Реконструкция установки получения этилбензола

Введение 5
1 Литературный обзор 7
1.1 Физико-химические свойства этилбензола 7
1.2 Способы получения этилбензола 8
1.3 Описание технологической схемы процесса непрерывного алкилирования бензола этиленом 9
2 Исследовательская часть 11
2.1 Суть и актуальность выпускной квалификационной работы 11
2.2 Предлагаемые решения 12
3 Технологическая часть 15
3.1 Описание технологического процесса 15
3.2 Подбор испарителя 18
4 Автоматизация 24
4.1 Обоснование выбора параметров контроля и регулирования 24
4.2 Выбор и обоснование схем автоматического контроля и регулирвания 25
4.3 Выбор и обоснование средств автоматизации 27
4.4 Описание АСУ ТП 30
5 Экономическая часть 31
5.1 Расчет единовременных капитальных затрат на реконструкцию 31
5.2 Расчет производственной мощности и производственной программы 32
5.3 Расчет себестоимости продукции 33
5.4 Расчет основных технико-экономических показателей 36
5.5 Расчет эффективности инвестиционного проекта 40
Заключение 46
Список использованных источников 47

Весь текст будет доступен после покупки

Известно, что процесс производства этилбензола является важным звеном в современном нефтехимическом синтезе. Этилбензол служит сырьём для полу-чения стирола, одного из основных мономеров для производства каучуков и пластиков. Более 90 % всего производимого этилбензола перерабатывается в стирол. В общемировой структуре получение этилбензола занимает первое ме-сто, его мировая выработка составляет около 28,6 млн.тыс. в год. Ежегодный прирост рынка этилбензола составляет около 4-5 %. На рисунке 1 приведена доля этилбензола в продуктах производных бензола.

Рисунок 1 - Доля этилбензола в продуктах производных бензола

Российская Федерация на сегодняшний день, единственная из стран СНГ и Балтии, на территории которой производится этилбензол.
Около 99% получаемого этилбензола используется в производстве стиро-ла, который используется как мономер при производстве пластиков и каучуков. Около 1% этилбензола используется в качестве промежуточного продукта в химическом производстве.
При этом 90% потребления стирола – полистирол. Суммарная мощность производителей стирола составляет 755 тыс.т, полистирола меньше – 533.3 тыс. т.
На предприятии ЗАО «СИБУР-ХИМПРОМ» действует установка алкили-рования бензола этиленом, предназначенная для получения этилбензола по жидкофазной технологии EBMax с использованием в качестве катализаторов цеолитсодержащие системы. Производство введено в эксплуатацию в 2010 го-ду. Проектная мощность установки по этилбензолу составляет 220 тыс.т в год.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Литературный обзор

1.1 Физико-химические свойства этилбензола

Этилбензол представляет собой органическое соединение с формулой C6H5CH2CH3.
Этилбензол - легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость с запахом, похожим на запах бензина. Менее плотный, чем вода, не растворим в воде. Это моноциклический ароматический углеводород играет важную роль в нефтехимической промышленности в качестве промежуточного продукта при производстве стирола.
Применение:
– подавляющее количество всего производимого этилбензола подвергается дальнейшему дегидрированию с целью получения стирола;
– как неполярный растворитель, в том числе для красок;
– для синтеза ?-фенилэтанола, применяемого в парфюмерной промышленности;
– ранее использовался в качестве высокооктановой добавки к моторному топливу. В последнее время в этом качестве практически не используется.
Этилбензол содержится в нефти и продуктах коксования углей. Из нефтяных фракций, выкипающих до 360 °С, получаются различные виды топлив (бензины, топлива для реактивных и дизельных двигателей), сырьё для нефтехимического синтеза (бензол, этилбензол, ксилолы, этилен, пропилен, бутадиен), растворители и др. В лабораторном органическом синтезе наиболее широко для получения жирноароматических углеводородов путём восстановления соответствующих кетонов применяется реакция Клемменсена. Например, из ацетофенона с выходом 80 % получается этилбензол.



