Часть дипломной работы на тему Проектирование установки дигидрирования изобутана мощностью 100 тыс.т /год по сырью

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 2

1 Литературный обзор 6

1.1.Краткая характеристика изобутилена 6

1.2 Способы получения изобутилена 7

1.3. Получение изобутилена каталитическим дегидрированием изобутана 10

2 Технологическая часть 20

2.1 Характеристика сырья и готовой продукции. 20

2.3 Материальный баланс установки 29

2.4. Технологический расчет основного оборудования 32

3 Механический расчёт 46

3.1 Исходные данные 46

3.2. Расчет деталей аппарата 46

3.3 Расчет аппарата на действие ветровых сил 49

3.4 Расчет укрепления отверстий 60

3.5 Расчёт фланца цельного типа Dу = 150 мм. 62

4 Контрольно-измерительные приборы и автоматизация производства 68

4.1. Общие сведения о КИП 68

4.2 Описание технологической схемы АСУТП 68

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 74

Введение:

Западная Сибирь и её природные ресурсы всегда являлись объектом не только экономического, а прежде всего народно-хозяйственного и мирового интереса. Основные запасы и ресурсы углеводородного сырья России сосредоточены в Тюменской области. Наряду с сухими метановыми, попутными нефтяными газами, недра Тюменской области богаты газами, содержащими С2, С3, С4-фракции, что даёт огромные перспективы для развития нефтехимии в регионе.

Нефтехимическая промышленность является одной из важнейших отраслей современной индустрии, которая существует уже более 100 лет.

Продукты нефтехимической промышленности являются более ценным и эффективным экспортным товаром, чем сырьё. Только на основе нефтехимического сырья стало возможно организовать массовый выпуск таких материалов, как синтетический каучук, пластмассы, синтетические волокна и моющие средства. Поэтому в настоящее время нет ни одной отрасли народного хозяйства, где бы не применялись высокомолекулярные соединения.

Одним из важнейших мономеров является изобутилен – мономер олефинового ряда. Спектр применения изобутилена очень широк. На его основе получают синтетический каучук, пластмассы, топливо, присадки к маслам, смазки, высокооктановые добавки к моторному топливу, поверхностно активные вещества и другие продукты, которые широко применяются во всех отраслях народного хозяйства и в быту.

В 1974 году начато строительство Тобольского нефтехимического комбината – современного предприятия, ориентированного на переработку углеводородного сырья – нефтяного газа, нефти, производства полимеров, каучуков общего и специального назначения. Целесообразность строительства комбината в Западной Сибири определяется следующими показателями:

• потребностью страны в каучуках общего и специального назначения;

• ростом ресурсов попутного нефтяного газа;

• приближенностью материалоёмких и энергоемких производств к источникам сырья.

Наряду с предложением, мировой спрос на нефть также имел противоречивую динамику. Быстрое экономическое развитие стран Азиатского региона формировало дополнительные объемы потребления, а финансовый кризис, разразившийся в этом регионе в 1997 году, явился главной причиной резкой дестабилизации рынков. Последние десятилетия XX века ознаменовались в мире внедрением энергоемких технологий, переходом к ресурсосберегающему типу воспроизводства. Начинает расти популярность альтернативных источников энергии (солнца, ветра, приливов, ядерного топлива). Масштабное финансирование НТП в области энергосбережения, как государством, так и частным бизнесом, также дало свои результаты в виде снижения энергоемкости валового продукта крупнейших государств-потребителей на 30-40%.

Производство трет-олефинов, в частности, изобутилена в России и за рубежом имеет важное значение, так как трет-олефины являются ценным сырьём для промышленности синтетических каучуков, а также используются для получения метилтретбутилового эфира (МТБЭ).

Для производства изобутилена на практике применяется несколько методов. Изобутилен получают из изобутана, а также при пиролизе, крекинге различных нефтяных фракций, прежде всего прямогонных бензинов и их фракций. Выбор той или иной технологии определяется конкретными требованиями к качеству сырья и целевого продукта в зависимости от потребления.

Изобутилен в основном расходуется на получение бутилкаучука, некоторых видов пластика, изопрена, третбутилфенола, триметилкарбинола, метакриловых соединений, неопентановых кислот. Новой областью использования изобутилена является синтез МТБЭ, добавки к бензинам, которые повышают их детонационную стойкость, снижают токсичность отработанных газов и снижают потребление тетраэтилсвинца.

Современная тенденция к отказу от токсичных металлоорганических антидетонаторов реализуется в основном путём повышения содержания в бензине высокооктановых изопарафиновых и ароматических углеводородов. Однако возможности этого метода ограничены дефицитностью сырья для производства изопарафиновых углеводородов.

Вместе с тем, повышение содержания в бензине ароматических углеводородов ведёт к ухудшению эксплуатационных характеристик двигателя.

Поэтому одним из направлений расширения ресурсов высокооктановых неэтилированных бензинов является использование кислородосодержащих соединений, наиболее эффективен из которых МТБЭ и метил-трет-амиловый эфир (МТАЭ). Высокая степень проработки процесса синтеза МТАЭ, наличие производств в ряде стран, появление сведений о развитии исследований по стадиям разложения эфиров и получения изобутилена, пригодного для полимеризации позволяет считать, что производство изобутилена на нефтехимических и нефтеперерабатывающих производствах имеет значительные перспективы для существования.

