📄Работа №216981

Тема: Проект реконструкции цеха получения акриловой кислоты с увеличением производительности до 35 0000 тонн в год (Ηижегοροдcκий Γοcударcτвенный Τехнический Университет)

📝
Тип работы Дипломные работы, ВКР
📚
Предмет Теоретические основы химико-технологических процессов (ТОХТП)
📄
Объем: 161 листов
📅
Год: 2025
👁️
Просмотров: 3
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.

📋 Содержание

Введение 3
1 Литературный обзор с обоснованием метода производства 6
2 Технико-экономическое обоснование (ТЭО) проектируемого цеха и выбора места строительства 18
3 Физико-химические основы метода производства 25
4 Характеристика сырья и готовой продукции 29
5 Описание технологической схемы 34
6 Контроль и автоматизация процесса 41
7 Материальный баланс 47
8 Энергетический баланс 77
9 Технологический расчет реакционного аппарата 89
9.1 Конструктивные размеры основного аппарата. Расчет числа основных аппаратов90
9.2 Теплотехнический расчет 94
9.3 Механический расчет 94
10 Подбор вспомогательного оборудования 104
11 Безопасность и экологичность проекта 113
12 Организация и экономика производства 131
Заключение 157
Список литературы 158

📖 Введение

Впервые акриловая кислота была получена в 1860 году Бутлеровым путем сложно протекающей реакции йодоформа с этилатом натрия:
СН3 - СН2 - ONa + CHI3 → СН2 = СН- СООН + СН2I2
Вслед за Бутлеровым в 1862 году эту же кислоту получил Бейльштейн дегидратированием β - йодпропионовой кислоты.
После первой мировой войны изучением акриловой кислоты занимался Муре со своими сотрудниками.
В промышленных масштабах акриловую кислоту и ее эфиры начали выпускать в 1927 году. Причем, масштабы производства акриловой кислоты как тогда, так и сегодня, остаются гораздо меньше масштабов производства ее эфиров.
Акриловая кислота применяется в производстве полиакриловой кислоты, ионообменных смол, каучуков. Но в основном акриловая кислота выпускается как промежуточный продукт для производства акриловых мономеров, таких как бутилакрилат или метилакрилат. Производство этих или других акриловых мономеров возрастает с каждым годом в связи с широкой областью из применения, а также о снижении их себестоимости за счет усовершенствования действующих производств и освоения новых промышленных методов их получения.
В ближайшем будущем потребление акриловой кислоты связано с расширением ее применения в производстве синтетических суперабсорбентов - полимеров, способных поглощать воду в количествах в 500 - 1000 раз превышающих собственную массу, и удерживать ее даже при воздействии определенного давления. Они используются в производстве санитарно-гигиенических средств, полимеров для поглощения воды из почвы и отдачи ее растениям в производстве сельхозпродуктов.
В настоящее время известно много акриловых полимеров, однако лишь немногие из них производятся в промышленных масштабах. Наибольшее техническое решение имеют полиакрилонитрил, полиметилакрилат, полиакриламид.
В последнее время получили широкое применение сополимеры на основе мономеров акрилового ряда, а также различные привитые и блок-сополимеры. Среди них наибольшее значение имеют метил-, этил- и бутилакрилаты [1].
Первое в России предприятие по производству акриловой кислоты и ее эфиров - ОАО «Акрилат» было открыто 18 ноября 2004 года в городе Дзержинске Нижегородской области.
«Акрилат» владеет лицензией на право производства акриловой кислоты и ее эфиров по технологии японской компании «Nippon Shokubai». Основное технологическое оборудование акрилатного комплекса произведено японской компанией Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Акрилатный комплекс включает в себя производство акриловой кислоты (мощность 29000 тонн в год), а также акриловых эфиров (40000 тонн в год).
Это высокотехнологичное предприятие, которое отвечает всем современным требованиям по технологии и качеству выпускаемой продукции, вопросам экологической и химической безопасности.
Строительство акрилатного комплекса в Дзержинске было начато в 1989 году на основе комплектного оборудования и технологий, закупленных и поставленных японской компанией «Ниссе Иван».
Однако с распадом СССР в 1991 году финансирование проекта велось перебоями. У государства не было средств, чтобы закончить строительство. И в 1994 году все строительно-монтажные работы на данном объекте прекратились. Высокотехнологичное импортное оборудование на сумму около 80-ти миллионов долларов, к сожалению, было брошено. Акрилат мог повторить грустную судьбу многих российских предприятий, строительство которых началось еще в советское время при содействии западных партнеров. Однако все изменилось летом 1999 года.
9 октября 2001 года при поддержке Аппарата Полномочного Представителя Президента РФ в Приволжском Федеральном округе и утверждении депутатами Законодательного собрания Нижегородской области, а также депутатами Городской думы г. Дзержинска, было подписано инвестиционное соглашение между администрацией Нижегородской области, администрацией г. Дзержинска и ОАО «Акрилат» по реализации приоритетного инвестиционного проекта «Строительство и пуск в эксплуатацию акрилатного комплекса в г. Дзержинске».
Японские специалисты в течение месяца досконально изучали техническое состояние оборудования.
ОАО «Акрилат» подписало соглашение о сотрудничестве с «Mitsubishi Heavy Industries», «Nippon Shokubai» и «Nissho Iwai», по которому японский консорциум принял решение об участии в завершении строительства этого акрилатного комплекса в Дзержинске.
По этому соглашению «Мицубиси» осуществлял общее руководство проектом, доставку оборудования, монтажные и инженерно-технические работы, «Ниппон Секубай» поставил катализаторы и химикаты, обучал персонал, оказывал монтажные и проектные услуги, «Ниссе Иван» должен был координировать работы по проекту. По контракту поставки оборудования для достройки комплекса составили 13 млн. долл. С этого момента активно началось строительство комплекса с участием специалистов японских химических компаний. В рекордные сроки был завершен монтаж оборудования, проложены коммуникации. Комплекс достроили, оборудование прошло индивидуальные испытания. Персонал «Акрилата» прошел специальное обучение, в том числе и на химическом заводе в Японии.
5 ноября 2004 года подписан акт государственной приемочной комиссии о приемке в эксплуатацию законченного строительством комплекса акрилатных производств. Завод по производству акриловой продукции стал быстрыми темпами выходить на проектные мощности.
Сегодня ОАО «Акрилат» — это успешное стабильно развивающееся предприятие.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

