Введение 3
1 Литературный обзор 6
1.1 Химические методы разделения и очистки 6
1.2 Существующая технология очистки изопентановой фракци 17
1.3 Характеристика сырья и готовой продукции 23
1.4 Методы определения сернистых соединений 24
1.5 Патентный поиск 31
2 Экспериментальная часть 40
2.1 Описание выполнения операций при проведении эксперимента 40
2.2 Анализ полученных проб 45
3. Описание технологической схемы нового блока очистки изопентана-
растворителя 50
3.1 Расчет материального баланса 52
3.2 Расчет теплового баланса 60
3.3Расчет экономический эффект 64
Заключение 70
Список используемой литературы 71
В процессе работы промышленных предприятий одним из главных условий для снижения потерь и повышения финансовой эффективности является рациональное использование ресурсов. Однако, для достижения энергосбережения необходимо внедрять перспективные технологии, оборудование и материалы, модернизировать производство и улучшать условия жизнедеятельности человека. В настоящее время на ООО "Тольяттикаучук" на установке ИП-5/1-4 производства СКИ применяется химическая очистка изопентановой фракции от циклопентадиена, карбонильных соединений и ацетиленовых соединений.
Актуальность проблемы: с 2020 года после смены поставщика изопентановой фракции сократились пробеги реакторов гидрирования на стадии очистки изопентана-растворителя от ацетиленовых соединений. До 2020 года межрегенерационный пробег реакторов гидрирования на фракции ПАО «СИБУР Холдинг» составлял от 800 до 1100 тонн. изопентановой фракции, а на фракции от нового поставщика «Управления Татнефтьгазпереработка» - составляет от 150 до 200 тонн. Увеличение регенерационных циклов привело к росту затрат на энергоресурсы. Также имеет место необратимая дезактивация катализатора сернистыми соединениями в связи, с чем требуется перегрузка катализатора один раз в год. До использования нового сырья такую перегрузку осуществляли не чаще одного раза в 10 лет. Теперь возникают затраты на закупку новых партий катализатора.
Высокое содержание серы в сырье приводит к увеличению массовой доли сернистых соединений в реакционной массе на стадии очистки от циклопентадиена. Сернистые соединения вызывают отравление катализатора «Никель на кизельгуре» при контакте с ним, что в свою очередь негативно сказывается на эффективности гидрирования и приводит к увеличению частоты регенерации и замены катализатора.
Объект исследования: технология очистки изопентана от сернистых соединений.
Предмет исследования: изопентановая фракция с содержанием
изопентана не менее 96,5 %.
Гипотеза исследования: состоит в том, что на поверхности катализатора «Никель на кизельгуре» происходит хемосорбция серосодержащих органических соединений, в частности меркаптанов с образованием сульфида никеля, что приводит к дезактивации катализатора и как следствие сокращается период работы реакторов гидрирования.
Цель: оптимизация промышленной технологии очистки изопентана- растворителя от сернистых соединений.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• определить и изучить состав сернистых соединений в изопентановой фракции;
• провести анализ существующих способов очистки углеводородов от сернистых соединений;
• выбрать способ очистки изопентановой фракции от серосодержащих органических соединений;
• провести эксперимент по очистке углеводородной фракции в лабораторных условиях;
• оптимизировать действующей технологической схемы очистки изопентана-растворителя;
• рассчитать материального и теплового баланса для предлагаемой технологической схемы;
• рассчитать экономический эффект от предлагаемой оптимизации.
Теоретико-методологическая основа базирована на патенте №№2540121. Авторами являются: Ахмадуллина А.Г., Ахмадуллин Р.М., Агаджанян С.И., Хамидуллина Л.Ш.; Карпов Н.В., Абрамов Д.П., Рыков Р.В., Васильев Г.Г.
...
В представленной работе рассмотрена актуальная проблема сокращения пробега катализатора «Никель на Кизельгуре» в реакторах на стадии гидрирования изопентана-растворителя от ацетиленовых соединений из-за увеличенного содержания сернистых соединений в приходящей изопентановой фракции.
Был изучен состав сернистых соединений в изопентановой фракции. Проведен литературный и патентный поиск по теме исследования. Изучены и определены наиболее эффективные методы очистки углеводородов от сероорганических соединений.
Проведен эксперимент по очистке углеводородной фракции в лабораторных условиях с использование щелочного способа очистки, в результате которого были подобраны температуры и массовое содержание щелочи при котором степень превращения меркаптан является 99,8 %. Для определения меркаптанов в конечном продукте применялась методика определения меркаптанов в атмосферном воздухе для определения жидких углеводородов.
Была предложена оптимизация действующей технологической схемы очистки изопентана-растворителя с установкой дополнительного смесителя для смешивания фракции и сепаратора для разделения водного слоя и угеводородного. Произведен расчет материального, теплового баланса, а также рассчитан экономический эффект от предлагаемой оптимизации . Модернизация промышленной технологии очистки изопентана от сернистых соединений позволит снизить удельные нормы на используемое сырье, такое как бутанол, циклогексанон - это будет связано с прекращением вывода куба К-145 из системы. Также увеличится межрегенерационный пробег реакторов гидрирования с 150-200 т до 800-1100 т. Эффект от данной модернизации составит 14,8 млн рублей в год.
