Аннотация 2
Введение 5
1 Описание существующего технологического процесса получения
изобутан - изобутиленовой фракции и изобутилена 6
1.1 Процесс дегидрирования изобутана на установке БК-2 6
1.2 Катализатор в процессе дегидрирования 10
2 Особенности процесса образования шлама, содержащего отработанный
алюмохромовый катализатор 13
2.1 Описание существующего гидромеханического метода очистки
контактного газа от катализаторной пыли 13
2.2 Захоронение отработанного алюмохромового катализатора в
шламонакопителе 16
3 Технические решения 19
3.1 Описание предлагаемой технологической схемы газоочистки 19
3.2 Виды электрофильтров 23
3.3 Материальный баланс и расчёт электрофильтра 27
3.4 Сравнительные преимущества сухой и гидромеханической очистки
газов от катализаторной пыли 44
Заключение 48
Список используемой литературы и используемых источников 49
Изобутилен - это бесцветный горючий газ, который получают путем дегидрирования изобутана. Реакция дегидрирования протекает при повышенной температуре и пониженном давлении. Дегидрирование изобутана в изобутилен происходит в реакторе при контакте с перегретым катализатором. Процесс организован по параллельно-периодической схеме. Стадии работы чередуются со стадиями регенерации катализатора, ввиду его закоксовывания. Получившийся в результате газ очищают гидромеханическим методом на установке БК2. Изобутилен, содержащийся во фракции, используется в производстве бутилкаучука и полиизобутилена как мономер в производстве изопрена, и как сырьё для производства метил-трет- бутилового эфира. При осуществлении процесса синтеза помимо получения реакционной массы содержащей целевой продукт, образуется шлам, содержащий в себе соединения алюминия и хрома. Утилизация этого отхода является сложной технической задачей и помимо прямых затрат энергетических и материальных ресурсов не может исключить нанесения ущерба окружающей среде. Шлам после первичного концентрирования размещается в шламохранилищах, что требует выделения значительных территории и, из-за длительности процесса биоремедитации, не решает проблему накопления данного вида отходов.
Целью бакалаврской работы является снижение образования отходов при производстве изобутилена методом дегидрирования.
Задачи бакалаврской работы:
• проанализировать процесс производства изобутилена и технологию очистки шламовой воды на примере установки БК-2;
• предложить технологию очистки контактного газа без использования гидромеханических методов;
• рассчитать материальный баланс нового процесса и основные параметры технологического оборудования.
Очистка контактного газа установки дегидрирования изобутана построена на использовании гидродинамических методов. Газы проходят скруббер, орошаемый водой. Из загрязненной воды выделяется шлам, осветленная вода направляется на циркуляцию в скруббер. Шлам содержащий частицы алюмохромового катализатора требует переработки. В данный момент он подвергается захоронению в шламонакопителе. Что нерационально и приводит к затратам, связанным непосредственно с получением шлама и повышенной нагрузки на окружающую среду.
Альтернативой данному способу является применение сухой очистки газа при помощи электрофильтра. Способ позволяет сохранить степень очистки, характерную для гидромеханического. В результате:
• отходы образуются в твердом виде и могут быть направлены в технологический цикл.
• отсутствует необходимость использования подготовленной воды в скруббере в размере 10-15 м3 /час.
• сокращается технологическое оборудование, используемое для очистки газа (скруббер, гидроциклон, фильтр-пресс, насосы).
Электрофильтр необходимый для реализации данного процесса, имеет следующие параметры:
• марка - УГ2-4 - 26;
• количество полей, шт - 4;
• температура на входе, оС - 475;
• гидравлическое сопротивление, Па - 15;
• площадь активного сечения, м2 - 0,3;
• расход электроэнергии, кВт/ч - 0,3;
• разрежение, Па - 400;
• допускаемая концентрация, г/м3 - 50.
