Разработка процесса производства изопропилбензола на ОАО "Омский каучук"

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Омский государственный технический университет

НЕФТЕХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА «ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ»

ВЫПУСКНАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА

Разработка процесса производства изопропилбензола на ОАО "Омский каучук"

Шифр проекта: БР-2068998-49-19

Направление: 240100.62 «Химическая технология и биотехнология»

Руководитель проекта:

Ломова О.С.

 (подпись, дата)

Разработал студент:

 (подпись, дата)

Омск 2009 г.

Омский государственный технический университет

НХИ

Кафедра: Химическая технология органических веществ

Зав. кафедрой

_______Корнеев С.В.

 «___» июня 2009 г.

на бакалаврскую работу

Студент:

Тема проекта: Разработка процесса производства изопропилбензола на ОАО «Омский каучук». Алкилирование

Исходные данные к проекту:

Годовая производительность по ИПБ, тонн:124000

Время непрерывной работы в году, час: 8520

Содержание расчётно-пояснительной записки:

Перечень графического материала:

3.1. Предлагаемая технологическая схема производства;

3.2. Чертёж общего вида алкилатора.

Дата выдачи задания: __________________10 марта 2009г.

Срок сдачи законченного проекта на утверждение:

Руководитель __________________

_{(подпись) (дата)}

Задание принял к исполнению

Студент ____________________

_{(подпись) (дата)}

Техническое задание

1. Годовая производительность по товарному продукту, тонн 124000;

2. Число часов непрерывной работы в году 8520;

3. Состав реакционной массы алкилирования на выходе из реактора

Таблица 1.

4. Удельный расход сырья и материалов на технологию: бензол – 780 кг/т ИПБ; пропилен – 234 кг/т ИПБ.

5. Исходные данные к материальному балансу.

Согласно данным действующих заводов принято:

1. Расход бензола на 1 т товарного ИПБ 0,78 т.

2. Молярное соотношение поступающего на алкилирование пропилена к бензолу 0,3:1.

3. Конверсия бензола за один проход 29,5 % массовых.

4. Расход пропилена:

5. Потери ИПБ = 3% массовых от ИПБ, полученного при алкилирование.

6. Этилен и бутилены, содержащиеся в исходном газе, переходят соответственно в этилбензолы и бутилбензолы полностью.

7. Расход катализатора (AlCl₃) – 6,5 кг на 1 т товарного ИПБ.

8. Расход 10 % раствора щелочи – 5 кг на 1 т ИПБ.

РЕФЕРАТ

Выпускная работа бакалавра содержит: 43 с. пояснительной записки, 6 таблиц, библиографии 11 наименований, 2 приложения, 2 рисунка, 2 листа чертежей формата А1.

Ключевые слова: ИЗОПРОПИЛБЕНЗОЛ (КУМОЛ), БЕНЗОЛ, ПРОПИЛЕН, ХЛОРИД АЛЮМИНИЯ, РЕАКЦИОННАЯ МАССА АЛКИЛИРОВАНИЯ, ПОЛИАЛКИЛБЕНЗОЛЫ, АЛКИЛИРОВАНИЕ.

В бакалаврской работе исследовано производство изопропилбензола алкилирования бензола пропиленом в присутствии хлористого алюминия на ОАО «Омский каучук». Выявлены особенности данного производства.

Особенности производства заключаются в том, что технология обладает высокой эффективностью и при конверсии олефина до 99% дифференциальная селективность по моноалкилбензолу достигает 91%. Конверсия бензола за один проход составляет – 30-40 %. Образующиеся в ходе процесса побочные продукты диалкилбензолы используются для получения целевого продукта за счет совмещения реакции алкuлирования с реакцией переалкилирования. Для обеспечения полного использования бензола используется принцип рециркуляции. Характерной особенностью данной технологии является наличие нескольких рециркуляционных циклов, охватывающих реакторную и разделительные подсистемы. В данном случае они направлены на полное использование исходного сырья - рецикл по бензолу, на использование побочных продуктов для получения целевого изопропилбензола. Технология обладает невысоким энергопотреблением за счет использования тепла реакции. Существенным недостатком технологии является большое потребление воды, которая идет для приготовления щелочных растворов и промывки в скрубберах и превращается в кислотные, щелочные или солевые стоки.

Полученные результаты могут быть использованы как рекомендации предприятиям по производству изопропилбензола.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Теоретические основы процесса алкилирования

1.2.Характеристика промышленных способов алкилирования бензола пропиленом

1.3. Принципы алкилирования бензола олефинами в химической технологии

1.4. Проблемы проектирования технологических установок алкилирования бензола

2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Описание технологии процесса алкилирования бензола

2.2. Разработка структурной схемы процесса производства ИПБ

2.3. Технологическая схема производства алкилирования бензола пропиленом

2.4. Расчёт материального баланса процесса алкилирования бензола

2.5. Технологический расчёт узла алкилирования

3. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОИЗВОДСТВА АЛКИЛИРОВАНИЯ

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

7. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ:

1. Принципиальная технологическая схема

2. Чертёж реактора

ВВЕДЕНИЕ

Проблема эффективной химической переработки невозобновляемого природного сырья (нефть, уголь, сланцы, торф, углеводородные газы и другие) и возобновляемого сырья растительного и животного происхождения имеет первостепенное значение в химической технологии нашего времени. При этом химический процесс является важнейшим этапом переработки сырья в целевые продукты.

К настоящему времени в мире синтезировано огромное количество органических соединений, отнесенных к продуктам основного органического и нефтехимического синтеза и обладающих ценными химическими и физико-химическими свойствами. Многие из них являются целевыми продуктами, а других полупродуктами при производстве полимеров, лекарственных и других веществ. Потребность в каждом из них, как и в мире, так и в России исчисляется десятками и сотнями тысяч тонн в год.

Главная цель отрасли основного органического и нефтехимического синтеза заключается в получении большого ассортимента мономеров, растворителей, исходных продуктов для синтеза лекарственных препаратов, средств защиты растений и других продуктов наиболее простыми, дешевыми способами их доступного сырья. Кром того, в связи с многотоннажностью производств технологии должны быть экологически безопасными.

Таким образом, отрасль основного органического и нефтехимического синтеза является ведущей и определяет прогресс химической промышленности.

Алкилароматические соединения широко используются в химии и химической технологии для получения полимерных материалов, поверхностно-активных веществ, высокооктановых добавок к топливу и в качестве полупродуктов. Наибольшее значение имеют этилбензол и изопропилбензол как исходные вещества при получении таких мономеров, как стирол и α-метилстирол. Изопропилбензол также является полупродуктом при производстве фенола и ацетона «кумольным» методом. Этим методом получают более 95% всего производимого в мире фенола.

Во время Великой Отечественной войны изопропилбензол широко применялся в качестве высокооктановой добавки к топливу. И в настоящее время он является одним из важных продуктов органического синтеза.

В России изопропилбензол получают алкилированием бензола пропиленом в присутствии хлористого алюминия. За рубежом основное количество изопропилбензола производят этим же способом на гетерогенном фосфорнокислом катализаторе. В настоящее время только для получения фенола и ацетона производится свыше 7 млн. тонн в год изопропилбензола.

Задачей выпускной работы является разработка и изучение процесса производства изопропилбензола на ОАО «Омский каучук».