Аннотация 2
1 Литературный обзор 7
1.1 Влияние циклопентадиена на процессы полимеризации 7
1.2 Способы очистки от циклопентадиена 8
1.2.1 Гидрирование циклопентадиена 8
1.2.2 Химические методы связывания циклопентадиена с помощью
различных реагентов 10
1.2.3 Полимеризационная очистка от циклопентадиена 10
1.3 Химизм реакции взаимодействия циклопентадиена с карбонильными
соединениями 12
1.4 Патентный анализ способов очистки изопентановой фракции от
циклопентадиена и карбонильных соединений 14
2 Технологическая часть 16
2.1 Общая характеристика производства 16
2.2 Принципиальная технологическая схема процесса очистки изопентановой фракции от циклопентадиена и карбонильных соединений 16
2.3 Описание технологической схемы процесса очистки изопентановой
фракции от циклопентадиена и карбонильных соединений 17
2.3.1 Химическая очистка изопентана от циклопентадиена 17
2.3.2 Отмывка изопентана от карбонильных соединений 19
2.4 Характеристика сырья и производимой продукции 20
2.5 Характеристика основного оборудования процесса очистки изопентановой фракции от циклопентадиена и карбонильных соединений 21
2.6 Параметры основных этапов процесса очистки изопентановой фракции
от циклопентадиена и карбонильных соединений 24
2.7 Нормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсов
ИП-4 очистки изопентановой фракции от микропримесей 25
2.8 Выбор и обоснование решения по совершенствованию процесса
очистки изопентана от микропримесей 26
3 Расчетная часть 27
3.1 Материальный баланс процесса очистки изопентановой фракции от циклопентадиена и карбонильных соединений по усовершенствованной
технологии 27
3.1.1 Схема материальных потоков стадии очистки изопентановой
фракции от циклопентадиена 27
3.1.2 Физико-химические свойства индивидуальных веществ,
участвующих в процессе 28
3.1.3 Исходные данные для расчета 28
3.1.4 Расчет количества перерабатываемой в год изопентановой фракции
30
3.1.5 Расчет материального баланса реактора стадии химической очистки
изопентановой фракции от циклопентадиена 30
3.2 Расчет теплового баланса колонны ректификации стадии химической очистки изопентановой фракции от циклопентадиена 35
Заключение 43
Список используемых источников 44
Поскольку используемые на предприятиях ресурсы занимают важнейшее место в процессе производственной деятельности, задача ресурсосбережения, определяющая оптимальное соотношение ресурсов на предприятии, всегда является актуальной.
Рациональное использование ресурсов на промышленных предприятиях является одним из основных условий снижения потерь, что сказывается на финансовой эффективности производства. Одновременно с этим энергосберегающий путь невозможен без внедрения перспективных технологий, оборудования и материалов, модернизации производства при одновременном улучшении среды и условий жизнедеятельности человека.
На сегодняшний день на ООО «Тольяттикаучук» при получении изопентана-растворителя применяет химическую очистку изопентановой фракции от циклопентадиена. Процесс проходит на установке ИП-4 производства СКИ.
Цель - повышение эффективности очистки изопентановой фракции от циклопентадиена и карбонильных соединений с уменьшением расходов на вспомогательные реагенты.
Задачи работы:
• изучить технологическую схему и параметры проведения очистки изопентановой фракции в ООО «Тольяттикаучук»;
• на основе патентной и научно-технической литературы провести анализ существующих методов очистки углеводородов от циклопентадиена и карбонильных соединений;
• предложить и обосновать концепцию совершенствования действующей установки очистки, провести расчет материальных потоков и тепловой расчет ректификационной колонны.
В представленной дипломной работе рассмотрены и обоснованы доступные и вполне реализуемые технические решения по совершенствованию процесса очистки изопентана от циклопентадиена и карбонильных соединений, направленные на повышение степени очистки, снижение материальных и энергетических затрат.