Задачей выпускной квалификационной работы являлось проведение реконструкции цеха получения акриловой кислоты с увеличением производительности до 35000 тонн в год.
Техническим решением, составляющим основу проекта реконструкции цеха, является замена двух реакторов синтеза на аналогичные большего объ¬ема.
В проекте были проведены расчеты материального и энергетического балансов, на основе которых и с учетом данных производственного аналога был проведен теплотехнический расчет реакционного узла. Также был вы¬полнен конструкционный расчет реакционного аппарата, расчет и подбор вспомогательного оборудования. Данный расчет свидетельствует о том, что реакционный узел справляется с увеличением нагрузки. Существующие си¬стемы очистки и выделения акриловой кислоты также способны справиться с возросшей нагрузкой.
Таким образом, принятые технические решения обеспечивают поддер¬жание заданных технологических параметров процесса и высокое качество готовой продукции.

Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ

📕 Список литературы

1. Платэ, Н.А. Основы химии и технологии мономеров: Учебное пособие / Н.А.Платэ, Е.В.Сливинский. - М.: Химия, 2002.- 696 с.
2. Коршак, В.В. Технология пластических масс. / В.В. Коршак. - М.: Химия, 1972. – 562с.
3. Брацыхин, Е.А. Технология пластических масс. /Е.А.Брацыхин. - Л.: 1963. – 408 с.
4. Андреас, Ф. Химия и технология пропилена. / Ф.Андреас,К.Гребе. - М.: Химия, 1973. – 236с.
5. Патент РФ № 2700000. Катализатор для окисления пропилена в акриловую кислоту. Опубл. 15.09.2019. Авторы: Кузнецов С.А., Пантелеев В.И., Зайченко М.А., Куликовская М.Н., Каталиков В.Л., Линюшин С.В., Носов А.В., Григорьев П.С., Орлова Н.С., Патентообладатель: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт синтетических каучуков имени академика С.В. Лебедева" (АО "НИИСК") Место регистрации: 198035, Санкт-Петербург, а/я 135, ул. Двинская, 3
6. Волкова, Н.Н. Оптимизация процесса окисления акролеина в акриловую кислоту на промышленном катализаторе. / Волкова Н.Н., Белов В.В. Химическая технология. 2019 Т. 20. № 2. С. 35-42.
7. Ruppel Wilhelm, Wegerle Ulrike, Tenten Andreas, Hammon Ulrich. За¬явка 4431949 ФРГ, МКИ 6 С 07 С 57/055; BASF AG. - N 4431949.5; Заявл. 8.9.94; Опубл. 16.3.95 [DB], СН09-ВИНИТИ-1997-10Н28П-(09).
8. Tenten Andreas, Hammon Ulrich, Weidlich Peter. Заявка 4335973 ФРГ, МКИ 6 В 01 J 23/28, В 01 J 23/22; BASF AG. - N 4335973.6; Заявл. 21.10.93; Опубл. 27.4.95 [DB], СН08-ВИНИТИ-1997-11Л 100П-(09).
9. Hefner W., Machhammer О., Neumann H. P., Tenten A., Ruppel W, Vogel H.. Заявка 19525506 Германия, МКИ 6 С 07 С 57/055, С 07 С 47/22; BASF AG. -N 19525506.2; Заявл. 13.7.95; Опубл. 16.1.97 [DE], СН09-ВИНИТИ-1998-11 Н34П-(09).
10. Tanimoto Michio, Yunoki Hiromi, Hironaka Hideyuki, Kimura Naomasa. Заявка 1074538 ЕПВ, МПК 7 С 07 С 45/35, С 07 С 47/22. Nippon Shokubai Co., Ltd. N 00306667.7; Заявл. 03.08.2000; Опубл. 07.02.2001. Англ.. ЕР. 2001- 09, СН09 ВИНИТИ[ISSN 1561-7866].
