Аннотация 2
Введение 5
1 Литературный обзор 7
1.1 Спектрометрия комбинационного рассеяния света (КР) 9
1.2 УФ спектроскопия 14
1.3 ИК-спектроскопия 16
1.4 Лазерная спектроскопия 18
1.5 Спектрофотометрия 21
1.6 Хроматографические методы анализа 21
1.7 Акустические методы анализа 23
2 Патентный поиск 26
3 Экспериментальная часть 29
3.1 Реагенты и оборудование 29
3.2 Методика спектрофотометрического определения бензола. Определение максимума поглощения бензола 29
З.З Методика контроля содержания бензола в циклогексане методом ИК- спектроскопии 36
4 Обсуждение результатов 37
4.1 Спектрофотометрические исследования растворов бензола в циклогексане 37
4.2 Возможности ИК и КР-спектроскопии в дистанционном контроле за содержанием бензола в циклогексане 42
4.3 Разработка дистанционного метода аналитического контроля производства 45
5 Безопасность жизнедеятельности 55
6 Охрана окружающей среды узла гидрирования 59
Заключение 60
Список используемой литературы и используемых источников 61
На сегодняшний день химическая промышленность, химические производства являются одной из самых важных и значимых отраслей народного хозяйства. Доля химической промышленности в структуре ВВП России составляет около 6%, в структуре экспорта около 5%, в отрасли сосредоточено почти 7% основных фондов промышленности. Невозможно найти ни одну область человеческой деятельности, где бы не использовалась продукция химических производств.
Потребности в качественной продукции непрерывно растут как на внутреннем рынке, так и при экспорте в другие страны. Повышение качества производимой продукции немыслимо без развития и применения современных методов контроля химических производств. Актуальность исследований, направленных на совершенствование существующих и разработку новых методов аналитического контроля химических производств очевидна.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка дистанционного метода аналитического контроля производства циклогексана методом гидрирования бензола. Остаточный бензол в циклогексане определяет качество готового продукта. В результате выполненного литературного обзора было установлено, что наиболее точным и перспективным инструментальным методом определение остаточного бензола в циклогексане является метод ультрафиолетовой спектрофотометрии.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
• изучить существующие физико-химические методы анализа и выбрать наиболее перспективный;
• установить с помощью лабораторной проработки аналитические возможности выбранного метода;
• разработать схему дистанционного анализа;
• выработать рекомендации по аппаратному оформлению метода.
Актуальность данной работы заключается в установлении особенностей светопоглощающих свойств растворов бензола в циклогексане, позволивших объединить УФ-спектрофотометрию с непрерывным проточным анализом (НПА) и существенно упростить выполнение измерений. Анализатор располагается в цехе на выходном трубопроводе готового продукта. Анализ выполняется дистанционно.
Практическая значимость работы определяется возможностью непрерывного получения результатов измерения, позволяющих оперативно корректировать технологический процесс и поддерживать качество продукта на высоком уровне.
Предложенный в работе способ удалённой передачи данных с применением современных средств связи дает принципиальную возможность включения непрерывного дистанционного контроля качества в автоматизированную систему управления технологических процессов (АСУТП).
В представленной бакалаврской работе в результате выполненных исследований установлено, что:
• метод УФ-спектрофотомерии наиболее подходит для решения поставленной задачи - дистанционного контроля качества продукта;
• лабораторно был определен диапазон концентраций, обеспечивающий линейность калибровочного графика;
• установлена чувствительность метода, определены оптимальные условия для выполнения анализа остаточного бензола в циклогексане;
• показана перспективность использования методов ИК- и КР- в дистанционном контроле производства циклогексана из бензола;
• разработана схема непрерывного проточного анализа, предусматривающая возможность контроля и проверки работоспособности анализатора в процессе измерений;
• представлены технические решения по аппаратному оформлению исследуемого метода в условиях производства;
• выработаны рекомендации по выбору места пробоотбора и способу установки анализатора. была разработана схема непрерывного проточного анализа, предусматривающая возможность контроля и проверки работоспособности анализатора в процессе измерений, представлены технические решения по аппаратному оформлению исследуемого метода в условиях производства. Также рассмотрен блок обработки и передачи данных (БОД), с удаленной передачей сигнала разными способами.
На основании вышесказанного сделан вывод, что спектрофотометрический метод, совмещенный с непрерывным проточным анализом, можно рекомендовать в качестве дистанционного метода аналитического контроля производства циклогексана методом гидрирования бензола. Освещены вопросы техники безопасности охраны окружающей среды на установке.