С 1999 года АК «СИБУР» проводит активное внедрение нового оборудования на предприятиях, входящих в промышленную группу. Реализуется программа ввода новых производственных мощностей, разработанная специалистами холдинга и дочернего предприятия.

В течение двух лет АК «СИБУР» расширил свои производственные мощности путём запуска производства азота с использованием криогенной технологии. Установка состоит из 3-х технологических блоков: воздушный компрессор, холодильная машина и блок очистки. Запуск азотной установки даёт возможность обеспечить производство изобутилена (сырье для производства МТБЭ и изопрена) и в будущем изопрена (сырье для производства синтетического каучука изопренового – СКИ). В рамках модернизации данной установки компания «Иокогава Электрик» выполнила комплексную поставку оборудования, включая РСУ, КИП, запорно-регулирующую арматуру, аналитическое оборудование (газовые хроматографы) и комплект тестовых и измерительных приборов для метрологических служб предприятия. Кроме того, она также провела в комплексе инжиниринговые и пуско-наладочные работы, итогом которых стал успешный пуск системы управления.

Результатами внедрения РСУ специалисты обоснованно считают улучшение экономических параметров производства изобутилена и эффективное управление технологическими рисками. Автоматизированная система управления CENTUM CS3000 наследует известную надежность семейства CENTUM. По оценкам экспертов, для химических и нефтехимических производств, это наиболее надёжная промышленная система управления, обеспечивающая полную работоспособность аппаратных средств. Это достигается такими методами предотвращения ошибки как выбор компонентов и применением методов отказоустойчивости: двойной резервированной конфигурации и «горячего» переключения. Данные качества обеспечивают стабильность работы установок задействованных в процессе и уменьшают общие эксплуатационные расходы.

Система управления CENTUM CS3000 на производстве изобутилена ОАО «Уралоргсинтез» организована по схеме, предусматривающей включение системы противоаварийной защиты (ПАЗ). Система ПАЗ в этом случае выполнена на базе аппаратных средств полевой станции. Устройства обеспечения противоаварийной защиты выделены и не пересекаются с РСУ, а единая информационная шина обеспечивает удобный инжиниринг и диагностику.

В дальнейшем политика развития компании АК «СИБУР» предусматривает внедрение технологий, позволяющих максимально глубоко перерабатывать сырьё при наиболее эффективном использовании оборудования. Сотрудничество с компанией Yokogawa Electric позволит осуществить планы предприятия по переоснащению в максимально сжатые сроки с качеством, гарантирующим надежное управление технологическим процессом.

Использование новых наукоёмких технологий позволит предприятиям нарастить производственные мощности, а продукции стать конкурентоспособной на мировом рынке.

Заключение:

В данном дипломном проекте рассчитана установка дегидрирования изобутана мощностью 100 тыс. тонн в год по сырью для удовлетворения потребностей народного хозяйства в синтетическом каучуке, топливе, смазках, пластмассах, поверхностно-активных веществах, присадках к маслам, разнообразных добавках и других продуктах.

Концентрированный изобутилен используют в качестве ценного полимера — бутилкаучука, который отличается высокой химической стойкостью, газонепроницаемостью и водостойкостью. Ди- , три- , и тетраполимеры изобутилена используют в качестве высокооктанового моторного топлива — полимер-бензин. Из изобутилена и метанола получают экологически чистый высокооктановый компонент моторного топлива метилтретбутиловый эфир (МТБЭ).

Производство синтетических каучуков в настоящее время является одной из важнейших задач. Так как в себестоимости СК доля мономеров составляет около 70%, то получение высококачественных мономеров на основе дешевого и доступного сырья имеет огромное значение. Таким мономером является изобутилен, наиболее перспективный для производства СК общего и специального назначения.

Для ведения технологического процесса регенерации катализатора в информационном режиме используется многофункциональная распределительная система управления технологическими режимами CENTRUM-XL. Изготовитель оборудования фирма «Йокогава» Япония.

Благодаря преимуществам в технологии и организации управления процессом можно сделать вывод о достаточно высокой конкурентоспособности предприятия на данном этапе развития науки и техники.

Все перечисленные достоинства дают веские основания утверждать, что строительство данного производства на Тобольском нефтехимическом комбинате принесёт большую экономическую выгоду, как комбинату, так и городу.

Фрагмент текста работы:

1 Литературный обзор

1.1.Краткая характеристика изобутилена

Изобутилен (СН3)2С=СН2 при нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с неприятным запахом. Впервые он был выделен из продуктов высокотемпературного разложения животных жиров и описан Фарадеем в 1825 г. Чистый изобутилен получен Бутлеровым в 1868 г. По реакции дегидратации третбутилового спирта разбавленной серной кислотой. Изобутилен нерастворим в воде, растворяется в этиловом спирте и диэтиловом эфире.

Вступает во все реакции характерные для олефинов, легко полимеризуется в присутствии кислых агентов. Взрывоопасен. Пределы взрывоопасных концентраций с воздухом 1,7-9,0% (объёмных). При вдыхании оказывает наркотическое действие.

Основным источником получения изобутилена являются газы нефтедобычи и нефтепереработки, содержащие изобутан и изобутилен.