Помощь студентам в учебе
Предложение технологических решений по модернизации «воздушного дыхания» стадии оксимирования на примере ПАО «Куйбышевазот»
|
Введение 4
1 Общая характеристика «Процесса производства капролактама цеха №37» и сущность процесса оксимирования 6
1.1 Характеристика производства капролактама цеха № 37 6
1.2 Характеристика производимой продукции 7
1.3 Приготовление циклогексаноноксима 8
1.4 Химизм процесса синтеза циклогексанооксима 15
1.5 Материальный баланс абсорбера 01/0810 очистки газа с ГАС
абсорбентом 22
2 Анализ существующих технологических скрубберов (абсорберов)
очистки и подачи отработанного воздуха с двух ступеней стадии оксимирования 28
2.1 Газоочистка с помощью абсорберов 28
2.2 Классификация скрубберов «мокрой очистки» 30
2.3 Описание существующей технологической схемы подачи и очистки
отработанного воздуха в абсорбер 32
2.4 Материальный баланс абсорбера с ГАС абсорбентом при нагрузке
14 м3/ч по циклогексанону 34
3 Предлагаемая схема подачи и очистки отработанного воздуха в
скруббер 43
3.1 Предлагаемая технологическая схема подачи и очистки
отработанного воздуха в абсорбер 43
3.2 Расчет абсорбера для предлагаемой схемы «воздушного дыхания» с
абсорбентом СА 46
Заключение 70
Список используемой литературы и используемых источников 72
Приложение A «Насадочный абсорбер» 76
Приложение В «Оросительные устройства» 77
1 Общая характеристика «Процесса производства капролактама цеха №37» и сущность процесса оксимирования 6
1.1 Характеристика производства капролактама цеха № 37 6
1.2 Характеристика производимой продукции 7
1.3 Приготовление циклогексаноноксима 8
1.4 Химизм процесса синтеза циклогексанооксима 15
1.5 Материальный баланс абсорбера 01/0810 очистки газа с ГАС
абсорбентом 22
2 Анализ существующих технологических скрубберов (абсорберов)
очистки и подачи отработанного воздуха с двух ступеней стадии оксимирования 28
2.1 Газоочистка с помощью абсорберов 28
2.2 Классификация скрубберов «мокрой очистки» 30
2.3 Описание существующей технологической схемы подачи и очистки
отработанного воздуха в абсорбер 32
2.4 Материальный баланс абсорбера с ГАС абсорбентом при нагрузке
14 м3/ч по циклогексанону 34
3 Предлагаемая схема подачи и очистки отработанного воздуха в
скруббер 43
3.1 Предлагаемая технологическая схема подачи и очистки
отработанного воздуха в абсорбер 43
3.2 Расчет абсорбера для предлагаемой схемы «воздушного дыхания» с
абсорбентом СА 46
Заключение 70
Список используемой литературы и используемых источников 72
Приложение A «Насадочный абсорбер» 76
Приложение В «Оросительные устройства» 77
«Синтез — получение из относительно простых веществ более сложных — играет важную роль в химии. По традиции, химические продукты, получаемые путем соединения или превращения молекул исходных компонентов, называют синтетическими, противопоставляя их природным веществам. Разрабатывая промышленные методы синтеза этих соединений, химики и технологи стремятся улучшить экономические показатели технологических процессов, т. е. повысить выход продукта реакции, уменьшить содержание примесей в нем, найти новые, более дешевые источники сырья. Цель синтеза - является получение и познание способов получения органических веществ вне живой природы. Ежегодно число органических соединений увеличивается на 300-400 тысяч. Подавляющее большинство этих новых веществ никогда не существовали в природе» [1].
«На промышленных предприятиях и в производствах применяют, как правило, разного рода синтез, как органический, так и неорганический, проводимый в специальных агрегатах, в состав которых входят: реакционная установка, или реактор, где непосредственно протекает процесс; вспомогательное оборудование - теплообменные аппараты (калориферы), насосы, тяго-дутьевое устройство (вентилятор, воздуходувка), сборники или буферные емкости, и система воздухоочистки, соответствующая проводимой реакции синтеза» [2].
В нашем случае для очистки отработанного воздуха по типу реакции синтеза подходят насадочные воздухоочистители (скрубберы), а точнее абсорберы.