Очищенный изопентан используют в ООО «Тольяттикаучук» в качестве растворителя в полимеризационных процессах получения бутилового и изопренового каучуков, качество которых, а также технико-экономические показатели получения товарного продукта существенным образом зависят от содержания микропримесей в исходной шихте. В связи с вышесказанным тема работы является актуальной.
На основе анализа патентной и научно-технической литературы предложено проводить химическую очистку изопентана от циклопентадиена с использованием побочных продуктов получения изопрена, которые имеются в ООО «Тольяттикаучук» в большом ассортименте и количестве, что ведет к повышению степени очистки и снижению расхода дорогостоящего циклогексанона.
Проведена оптимизация блока ректификации изопентана от тяжелых продуктов с целью снижения энергозатрат.
Проведены расчеты материальных потоков установки очистки изопентановой фракции от циклопентадиена и тепловые расчеты ректификационной колонны.
1. Асилова, Н. Ю. Непредельные соединения: алкины и алкадиены : учебно-методическое пособие / Н. Ю. Асилова. — Москва: РТУ МИРЭА, 2020.
• 72 с.
2. Ахметвалеев, Р. Р. Синтез карбоаналогов простациклина на основе
[2+2]-аддуктов дихлоркетена с производными циклопентадиена:
специальность 02.00.03 "Органическая химия": автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук / Ахметвалеев Ринат Рауфович. - Уфа, 2018. - 25 с.
3. Аюбов, И. Г. Полимеры на основе циклопентадиена синтез, свойства и области применения / И. Г. Аюбов // Вестник Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы. - 2021. - № 1(58). - С. 5-13.
4. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов ижидкостей / Н.Б. Варгафтик. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1972. - 720 с.
5. Влияние растворителей на скорость димеризации циклопентадиена / Н. М. Карпяк, Р. Г. Макитра, Г. А. Маршалок [и др.] // Журнал общей химии. - 2018. - Т. 75, № 11. - С. 1794-1798.
6. Влияние растворителей на скорость димеризации циклопентадиена // РЖ 19Б-3. Физическая химия (Химическая термодинамика. Физико-химический анализ. Растворы. Электрохимия). - 2019. - № 11.
7. Джелдыбаева И.М., Каирбеков Ж., Суймбаева С.М., Ермолдина Э.Т. Жидкофазное гидрирование циклопентадиена на модифицированных скелетных никелевых катализаторах // ХЖК. 2021. №1 (73).
8. Закирова, Л. Ю. Химия и физика полимеров: учебное пособие / Л. Ю. Закирова, Ю. Н. Хакимуллин. — Казань: КНИТУ, [б. г.]. — Часть 1: Химия
• 2018.
9. Кинетика каталитической димеризации циклопентадиена в присутствии тетрахлорида титана / В. Г. Бондалетов, А. А. Троян, Н. О. Кухленкова и др. // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. - 2018. - Т. 57, № 11. - С. 68-71.
10. Клешнина, И. И. Моделирование узла химической очистки изопрена от циклопентадиена / И. И. Клешнина // Инновационная наука. - 2018. - Т. 1, № 5. - С. 31-36.
11. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М. Химия, 1988. - 592 с.
12. Мамедов, Э. Г. Асимметрическая реакция Дильса-Альдера на основе циклопентадиена в синтезе хиральных производных нор-борнена / Э. Г. Мамедов, Е. И. Клабуновский // Журнал органической химии. - 2018. - Т. 44, № 8. - С. 1113-1135.
13. Очистка пентан-изопренциклопентадиеновой фракции от непредельных соединений / И.Р. Хасанов, А.М. Кирюхин, Д.Н. Мунасыпов, З.Д. Федорова // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». - 2018. - № 3. - С. 273-291.
14. Патент RU 2 266 887 С1 Способ очистки С5-углеводородов / Яфизова В. П., Борейко Н. П.,Кабанова Р. З. и др., от 27.12.2005
15. Патент SU 1 337 381 A1 Способ очистки изопентана / Хадисова М. М.,Балашова В. В.,Дорогочинский А. З. и др., от 15.09.1987
... всего 29 источников