Введение 5
1 Технологический процесс получения изобутан - изобутиленовой
фракции и изобутилена 7
1.1 Процесс дегидрирования изобутана на установке - БК-2 7
1.2 Процесс очистки от катализаторной пыли 11
1.3 Катализатор в процессе дегидрирования 12
2 Отходы отработанного алюмохромового катализатора 14
2.1 Отходы установки БК-2 14
2.2 Шламонакопитель для отработанных алюмохромовых
катализаторов 15
2.3 Проблемы утилизации отработанного алюмохромового шлама.. 17
2.4 Применение отработанных алюмохромовых катализаторов 19
3 Анализ экологической безопасности установки 20
3.1 Описание токсичных свойств сырья, полупродуктов, готовой
продукции и отходов производства 20
3.2 Воздействие шестивалентного хрома на человека и
окружающую среду 20
4 Аналитический контроль и показатели 22
4.1 Состав циркуляционной воды 22
4.2 Состав шлама в отстойнике 22
4.3 Аналитический контроль 23
5 Технические решения 25
5.1 Измененная технологическая схема очистки газа 25
5.2 Отстойник 26
5.3 Гидроциклон 27
5.4 Способ разгрузки слива 28
5.5 Достоинство и недостатки гидроциклона 30
5.6 Вспомогательное оборудование 31
6 Технологические расчёты 36
6.1 Расчёт классификатора 36
6.2 Расчёт камерного фильтр-пресса 41
7 Экономический расчёт 43
Заключение 52
Список используемых источников 54
Приложение А 57
Приложение Б 60
Приложение В
Химическая и нефтехимическая промышленность в Самарской области относится к базовой отрасли экономики области и производит более 10% синтетических каучуков от производства в России. Бутилкаучук - синтетический каучук, получаемый на основе изобутилена. Его применяют в автомобильном производстве для изготовления резиновых и других материалов, химической и другой промышленности. Данный материал обладает важными свойствами, устойчивостью к разного рода факторам разрушения, намного лучше натурального каучука.
На промышленной площадке ООО «СИБУР Тольятти» имеется производство изобутан - изобутиленовой фракции (ИИФиИ), оно введено в эксплуатацию в 1980 году. Проектная мощность составляет сто тысяч тонн изобутилена в год. Мощность производства на 2017 год составила 140 тысяч тонн изобутилена во фракции. Фракция изобутан-изобутиленовая - это промежуточный продукт при получении изобутилена. Изобутилен, содержащийся во фракции, используется в производстве бутилкаучука и полиизобутилена как мономер в производстве изопрена, и как сырьё для производства метил-трет-бутилового эфира. Процесс получения фракции разработан МИИМСК г. Ярославль.
Установка БК-2 предназначена для дегидрирования изобутана в изобутилен в «кипящем» слое катализатора. Далее контактный газ с установки БК-2 поступает на выделение ИИФиИ, получаемый разделением контактного газа способами охлаждения, конденсации, компримирования, абсорбции и ректификации. Процесс дегидрирования в «кипящем» слое алюмохромового катализатора был разработан ОАО «НИИ Ярсинтез» (НИИМСК) в начале 1960-х годов.
До 2014 года установка БК-2 работала на одном реакторном блоке с нагрузкой в 25 тонн сырья. Но в связи с высокой рентабельностью синтетических каучуков, для увеличения выпуска продукции в 2014 году проводились испытания реакторного блока на определение максимальной нагрузки на один реакторный блок. Эксперимент прошел удачно. В 2016 году руководство тольяттинской промышленной площадки приняло решение о включении в параллельную работу двух блоков дегидрирования. При увеличении нагрузки, увеличивается расход катализатора. В связи с этим, в настоящее время имеется проблема на установке БК-2 - превышение допустимой нормы количества твердых частиц отработанного алюмохромового катализатора, содержащихся в циркуляционной шламовой воде.
В дипломной работе был рассмотрен метод совершенствования очистки циркуляционной воды на примете БК-2, ООО «СИБУР Тольятти». Для выполнения поставленной цели мы изучили технологический процесс УДИ БК-2, а также методику отбора проб на содержание частиц алюмохромового катализатора в воде; провели анализ состава циркуляционной воды и предложили техническое решение по её очистке. Также выполнили расчет производительности аппарата и определили стоимость предложенного оборудования.
Выбранный нами метод совершенствования очистки циркуляционной воды посредством установки напорного гидроциклона от твердых и взвешенных частиц алюмохромового катализатора на первой ступени очистки шламовой воды сможет повысить качество её очистки в отстойнике.
Таким образом, мы сможем решать следующие проблемы: снизить образования свищей на трубопроводах и насосном оборудовании; исключить проблему с промывкой временно отключенных участков трубопровода (ранее он подвергался засору отработанными алюмохромовыми катализаторами) и, сгущая пульпу, иметь очищенную от взвесей и твердых частиц воду.
Для снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду, мы предлагаем установить дополнительное оборудование для обезвоживания шлама при помощи автоматического камерного фильтр-пресса. Шлам представляет собой глинозем, который в дальнейшем будет реализовываться сторонними организациями для использования в производственных целях.
При установке дополнительного оборудования шлам будет обезвоживаться и выходить в виде полусухого продукта. Вода образованная после отжима и прессовки шлама в фильтр-прессе будет поступать в замкнутую систему технологического цикла. Данная установка также позволить сэкономить природные исчерпаемые ресурсы глины и сократить антропогенную нагрузку на окружающую среду посредством исключения сооружений шламонакопителей. Кроме того, установка дополнительного оборудования позволит ООО «СИБУР Тольятти» иметь некоторый доход.