11. Пат. 6028220 США, МПК 7 С 07 С 205/00. Nippon Kayaku К. К., Wada Koichi, Seo Yoshimasa, Iwamoto Akira, Sudo Atsushi, Sakai Fumio, Shirai- shi Kazuo, Nowatari Hiroyoshi. N 09/117461; Заявл. 02.12.1997; Опубл. 22.02.2000; Приор. 03.12.1996, N 8-336298 (Япония); НПК 562/546. Англ.. US. 2001-10, СН09 BИHИTИ [ISSN 1561-7866].
12. Yunoki Hiromi, Tanimoto Michio, Nakamura Daisuke. Заявка 1055662 ЕПВ, МПК 7 С 07 С 57/055. Nippon Shokubai Со, Ltd. N 00304549.9; Заявл. 30.05.2000; Опубл. 29.11.2000; Приор. 27.05.1999, N 14745199 (Япония). Англ.. ЕР. 2001-11, СН09 BИHИTИ [ISSN 1561-7866].
13. Tanimoto Michio. Заявка 1125911 ЕПВ, МПК 7 С 07 С 51/25. Nippon Shokubai Со, Ltd. N 01301324.8; Заявл. 15.02.2001; Опубл. 22.08.2001. Англ. ЕР. 2002-01, СН09 BИHИTИ [ISSN 1561-7866].
14. Пат. 6462232 США, МПК 7 С 07 С 51/235. Nippon Shokubai Со, Ltd, Nakamura Daisuke, Hironaka Hideyuki, Tanimoto Michio. N 09/365845; За¬явл. 03.08.1999; Опубл. 08.10.2002; Приор. 10.08.1998, N 10-225753 (Япония); НПК 562/532. Англ.. US. 2003-19, СН09 BИHИTИ [ISSN 1561-7866].
15. Nestler G., Schroder J., Machhammer О., Заявка 19814387 Германия, МПК 6 С 07 С 57/05. BASF AG. N 19814387.7; Заявл. 31.03.1998; Опубл. 07.10.1999. DE. 2001-02, СН09 BИHИTИ [ISSN 1561-7866].
16. Пат. 6069271 США, МПК 7 С 07 С 51/16. Nippon Shokubai Co., Ltd, Tanimoto Michio, Uekawa Kazuyuki, Kawajiri Tatsuya. N 09/178737; Заявл. 27.10.1998; Опубл. 30.05.2000; Приор. 27.10.1997, N 9-293756 (Япония); НПК 562/545. Англ.. US. 2001-12, СН09 BИНИТИ [ISSN 1561-7866].
17. Nishimura Takeshi, Mori Masakatsu, Kitaura Masatsugu, Dodo Osamu, Tanimoto Michio. Заявка 1097745 ЕПВ, МПК В 01 J 8/06, С 07 С 51/25. Nip¬pon Shokubai Co., Ltd.. N 00309633.6; Заявл. 01.11.2000; Опубл. 09.05.2001. Англ.. ЕР. 2001-17, СН08 BИНИТИ [ISSN 1561-7866].
18. Николаев, А.И., Альтернативные методы синтеза акриловой кислоты: обзор современных исследований. / Николаев А.И., Орлов Д.С. Успехи химии. 2020 Т. 89. № 1. С. 5-20.Патент РФ №2634578. Способ получения акриловой кислоты из глицерина. Опубликовано 14.03. 2017. Авторы: Эльдинов М.М., Магомедов Г.К., Манапов М.Р., Ибрагимов Г.И., Ибрагимова Л.Б., Абдулгалимов И.Р., Амирова А.Р. Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дагестанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Дагестанский государственный университет") Место регистрации: 367000, Республика Дагестан, г. Махачкала, ул. М.Гаджиева, д. 43А
19. Патент RU 2 468 084 C1 – Биотехнологический способ получения акриламида. Опубликовано: 27.11.2012 Ильина А. В., Синицын А.П., Лобанова Е.С., Романенко К.В., Егорова Ю.А. Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" (МГУ имени М.В. Ломоносова) Место регистрации:119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1
20. Кузнецова, М.М. Дегидратация молочной кислоты в акриловую кислоту на оксидных катализаторах. / Кузнецова М.М., Иванов П.П. Журнал органической химии. 2022. Т. 58. № 2. С. 48-55.
