Аннотация 2
Введение 5
1. Литературный обзор 7
1.1 Патентный поиск и литературный обзор по способам получения метил -
трет-бутилового эфира 7
1.1.1 Процесс получения МТБЭ ОАО НИИ «Ярсинтез» 7
1.1.2 Процесс получения МТБЭ по технологии IFP 9
1.1.3 Процесс получения МТБЭ «Chemische Werke Huels» 10
1.2 Выбор и обоснование решения по совершенствованию процесса
производства метил-трет-бутилового эфира 12
2. Технологическая часть 14
2.1 Описание технологической схемы производства метил-трет-бутилового
эфира 14
2.2 Составление материального баланса процесса производства метил-трет-
бутилового эфира 19
2.3 Составление теплового баланса процесса производства метил-трет-
бутилового эфира 28
3 Расчётная часть 34
3.1 Расчёт системы реакторов 34
3.2 Расчёт теплообменных аппаратов 37
Заключение 45
Список используемых источников 48
Цель бакалаврской работы: увеличение конверсии изобутилена в процессе синтеза МТБЭ.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
• изучить существующую технологию получения метил-трет- бутилового эфира на предприятии ООО «Тольяттикаучук»;
• проанализировать отечественную и зарубежную литературу, выделить плюсы и минусы предложенных технологий и выбрать технологии, подходящие для поставленной цели;
• рассчитать материальный и тепловой баланс получения МТБЭ после совершенствования процесса;
• произвести конструкционный расчет системы реакторов и теплообменного аппарата.
Актуальность работы:
«Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) широко используется в качестве присадки к бензину, которая используется в качестве антидетонационного агента и для повышения октанового числа в топливе для бензиновых двигателей.
Более низкая стоимость и эффективность МТБЭ делают его вторым по величине типом присадок к бензину в мире».
«Антидетонационная присадка на основе МТБЭ не ядовита, отличается более высокой теплотой сгорания, хорошо смешивается с бензином в любых соотношениях, не агрессивна к конструкционным материалам. При добавке 10% МТБЭ октановое число бензинов повышается на 2,1 - 5,8 единиц (по исследовательскому методу), при добавке 20% - на 4,6 - 12,6 единиц. Кроме того, при введении МТБЭ в бензин в количестве 11% минимальная температура холодного пуска двигателя снижается на 10 - 12 °С. Максимально допустимое содержание МТБЭ (ТУ 38.103704-90) или его смеси «Фетерол» (ТУ 301-03-130-93) в отечественных бензинах составляет 15%.
Топливная смесь бензина с МТБЭ имеет одно из главных преимуществ - на 10% снижается токсичность отработавших газов (в основном за счет уменьшения содержания окиси углерода и углеводородов)».
«МТБЭ является эффективным средством для повышения октанового числа и увеличения объема неэтилированного бензина».
Ещё одним достоинством МТБЭ является их схожие с бензином топливные характеристики, а наличие кислорода ещё и увеличивает экономичность двигателя и способствует уменьшению продуктов неполного сгорания в выхлопах.
В последние десятилетия химическая промышленность вынуждена увеличивать объемы производства МТБЭ, потому что его потребление в России уже достигает одного миллиона тонн в год и постоянно увеличивается. Заводы открывают новые площадки, увеличивают производственные мощности и стараются усовершенствовать уже имеющиеся установки.
В представленной дипломной работе рассмотрены и обоснованы доступные и вполне реализуемые технические решения по совершенствованию процесса синтеза МТБЭ на установке Д-3 «Т ольяттикаучук».
За основу совершенствования установки синтеза метил-трет-бутилового эфира, располагающейся на производстве, был взят процесс получения продукта по способу IFP. Данная технология предусматривает использование двух реакторов последовательно. Сначала реакция проводится в основном реакторе, до показателя конверсии изобутилена 92%, а завершают её в дополнительном реакторе, расположенном непосредственно за основным, с итоговой конверсией изобутилена 99,5%.
В работе представлен расчет материального и теплового баланса и конструктивный расчет системы реакторов и теплообменника для снятия , образовавшегося в результате реакции, тепла. Так же в работе представлены чертеж теплообменника и реактора в общем виде. Исходя из цели работы были выполнены следующие задачи:
• изучены существующие технологии получения метил-трет- бутилового эфира на предприятии ООО «Тольяттикаучук»;
• проведён сравнительный анализ существующих технологий синтеза МТБЭ и выбор технологии, подходящей для поставленной цели;
• рассчитан материальный и тепловой баланс получения МТБЭ после совершенствования процесса;
• произведен конструкционный расчет системы реакторов и теплообменного аппарата.
Применение технологии синтеза МТБЭ по способу IFP позволит увеличить содержание чистого МТБЭ в продукте до 99,6%, уменьшить количество метанола в исходном сырье за счет увеличение количества изобутилена и увеличить конверсию изобутилена до 99,5%.
