение устаревших кислотных катализаторов на большинстве действующих производств вызывает коррозию оборудования, а высокая опасность производства требует строгого следования технологическому регламенту. При этом, большие затраты на реконструкцию - переход действующих установок на твердые катализаторы зачастую нецелесообразны.
В решении различных задач нефтепереработки и нефтехимии хорошо зарекомендовал себя метод гидродинамического моделирования, который является действенным инструментом для повышения эффективности работы установок алкилирования.
Основой актуальной проблемой, возникающей, при эксплуатации установок получения этилбензола является образование большого количества загрязненных катионами алюминия сточных вод.
Таким образом, целью работы является оценка с использованием программного обеспечения Comsol Multiphysics целесообразности проведения реконструкции смесительного устройства в технологии алкилирования для снижения расхода хлорида алюминия.
1 Занько Н. Г., Безопасность жизнедеятельности: учебник / Н. Г. Занько, К. Р. Малаян, О. Н. Русак ; под ред. О. Н. Русака. — 13—е изд., испр. — СПб. ; М.: Лань, 2010 (Архангельск). — 671 с.
2 Сайт. Информационно—справочный портал о медицине «Мед— инфо». - Режим доступа: http://www.medinfo.ru/mednews/7590.html, вход свободный.
3 Сайт. Информационно—справочный журнал ««The Chemical Journal». - Режим доступа: http://tcj.ru/, вход свободный.
4 Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: учеб.для вузов - 4—е изд., перераб. и доп. / Н.Н. Лебедев. - М.: Химия, —1988. - 592 с.: ил.
5 Способ получения этилбензола: патент Рос. Федерация № 2267476; заявл. 20.09.04; опубл. 10.01.06, Бюл. № - 5 с.
6 Справочник нефтехимика. Том 2 / под ред. С.К.Огородникова. - Л: Химия, 1978. С.100—103.
7 Способ получения изопропилбензола: патент Рос. Федерация № 247717; заявл. 21.10.11; опубл. 20.03.11, Бюл № - 8 с.
8 Фам Т.Х. Моделирование и оптимизация совмещенных реакционно— ректификационных процессов: Автореф. дис. к—та техн. наук. - М., 1997. - 18 с.
9 Promotors for controlling acidity and pore size of zeolite catalysts for use in alkylation: патент США № 0255397 А1, заявл. 24.06.2008; опубл. 16.10.2008, Бюл № - 9 с.
10 M. Han. Study on the alkylation of benzene with propylene over HP zeolite // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical - 2003. - P 175-184.
11 J. Fu. Study on alkylation of benzene with propylene over MCM—22 zeolite catalyst by in situ IR // Catalysis Communications- 2005. - №6. - P 770-776.
12 Герзелиев, И.М. Синтез этилбензола на цеолитных катализаторах/ И.М. Герзелиев [и др.] // Нефтехимия. - 2009. - Т. 49, № 1. — С. 62—68.
13 Каталитическая композиция и способ трансалкилирования
ароматических углеводородов: патент Рос.Федерация № 2351393,
опубл.15.12.2003. опубл. 27.01.2006, Бюл № - 25 с. 67.
14 Intrinsic kinetics of the alkylation of benzene with propylene over beta zeolite catalyst. Kinet. Catal. 2001, 42(4), pp. 533 - 538.
15 Чубенко, М. Н. Разработка технологий очистки производственных стоков с утилизацией соединений меди и цинка : автореф. дис... канд. техн. наук : 05.17.01 / Чубенко Мария Николаевна ; Иван. гос. хим.—технол. ун—т. — 2004. — 18 с.
16 Никитина, Т. В. Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов композиционными фильтрами / Т. В. Никитина, Н. А Собгайда, Л. Н. Ольшанская // Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология. Доклады 5—й Международной конференции «Композит — 2010». — Саратов, 2010. — С. 446—448.
17 Сайт. Информационно—справочный портал о системах
водоподготовки и очистки сточных вод «Медиана—фильтр». - Режим доступа: http://mediana—eco.ru/information/electrochem, вход свободный.
18 Мовчан С.И. Усовершенствование технологии обработки сточных вод гальванического производства // Науковий вюник бущвництва. - 2010. - № 60 - С. 291-295.
19 Ильин В.И. Новые технические решения электрохимической очистки сточных вод от соединений цветных металлов // Экология промышленного производства. - 2012. — № 4. - С. 62- 65.
20 Буренин, В. В. Очистка производственных сточных вод от загрязняющих примесей [Текст] / В.В. Буренин // Безопасность жизнедеятельности. — 2010. — № 2. — С. 15—20.
21 Цибулько А.А., Цибулько Т.Ю. и др. Закономерности извлечения растворимых в воде металлов углеродным сорбентом Техносорб. Извлечение алюминия // Вестник омского университета. - 1998. - № 4. - С. 26-28.
22 Подольская, З. В. Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов с использованием гальваношламов / З. В. Подольская, В. В. Семенов, М. В. Бузаева, Е. С. Климов.: // Доклады 4 — ой Международной научной конференции. — Шарм Эль Шейх, 2009. — С. 51—52.