1.2 Способы получения этилбензола

Стирол является одним из важнейших мономеров для производства синтетических каучуков и пластических масс. Дегидрирование алкилароматических соединений имеет большое промышленное значение для получения стирола и его гомологов. При этом стадия дегидрирования завершает двухстадийный процесс, который начинается с алкилирования бензола олефином:


Синтез этилбензола алкилированием бензола этиленом осуществляют, применяя катализаторы на основе хлорида алюминия, фторида бора, фосфорной кислоты или цеолитов. Использование низких концентраций катализатора позволяет проводить процесс в жидкой фазе (катализатор суспензирован или растворен). Этот способ используют в России. Процесс проводят при 140? 200 °C и давлении 0,3-1,0 Мпа. В оптимальных условиях проведения процесса селективность получения этилбензола 99 %. При проведении процесса очень важно не допускать избытка этилена в реакторе, так как это приводит к образованию диэтил- и полиэтилбензолов. Расход AlCl3 составляет 0,25 г на тонну этилбензола. Алкилирование бензола олефинами – типичная реакция электрофильного замещения. Вторая стадия дегидрирования этилбензола:

Процесс проводят в присутствии катализатора. Наибольшее применение нашли катализаторы на основе оксида железа. Оптимальная температура при работе на этих катализаторах – 600-630 °С, равновесный выход стирола не превышает 40-50 %. Для более полного превращения этилбензола в стирол понижают парциальное давление паров этилбензола, разбавляя его водяным паром (мас. отн. водяной пар : этилбензол 2,5-3 :1). Примерно 70 % стирола используется в производстве полистирола и пенополистирола. Из стирола также получают различные сополимеры: акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) – 9 %, стирол-акрилонитрил (САН) – 1 %, стирол-бутадиеновый каучук – 5 %. Основное применение блоксополимеры находят в производстве обуви и адгезивов. Используются они также в асфальтовых смесях вместе с резиновой крошкой, полученной из вышедших из эксплуатации изделий. Подобный материал с улучшенными свойствами используется и как дорожное покрытие и как кровельный материал. Сополимеры этилен-бутилен-стирол и этилен-пропилен-стирол характеризуются широкой областью применения – от электроники и строительства до игрушек, бытовых изделий, мебельного производства. Все эти изделия длительное время выдерживают температуру до 110 °С , а также обладают повышенной стойкостью к воде, растворителям, кислотам, щелочам, средствам химической чистки. Ударопрочный АБС сополимер используют для интерьеров, облицовки холодильников, рефрижераторов.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Лебедев, Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза / Н.Н. Лебедев. – М.: Химия, 1981. – 608 с.
2 Несмеянов, А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии. – Л.: Химия. – 1971. – 1072 с.
3 Острожинская, Г.И. Производство бензола. – Л.:Госхимиздат.– 1962.– 273 с.
4 Далин, М.А. Алкилирование бензола олефинами. – М.: Госхимиздат. – 1957. – 118 с.
5 Лебединцев, Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза / Н.Н. Лебединцев. – изд. 2-е, пер. – М.: Химия, 1975. – 736 с.
6 Лиакумович, А.Г. Научно-практические основы процесса дегидрирования этилбензола в присутствии водяного пара, полученного из воды, подвергнутой физическому воздействию / А.Г. Лиакумович. – М.: БИБКОМ, 2012. – 114 с.
7 Юкельсон, И.И. Технология основного органического синтеза / И.И. Юкельсон. – М.: Химия, 1968. – 848 с.
8 Кирпичников, П.А. Химия и технология мономеров для синтетических каучуков: учебное пособие для вузов / П.А. Кирпичников, А.Г. Лиакумович. – М.-Л.: Химия, 1981. – 376 с.
9 Кирпичников, П.А. Химия и технология мономеров для синтетических каучуков: учебное пособие для вузов / П.А. Кирпичников, А.Г. Лиакумович. – М.-Л.: Химия, 1981. – 376 с.
10 Жирнов, Б.С. Первичная переработка нефти: учебное пособие для вузов / Б.С. Жирнов, Н.Г. Евдокимова. – Уфа: УГНТУ, 2005. – 167 с.

Весь текст будет доступен после покупки