Введение 5
1 Общие сведения об изопрене 6
1.1 Физические свойства изопрена 6
1.2 Области применения изопрена 9
1.3 Промышленные способы получения изопрена 9
1.3.1 Синтетические методы получения 9
1.3.2 Дегидрирование изопентана 10
1.3.3 Получение из пиролизной С 5 фракции 11
1.4 Физико-химические основы получения изопрена из изобутилена
формальдегида на стадии разложения ДМД 11
1.5 Технология получения изопрена из изобутилена и формальдегида 12
1.6 Катализатор процесса на стадии разложения ДМД при получении
изопрена 14
2 Совершенствование процесса разложения 4,4 — диметил 1,3 — диоксана с получением изопрена 17
2.1 Технологическая схема и описание технологического процесса
разложения диметилдиоксана 17
2.1.1 Цикл контактирования 20
2.1.2 Цикл регенерации 20
2.1.3 Дожиг газов регенерации 21
2.2 Материальный баланс стадии регенерации катализатора и дожига
газов регенерации 23
2.2.1 Материальный баланс стадии регенерации катализатора 23
2.2.2 Материальный баланс дожига газов регенерации 27
2.3. Тепловой баланс регенерации катализатора в реакторе разложения и дожига 29
2.3.1 Тепловой баланс регенерации катализатора в реакторе разложения ДМД 29
2.3.2 Тепловой баланс реактора дожита 33
2.4. Расчёт испарителя ДМД 36
2.5 Расчёт перегревателя ДМД 40
Заключение 44
Список используемой литературы и используемых источников 45
Нефтехимическая промышленность является лидирующей в мире по объемам выпускаемой продукции, частью которой является синтетический каучук - сырьё, применяемое для изготовления резиновых изделий (различных шин, изоляций проводов, производства медицинских приборов). Каучук был разработан во второй половине 19 века, но технология производства и требуемое оборудование появилось только в 20 веке. Способ изготовления синтетического каучука был представлен российским ученым Лебедевым С.В.
Россия является крупнейшим производителем изопренового каучука, с долей не менее 50% в мире. В Самарской области производится пятая часть российского объема синтетического каучука на предприятии ООО «Тольяттикаучук», в число которых входят различные виды: изопреновые, бутилкаучуки, сополимерные. Производство изопренового каучука на предприятии ООО «Тольяттикаучук» началось в 1963 году и с тех пор процесс совершенствуется и оптимизируется. «Изопреновый каучук самый востребованный среди искусственных каучуков и занимает господствующее положение в общем объеме производства каучуков. Химическая структура изопрена практически идентична натуральному каучуку, поэтому их свойства схожи» [6].
Цель работы: проанализировать установку по разложению диметилдиоксана и найти пути снижения себестоимости продукции за счет внедрения вторичных энергоресурсов и совершенствования технологического процесса при производстве изопрена.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-изучить технологическую схему с описанием технологического про-цесса разложения диметилдиоксана
- провести расчёты материальных потоков и теплового баланса
В бакалаврской работе проведен анализ способов получения изопрена на основе научно - технической и патентной литературе. В настоящее время в химической промышленности РФ используется процесс получения изопрена из изобутилена и формальдегида через диметидиоксан. На первой стадии получают диметилдиоксан в жидкофазном процессе взаимодействуя с изобутиленом и формальдегидом в присутствии кислот катализатора. На второй стадии проводят разложение диметидиоксана в паровой фазе в присутствии водяного пара на кальций - фосфатном катализторе.
Данная работа направлена на совершенствование процесса разложения 4,4-диметил-1,3- диоксана с получением изопрена., который является энергозатратным и характеризуется значительными газовыми выбросами в атмосферу. В работе представлена принципиальная технологическая схема с описанием технологического процесса разложения 4,4 — диметил — 1,3 диоксана, рассчитаны материальный расчёт и тепловой баланс стадии газов регенерации катализатора и реактора дожига. В связи с этим предлагается исключить подачу дополнительного количества воздуха в реактор дожига, который подаётся в настоящее время в количестве 1600кг/час при 1=100оС и исключить потери тепла на нагрев воздуха.
Предложено использовать газы регенерации после реактора дожига для нагрева газообразной шихты диметилдиоксана перегревателя №2 и тем самым снизить потребление газа в паровых печах №8. Проведение окисления окиси углерода до двуокиси углерода без дополнительного количества воздуха позволяет исключить выбросы СО в атмосферу и увеличит эффективность использования вторичного тепла.
Предложенные решения позволят снизить себестоимость изопрена, вредные выбросы в атмосферу и потребление воздуха в ООО «Тольяттикаучук».