23 Adil Denizli, Ridvan Say, Erhan Piskin. Removal of aluminium by Alizarin Yellow—attached magnetic poly—(2 hydroxyethyl methacrylate) beads // Reactive and Functional Polymers. - 2003. - № 66. - Р. 99-107.
24 Mohamad Nasir Orthman, Md. Pausi Abdullah, Yang Abd. Aziz. Removal of aluminium from drinking water // Sains Malaysiana. - 2010. - № 39 (1). - Р. 51-55
25 Пат Eu EP1266866 A1// Treatment of aluminium containing waste waters / Henrik Olsson, Anders Gylling et al.; № 2017225 A2l; Заявлено 4.06.2008; Опубл. 21.01.2009;
26 Пат RU(11) 2468997(13) C1, 2001 // Способ очистки сточных вод от ионов алюминия / Мазитов Леонид Асхатович; № 2468997; Заявлено 06.09.2011; Опубл. 07.12.2012; НКИ 24 - 4с.
27 Пат RU(11) 2472890(13) C1, 2001 // Способ получения
фибриллированных целлюлозных волокон / Мазитов Леонид Асхатович; № 2472890; Заявлено 11.08.2011; НКИ 24 - 4с.
28 Пат RU(11) 2164895(13) C2, 2001 // Способ очистки сточных вод от соединений алюминия / Еганова Л.С.,Карманов А.Н и др; № 2164895; Заявлено 21.06.1999; Опубл. 10.04.2001; НКИ 21 - 2001 - 5 с.
29 Ильин В.И. Разработка технологических решений по очистке промышленных сточных вод до предельно допустимых концентраций // Экология промышленного производства. - 2011. — № 1. - С. 66-68.
30 Зосин А.П., Приймак Т.И., Маслобоев В.А., Сулименко Л.П., Алеев Н.Г. Разработка режимов очистки технологических стоков от катионов цветных
и тяжелых металлов методом ионной флотации с применением флокулянта ВПК—402 // Экология промышленного производства. - 2007. - № 3. - с. 24-28.
31 Быкова Г.С., Шаталаев И.С. и др. Доочистка загрязненной металлами воды наядой мелкозубчатой // Известия Самарского научного центра РАН. - 2010, № 1-8. - С. 2100-2103.
32 Pablo Ladeiro, Angel Gudina, Luz Herrero. Aluminium removal from wastewater by refused beach cast seaweed. Equilibrium and dynamic studies // Journal of Hazardous Materials. - 2010. - № 178. - Р. 861-866.
33 Тимофеев В.С. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза: учебное пособие для вузов / В.С. Тимофеев, Л.А. Серафимов. - 2—е изд., перераб. - М.: Высшая школа, 2003. - 536 с.
34 Сайт. Chemguide. Helping you to understand chemistry. - Режим доступа: www.chemguide.co.uk, вход свободный.
35 Технологический регламент производства этилбензола цеха 126/127 ОАО «АЗП»
36 Технологическая инструкция по эксплуатации отделения алкилирования и приготовления катализаторного комплекса производства этилбензола цеха 126/127 ОАО «АЗП»
37 Бесков В.С., Флокк В. Моделирование каталитических процессов и реакторов.- М: Химия, 1991. - 256 c.
38 Сайт. COMSOL Inc. - Режим доступа: www.comsol.ru, вход свободный.
39 Франк—Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. - М.: Наука, 1987. - 502 c.
40 Чижиумов С. Д. Основы гидродинамики : Учебное пособие / С. Д. Чижиумов. - Комсомольск-на-Амуре : ГОУВПО «КнАГТУ», 2007. - 106 с.
41 Коркодинов Я. А. Обзор семейства к - s моделей для моделирования турбулентности / Пермский национальный исследовательский политехнический университет, режим доступа: http://vestnik.pstu.ru
42 Туровец О.Г. Вопросы экономики и организации производства в дипломных проектах. М.: Высш. шк., 1988. - 98 с.
43 Волкова Л. Методика проведения SWOT-анализа [Электронный ресурс] // URL: http://m-arket.narod.ru/S_StrAn/SWOT.html.
44 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение: учебно-методическое пособие / Криницына З.В., Видяев И.Г.; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. - 73 с.
45 ГОСТ 9385-2013 Этилбензол технический. Технические условия
46 ГОСТ 9572-93. Бензол нефтяной. Технические условия.
47 ГОСТ 25070-87. Этилен. Технические условия.
48 ГОСТ 2769-92 . Хлорэтил. Технические условия.
49 ГОСТ 3759-75 Реактивы. Алюминий хлористый 6-водный.
Технические условия.
50 СН 2.2.4/2.1.8.562-96. 2.2.4. Физические факторы производственной среды. 2.1.8. Физические факторы окружающей природной среды. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Санитарные нормы.
51 ГОСТ 12.0.004-90 "Система стандартов безопасности труда.
Организация обучения безопасности труда. Общие положения"
52 СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к
персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».
53 Федеральный закон Российской Федерации от 28 декабря 2013 г. N 426-ФЗ "О специальной оценке условий труда".
54 СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»
55 СанПиН2.2.4.1294-03 «Гигиенические требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных помещений».
56 СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к
персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».
57 СанПиН 2.2.2.542-96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».
58 Технический регламент о требованиях пожарной безопасности № 123-ФЗ