«Абсорберы - это аппараты, которые используют для очищения твердых или газообразных сред от примесей, с использованием сорбента (в данном случае абсорбента) в различных химико-технологических процессах» [2].
«Абсорберы служат для поглощения газообразных веществ жидкими продуктами, а также и для других процессов. Так как абсорбция происходит на поверхности соприкосновения жидкой и газообразной фаз, то чем больше эта поверхность, тем быстрее и полнее происходит абсорбция» [2].
Достоинствами насадочных абсорберов является дешевизна, простота устройства, надежность и устойчивость процесса, недостатком — относительно небольшая производительность и большой объем аппарата.
В процессе производства циклогексаноноксима происходит выброс отработанного воздуха в атмосферу, для очистки воздуха используется насадочный абсорбер или скруббер позиции к 01/0810 для первой ступени оксимирования с выбросами паров аммиака, серной кислоты, циклогексанона и неэффективный «коллектор воздушек 2 ступени оксимирования» с постоянным нарушением выброса в атмосферу 5 мг/дм3 по циклогексаноноксиму.
Цель работы - повысить эффективность очистки отработанного воздуха стадии синтеза циклогексаноноксима, путем измения схемы доставки отработанного воздуха, конструкции аппарата очистки отработанного воздуха и снижения затрат основного сырья в процессе абсорбции.
Задачи работы:
1. Проанализировать процесс синтеза и возможность промышленного применения модернизированной системы «воздушного дыхания» стадии синтеза циклогексаноноксима.
2. Предложить модернизированную технологическую схему, с измененной обвязкой узла подачи и очистки отработанного воздуха в атмосферу.
3. Провести расчеты материального баланса и аппарата для очистки отработанного воздуха.
«На промышленных предприятиях и в производствах применяют, как правило, разного рода синтез, как органический, так и неорганический, проводимый в специальных агрегатах, в состав которых входят: реакционная установка, или реактор, где непосредственно протекает процесс; вспомогательное оборудование - теплообменные аппараты (калориферы), насосы, тяго-дутьевое устройство (вентилятор, воздуходувка), сборники или буферные емкости, и система воздухоочистки, соответствующая проводимой реакции синтеза» [2].
В нашем случае для очистки отработанного воздуха по типу реакции синтеза подходят насадочные воздухоочистители (скрубберы), а точнее абсорберы.
«Абсорберы - это аппараты, которые используют для очищения твердых или газообразных сред от примесей, с использованием сорбента (в данном случае абсорбента) в различных химико-технологических процессах» [2].
«Абсорберы служат для поглощения газообразных веществ жидкими продуктами, а также и для других процессов. Так как абсорбция происходит на поверхности соприкосновения жидкой и газообразной фаз, то чем больше эта поверхность, тем быстрее и полнее происходит абсорбция» [2].
Достоинствами насадочных абсорберов является дешевизна, простота устройства, надежность и устойчивость процесса, недостатком — относительно небольшая производительность и большой объем аппарата.
В процессе производства циклогексаноноксима происходит выброс отработанного воздуха в атмосферу, для очистки воздуха используется насадочный абсорбер или скруббер позиции к 01/0810 для первой ступени оксимирования с выбросами паров аммиака, серной кислоты, циклогексанона и неэффективный «коллектор воздушек 2 ступени оксимирования» с постоянным нарушением выброса в атмосферу 5 мг/дм3 по циклогексаноноксиму.
Цель работы - повысить эффективность очистки отработанного воздуха стадии синтеза циклогексаноноксима, путем измения схемы доставки отработанного воздуха, конструкции аппарата очистки отработанного воздуха и снижения затрат основного сырья в процессе абсорбции.
Задачи работы:
1. Проанализировать процесс синтеза и возможность промышленного применения модернизированной системы «воздушного дыхания» стадии синтеза циклогексаноноксима.
2. Предложить модернизированную технологическую схему, с измененной обвязкой узла подачи и очистки отработанного воздуха в атмосферу.
3. Провести расчеты материального баланса и аппарата для очистки отработанного воздуха.