21. Eck Bemd, Thiel Joachim, Jachhammer Otto, De Decker Emile. Заявка 19838845 Германия, МПК 7 С 07 С 57/07. BASF AG. N 19838845.4; Заявл. 26.08.1998; Опубл. 02.03.2000. Нем.. DE. 2001-03, СН09 ВИНИТИ [ISSN 1561- 7866].
22. Eck В., Heilek J., Schliephake V.. Заявка 19832962 Германия, МПК С 07 С 57/07. BASF AG. N 19832962.8; Заявл. 22.07.1998; Опубл. 27.01.2000. DE. 2001-03, СН09 ВИНИТИ [ISSN 1561-7866].
23. Hirao Harimori, Ishii Yoshitake, Matsumoto Yukihiro, Nishimura Takeshi. Заявка 1125912 ЕПВ, МПК 7 С 07 С 51/48. Nippon Shokubai Co., Ltd. Osaka-shi. N 01301255.4; Заявл. 14.02.2001; Опубл. 22.08.2001. Англ.. ЕР. 2002-03, СН09 ВИНИТИ [ISSN 1561-7866].
24. Fauconet Michel, Esch Marc, Samuel Yves, Laurent Denis. Заявка 2736912 Франция, МКИ 6 С 07 С 57/07, В 01 D 3/34; ELF АТОСНЕМ SA. - N 9508672; Заявл. 18.7.95; Опубл. 24.1.97 [FR], СН09-ВИНИТИ-1998-24Н58П- (09).
25. Пат. 6051735 США, МПК 7 С 07 С 57/04. Idemitsu Petrochemical Co., Ltd, Okamoto Kenji, Nakagawa Takashi, Mimaki Hideaki, Tomita Kouji. N 09/210885; Заявл. 15.12.1998; Опубл. 18.04.2000; Приор. 09.09.1994, N 6- 215705 (Япония); НПК 562/598. Англ.. US. 2001-08, СН09 ВИНИТИ [ISSN 1561-7866].
26. Sakamoto Kazuhiko, Nakae Tomohiro, Okochi Kazuo, Uemura Masa- hiro, Nakahara Sei (Killin, Stephen James et al Venner, Shipley & Co., 20 Little Britain London EC1A 7DH GB). Заявка 1162192 ЕПВ, МПК С 07 С 57/075, С 07 В 63/04. Nippon Shokubai Co., Ltd. N 01304828.5; Заявл. 31.05.2001; Опубл. 12.12.2001; Приор. 06.06.2000, N 2000168727 (Япония). Англ. ЕР. 2002-12, СН09 BHHHTH[ISSN 1561-7866].
27. Пат. 6287483 США, MПK С 09 К 15/22. Uniroyal Chemical Co., Inc., DeMassa John М., Fagan Stephen М. N 09/084619; Заявл. 26.05.1998; Опубл. 11.09.2001; НПК 252/401. Англ.. US. 2003-22, СН09 ВИНИТИ [ISSN 1561-7866].
28. Иванова, И.И. Экологические проблемы производства акриловой кислоты и пути их решения. / Иванова И.И., Петров С.С. Безопасность труда в промышленности. 2024. № 1. С. 35-45.
29. Статья: Журнал Физической Химии, 2016. Синтез и свойства мезопористых материалов.
30. Статья: Успехи химии, 2020. Роль мембранных реакторов в химической технологии.
31. Отчет о НИР: Изучение новых каталитических систем для производства акриловой кислоты. Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, 2019.
32. Технологический регламент.
33. Карапетьянц, М.Х. Химическая термодинамика, 1975 – 254 с.
34. Фадеев, М.А., Автоматизация производственного процесса: методические указания к выполнению дипломных проектов. НГТУ. /Фадеев М. А., Тараненко Е. В. - Н.Новгород, 2000 - 30 с.
35. Соколов, В.И. Машины и аппараты химических производств, 1982. 348 с.
36. Дытнерский, Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию / Под ред. Дытнерского Ю.И. -М.: Химия, 1983.
37. ГОСТ 12.0.003-2015 Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.
38. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию / Под ред. Ю.И.Дытнерского. -М.: Химия, 1983. - 368с.
39. Лазарев, Н. В. Вредные вещества в промышленности / Н.В.Лазарев. – Л.: Химия, 1976.
40. ГОСТ 12.1.007-76 (2017) Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.
