ВВЕДЕНИЕ
1ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1Литературный обзор
1.1.1Получение изобутилена методом дегидрирования изобутана
1.1.2Получение изобутилена дегидратацией изобутилового спирта
1.1.3Извлечение изобутилена из С4 фракций
1.1.3.1Выделение изобутилена с помощью серной кислоты
1.1.3.2Извлечение изобутилена жидкостной гидратацией в
присутствии катионообменных смол
1.1.4Физико-химические основы процесса дегидрирования
1.2Патентный поиск
2ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1Предлагаемое техническое решение
2.2Описание технологического процесса и схемы
2.2.1Дегидрирование изобутана (установка ДИ, схема № 1)
2.2.2Выделение изобутан-изобутановой фракции (установка ВИИФ,
схема № 2)
2.3Схемы материальных потоков установок
2.3.1Материальные потоки установки дегидрирования изобутана
2.3.2Материальные потоки установки выделения изобутан-изобутиленовой фракции
2.4Характеристика производимой продукции
2.5Аналитический контроль технологического процесса
3РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
3.1Расчет материального баланса для колонны стабилизации
3.2Расчет теплового баланса для колонны стабилизации
3.3Расчет материального баланса конденсатора
3.4Расчет теплового баланса конденсатора
3.5Расчет необходимой поверхности теплообмена
3.6Расчет гидравлического сопротивления
3.7Вывод по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
В настоящее время объемы мирового производства высокомолекулярных соединений (полимеров) исчисляются сотнями миллионов тонн в год. Ни одна отрасль промышленности не может в полной мере следовать современным темпам развития без полимеров. Продолжаются научные исследования как по совершенствованию свойств и химической структуры существующих высокомолекулярных соединений., так и по синтезу новых.
Среди огромного количества различных полимеров значительную часть занимает производство синтетического каучука, мощности которого непрерывно наращиваются.
На российском рыке каучуков можно выделить несколько крупных производителей синтетического каучука (СК), это заводы «СИБУР» холдинга, «Нижнекамскнефтехим», «Стерлитамак Синтез Каучук», «Омск Синтез Каучук» и «Ефремов Синтез Каучук». Порядка 90 % всего
отечественного выпуска синтетического каучука принадлежит двум крупнейшим предприятиям - «Нижнекамскнефтехим» и «СИБУР» холдингу. На данный момент под контролем «СИБУР» находится практически 60 % всего производства синтетического каучука в России (включая завод в Стерлитамаке). Среди заводов группы «СИБУР» два крупных производителя СК, это - «ВоронежСК», на долю которого приходится около 20 %
производства СК и «СИБУР Тольятти» - более 20 %.
Основной продукцией «СИБУР Тольятти» являются синтетические каучуки различных марок: бутилкаучук, изопреновый каучук, сополимерные эмульсионные каучуки. Также предприятие занимается производством углеводородных фракций, продуктов органического и неорганического синтеза, мономеров, полимеров, присадок для автомобильных топлив.
Продукция «СИБУР Тольятти» поставляется практически во все страны мира. Синтетическим каучуком обеспечиваются страны СНГ: Беларусь, Казахстан, Украина, Узбекистан; также осуществляется экспорт в такие страны как: Австрия, Бельгия, Болгария, Великобритания, Вьетнам, Германия, Индия, Испания, Италия, Китай, Корея, Латвия, Литва, Люксембург, Малайзия, Марокко, Нидерланды, ОАЭ, Польша, Румыния, Сербия, Сингапур, Словакия, США, Тайвань, Таиланд, Турция, Чехия, Эстония.
Основным сырьем для производства каучука на предприятии является изобутилен, который получают каталитическим дегидрированием изобутана. Помимо того, что изобутилен применяют как мономер для производства каучука, из него также получают изопрен (по реакции конденсации изобутилена с формальдегидом) и метил-трет-бутиловый эфир (путем селективного взаимодействия с метанолом).
Производство изобутилена представляет собой следующее:
• Установка дегидрирования изобутана:
-прием, испарение и перегрев сырья;
-процесс каталитического дегидрирования;
-промывка и охлаждение контактного и дымового газов;
•Установка выделения изобутан-изобутиленовой фракции:
-компримирование и конденсация контактного газа;
-абсорбция несконденсировавшихся углеводородов С4;
-десорбция углеводородов С4;
-стабилизация изобутан-изобутиленовой фракции;
-ректификация ИИФ от тяжелых углеводородов;
•Установка выделения концентрированного изобутилена
-гидратация изобутилена в триметилкарбинол
-отделение ТМК от непрореагировавших реагентов;
-дегидратация ТМК в изобутилен.
В процессе дегидрирования изобутана помимо основного продукта - изобутилена - образуются более 10 % побочных продуктов: углекислый газ, водород, метан, этан, этилен, пропан, пропилен. Отходящая метан-этан- пропановая фракция используется в производстве метанольной присадки для автомобильных топлив.
Целью данной работы является модернизация блока стабилизации ИИФ установки выделении ИИФ.
Задачи работы:
-изучить производство изобутан-изобутиленовой фракции и изобутилена;
-рассчитать материальный и тепловой баланс аппарата Дф-33;
-показать возможность выделения дополнительного продукта;
-провести модернизацию технологической схемы блока стабилизации ИИФ;
-рассчитать и подобрать дополнительный кожухотрубчатый теплообменник.
В данной выпускной квалификационной работе предложен способ модернизации блока стабилизации изобутан-изобутиленовой фракции (ИИФ) путем ввода в технологическую схему дополнительного теплообменного аппарата для более качественной конденсации углеводородов С4 газовой фазы, выходящей из колонны стабилизации ИИФ. В следствие чего предполагается снижение количество углеводородов С4 в пропан пропиленовой фракции (111 КФ).
1.Проанализированы технологические показатели работы
производства изобутан-изобутиленовой фракции и изобутилена и выявлена проблема действующей установки выделения ИИФ.
2.Проведен анализ литературных источников по тематике работы.
3.Показана возможность выделения дополнительного продукта, являющегося побочным при каталитическом дегидрировании изобутана.
4.Рассчитаны материальные и тепловые балансы колонны стабилизации и конденсатора.
5.Предложно решение по модернизации действующей установки.
6.Проведен расчет и подбор дополнительного кожухотрубчатого теплообменного аппарата.
