Аннотация 2
Введение 4
1 Теоретическая часть 5
1.1 Физико-химические свойства циклогексанона, его получение и
применение 5
1.2 Катализаторы, применяемые в производстве циклогексанона. Анализ
используемых импортозамещающих катализаторов в промышленности 8
1.3 Патентный поиск 12
2 Технологическая часть 17
2.1 Анализ существующей технологической схемы цеха №22 предприятия
ПАО «КуйбышевАзот» по получению циклогексанона 17
2.2 Регенерация катализатора 25
2.3 Автоматический анализ корпуса 707 27
2.4 Аналитический контроль корпуса 707 28
2.5 Недостатки существующей технологической схемы и пути их решения .
32
2.6 Оптимизация кальций цинкового катализатора. Способ его получения ... 35 3 Расчетная часть 39
3.1 Расчет материальных балансов реакторов, с использованием
существующего кальций цинкового катализатора и нового кальций цинкового катализатора с добавлением смеси терморасширенного графита и шунгита 39
3.2 Расчет тепловых балансов реакторов, с использованием существующего кальций цинкового катализатора и нового кальций цинкового катализатора с
добавлением смеси терморасширенного графита и шунгита 47
3.3 Определение необходимой поверхности теплообмена 60
Заключение 63
Список используемой литературы и используемых источников 64
В химической промышленности процессы дегидрирования играют очень важную роль. «Дегидрированием получают ненасыщенные соединения, представляющие большую ценность в качестве мономеров для производства синтетического каучука и пластических масс».
Данный процесс широко применяется в производстве получения циклогексанона, путем дегидрирования циклогексанола. Следует отметить, что применяемые установки для проведения данного процесса считаются выгодными, так как циклогексанон используется в качестве сырья для производства капролактама. На сегодняшний день получаемый капролактам из циклогексанона пользуется большим спросом на химическом и промышленном рынках.
Объектом исследования выступает технологическая схема установки дегидрирования циклогексанола в циклогексанон цеха №22 предприятия ПАО «КуйбышевАзот», производительностью 5500 кг/ч.
Предметом исследования является стадия дегидрирования
циклогексанола.
Цель выпускной квалификационной работы: повышение показателей активности и селективности используемого кальций цинкового катализатора в производстве циклогексанона, за счет повышения удельной поверхности и механической прочности [15].
Для достижения поставленной цели будут решаться следующие задачи:
• провести анализ применяемой технологической схемы установки дегидрирования в цехе №22 предприятия ПАО «КуйбышевАзот»;
• оптимизировать стадию дегидрирования с учетом использования того же самого катализатора, но с добавлением в него смеси терморасширенного графита и шунгита;
• составить расчет материального и теплового баланса. Произвести технологические расчеты оборудования.
После определения необходимой поверхности теплообмена можно сделать вывод, что существующая установка из 3 реакторов дегидрирования способна работать с применяемым новым кальций цинковым катализатором, обеспечивая тепловой режим процесса.
Заключение
В выпускной квалификационной работе была рассмотрена стадия дегидрирования циклогексанола цеха №22 предприятия ПАО «КуйбышевАзот» по получению циклогексанона. Проведя анализ применяемой технологической схемы, были выявлены недостатки, связанные с применением кальций цинкового катализатора, который не обладает достаточной удельной поверхностью, вследствие чего активность катализатора составляет 70%, а его селективность 95%.
Предложен вариант использования того же самого кальций цинкового катализатора, но с добавлением смеси терморасширенного графита и шунгита с соотношением 1:0,1. Проведя испытания на данном катализаторе в промышленных условиях, было выявлено, что он обладает достаточной удельной поверхностью и механической прочностью, вследствие чего активность катализатора составляет 93,6%, а его селективность 99,5%.
Согласно материальному балансу, новый катализатор увеличит количество получаемого циклогексанона на 2105,01 кг/ч на три агрегата. Следовательно, один агрегат будет вырабатывать циклогексанон в количестве 4362 кг/ч., вместо заявляемой мощности 3661 кг/ч, согласно регламенту цеха [23].
Согласно тепловому балансу, новый катализатор уменьшит тепловые потоки процесса дегидрирования, а именно подогрев исходных компонентов на 45%, вследствие чего тепло выходящих компонентов тоже снизится на 19%. Также следует отметить, что потери в окружающую среду уменьшаться на 14%.
Исходя из определения необходимой поверхности теплообмена, следует отметить, что существующая установка из 3 реакторов дегидрирования способна работать с применяемым новым кальций цинковым катализатором, обеспечивая тепловой режим процесса.