41. ГН 2.1.5.1315-03 (2021) Предельно допустимая концентрация (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Гигиенические нормативы.
42. Ардасенов, В. Н. Средства индивидуальной защиты работающих на производстве: каталог-справочник/ Под ред. В.Н.Ардасенова. – М.: Профиздат, 1988. – 246с.
43. Средства индивидуальной защиты: справ. / Под ред. С.Л.Каминского. – Л.: Химия, 1989.
44. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 (2022) Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и других объектов.
45. ГН 2.1.5.1315-03 (2021) Предельно допустимая концентрация (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Гигиенические нормативы.
46. Эльтерман, В. М. Вентиляция химических производств. /В.М.Эльтерман. – М.: Химия,1980. - 271с.
47. ГОСТ 12.1.012-01 (2023) Вибрационная безопасность. Общие требования.
48. ГОСТ 12.1.003-99 (2023) Шум. Общие требования безопасности.
49. CНиП 23-05-95 (2003). Естественное и искусственное освещение.
50. ГОСТ 12.1.01901 (2024) Элетробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.
51. ГОСТ 12.2.003-001 (2021) Оборудование производственное. Общие требования безопасности.
52. Правила защиты от статического электричества в производствах химической, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. / М.: Химия, 1973.
53. СО 153-34.21.122-2003 (2009). Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций.
54. СНиП 21-01-99 (2023) Пожарная безопасность зданий и сооружений.
55. Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности. Справочник/ Под ред. И.В.Рябова. - М.: Химия, 1970.
56. Рябова, Т.А. Методические указания по выполнению раздела «Безопасность и экологичность» в выпускной квалификационных работе бакалавра; для всех форм обучения по направлениям подготовки 18.03.01 - «Химическая технология» и 20.03.01 - «Техносферная безопасность» / Т.А. Рябова, А.В. Сулимов. - Н. Новгород, 2017.- 24с
57. Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности. Справочник/ Под ред. И.В.Рябова. - М.: Химия, 1970.
58. ГОСТ 12.1.011-78 (2023) Смеси взрывоопасные. Классификация стандартов.
59. ГОСТ 12.1.011-78 (2023) Смеси взрывоопасные. Классификация стандартов.
60. Пожаро-, взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: справ. / Под ред. А.Н.Баратова, А.Я.Корольченко. Т. 1,2. – М.: Химия 1990.
61. НПБ 88-2001 (2008) Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования.
62. СНиП 21-01-99 (2023) Пожарная безопасность зданий и сооружений.
63. Федеральный закон от 24.06.1998 №89 ФЗ. Основной закон по обращению с отходами производства и потребления.
64. Постановлении Правительства РФ от 28.12.2020 (2024) №2314
65. Атаманюк, В. Г. Гражданская оборона. / В.Г.Атаманюк, Л.Г.Ширшев, Н.И.Акимов. – М.: Высш. шк., 1986.
66. Каммерер, В. Ю. Защитные сооружения гражданской обороны. / В.Ю.Каммерер, Л.К.Кутырев, А.Е.Харкевич. – М.: Энергоатомиздат, 1985.

🛒 Оформить заказ

Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.

©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