В бакалаврской работе рассмотрен процесс получения циклогексаноноксима оксимированием циклогексанона гидроксидламинсульфатом с абсорбцией отработанных газов стадии; описаны физико-химические характеристики сырья и отработанных газов; описаны методы абсорбции газов и проанализирована схема абсорбции отработанных газов процесса синтеза; рассчитан материальный баланс насадочного абсорбера, проведена интенсификация аппарата абсорбции с изменениями его размеров и насадки, для повышения качества абсорбции отходящих газов реакции, изменен схема «воздушного дыхания» стадии окимирования и изменен абсорбент на более экономичный.
В процессе синтеза циклогексанооксима используется не эффективное оборудование, для очистки отработанных газов стадии.
Преимущество этого способа абсорбции отходящих газов является его дешевизна, долговечность и простота обслуживания, с помощью данного метода абсорбции при соответствующей замене насадочных тел керамических колец Рашига размера 50х50х5 мм на пластиковые седла «Инталлокс» размером 38 и замене абсорбента с гидроксиламинсульфат на сульфата аммония, мы получаем прирост качества фильтрации с 80% до 99,5% очищенной воздушной среды, уменьшаются технические габариты аппарата, уменьшаются экономические затраты при использовании предложенного абсорбента, благодаря этому появляется возможность очистки отработанных газов второй ступени оксимирования. Поскольку абсорбент является одним из побочных полупродуктов сырья синтеза циклогексаноноксима, используется в гидрозатворах и буферных емкостях стадии, он не теряется как отход, а возвращается обратно в процесс приходя с 1 ступени оксимирования, делая поток перелива более ламинарным, и делает этот метод абсорбции так же безотходным.
Проведенные расчеты показали, что:
1. Преимуществом данного способа абсорбции отходящих газов и применяемого абсорбера является его дешевизна, долговечность и простота обслуживания.
2. Благодаря модифицированной технологической схеме «воздушного дыхания» отходящие газы 2 ступени стадии оксимирования тоже поглощаются абсорбентом и очищаются перед выходом в атмосферу.
3. Предложенная замена насадки позволяет увеличить эффективность очистки отходящих газов реакции на 20 - 25%.
4. Замена абсорбента с ГАС на СА экономически выгодно, поскольку производство ГАС обходится дороже в 6 раз.
5. Предложенный способ очистки газовых выбросов со стадии оксимирования с эффективностью удаляет около 99,5% С 6Н г 0О + С 6Н r 0N О Н .
В процессе синтеза циклогексанооксима используется не эффективное оборудование, для очистки отработанных газов стадии.
Преимущество этого способа абсорбции отходящих газов является его дешевизна, долговечность и простота обслуживания, с помощью данного метода абсорбции при соответствующей замене насадочных тел керамических колец Рашига размера 50х50х5 мм на пластиковые седла «Инталлокс» размером 38 и замене абсорбента с гидроксиламинсульфат на сульфата аммония, мы получаем прирост качества фильтрации с 80% до 99,5% очищенной воздушной среды, уменьшаются технические габариты аппарата, уменьшаются экономические затраты при использовании предложенного абсорбента, благодаря этому появляется возможность очистки отработанных газов второй ступени оксимирования. Поскольку абсорбент является одним из побочных полупродуктов сырья синтеза циклогексаноноксима, используется в гидрозатворах и буферных емкостях стадии, он не теряется как отход, а возвращается обратно в процесс приходя с 1 ступени оксимирования, делая поток перелива более ламинарным, и делает этот метод абсорбции так же безотходным.
Проведенные расчеты показали, что:
1. Преимуществом данного способа абсорбции отходящих газов и применяемого абсорбера является его дешевизна, долговечность и простота обслуживания.
2. Благодаря модифицированной технологической схеме «воздушного дыхания» отходящие газы 2 ступени стадии оксимирования тоже поглощаются абсорбентом и очищаются перед выходом в атмосферу.
3. Предложенная замена насадки позволяет увеличить эффективность очистки отходящих газов реакции на 20 - 25%.
4. Замена абсорбента с ГАС на СА экономически выгодно, поскольку производство ГАС обходится дороже в 6 раз.
5. Предложенный способ очистки газовых выбросов со стадии оксимирования с эффективностью удаляет около 99,5% С 6Н г 0О + С 6Н r 0N О Н .