Курсовая с практикой на тему Расчет, подбор, автоматическое регулирование реактора производства винилхлорида комбинированным способом

Содержание:

Содержание Введение. 3

1
Теоретические основы процесса получения винилхлорида. 5

1.1
История, назначение, сырье и продукты процесса. 5

1.2
Физико-химические основы процесса, основные параметры процесса. 7

1.3
Технологические схемы и оборудование в производстве винилхлорида  10

1.4
Способы регулирования процессом. 19

2
Технологический расчет реактора производства винилхлорида. 23

2.1
Выбор и описание схемы процесса получения винилхлорида. 23

2.2
Материальный баланс реактора получение винилхлорида. 26

2.3
Тепловой баланс реактора получение винилхлорида. 27

3
Конструкционный расчет основного реактора установки. 29

3.1Технологический
и конструкционный расчет реактора. 29

4
Выбор параметров и средств автоматизации. 31

Заключение. 33

Список
литературы. 36

Введение:

Промышленное производство винилхлорида
входит в первую десятку производства крупнейших многотоннажных продуктов
основного органического синтеза; при этом почти весь производимый объём
используется для дальнейшего синтеза полихлорвинила (ПВХ), мономером которого и
является винилхлорид. Поэтому совершенствование процесса получения винилхлорида
является актуальным.

В химической промышленности особую
значимость приобрели производства винилхлорида (ВХ) и поливинилхлорида (ПВХ) в
связи с использованием их в строительстве, пищевой промышленности, изготовлении
игрушек и т.д.

Целью работы является Расчет,
подбор, автоматическое регулирование реактора производства винилхлорида
комбинированным способом.

Для достижения цели необходимо решить ряд задач:

— изучить основы процесса получения винилхлорида;

—
произвести Технологический расчет реактора производства винилхлорида

— рассчитать основной реактор установки

— выбрать средства автоматизации.

Хлористый винил является одним из простейших производных
ацетилена, получаемого присоединением хлороводорода. Основным видом химических
реакций, в которых участвует это вещество, служит процесс полимеризации.
Конечный продукт – ПВХ – находит широкое применение во всех сферах человеческой
деятельности. Процесс изготовления соединения и его производных сопровождается
выделением летучих веществ, которые оказывают сильное токсическое действие на
организм человека

Подавляющее количество
производимого хлорида винила используется для изготовления поливинилхлорида
(ПВХ). По данным статистики более 50% производства этого полимера находится в
Азии. Поливинилхлорид является самым разноплановым материалом из всех полимеров.
Из него могут изготавливаться как жесткие строительные конструкции (трубы,
внешние стеновые обшивки, профили), так и эластичная продукция (провода,
кабеля, кровельные материалы). В отличие от других полимерных материалов, у
поливинилхлорида под воздействием ультрафиолетовых лучей, окисления и жидких
углеводородов происходит не только распад, но и частичная сшивка полимерных
цепей. Это свойство связано с наличием в структуре соединения атомов хлора.
Высокая конкурентоспособность поливинилхлорида объясняется также его низкой
ценой.

Заключение:

Технология получения винилхлорида сбалансированным по хлору методом
(комбинация хлорирования и оксихлорирования этилена с термическим
дегидрохлорированием 1,2-дихлорэтана) выступает одним из наиболее интересных
примеров реализации принципов создания технологий 00 и НХС. Технология является
непрерывной. По химической составляющей ее, несмотря на нали­чие трех отдельных
реакторных подсистем, можно отнести к двух- стадийной. Это вызвано тем, что
каждая из цепей химических пре­вращений, ведущих к винилхлориду, состоит из
двух стадий: оксихлорирование + термический пиролиз и хлорирование + терми­ческий
пиролиз.

Технология базируется на использовании дешевого и доступного
этилена и хлора. Обладает высокой эффективностью в целом, хотя отдельные ее
составляющие различаются по этому показателю. На­пример, хлорирование этилена
обладает более высокой селективно­стью по сравнению с оксихлорированием и тем
более с термичес­ким пиролизом. Стадии оксихлорирования и хлорирования имеют
высокие конверсии за один проход. Рециркуляция части реакционных газов на
стадии оксихлорирования связана в основном с необходи­мостью обеспечения
газодинамического и концентрационного ре­жимов аппарата с кипящим слоем. Более
того, в настоящее время доказано, что введение в исходные реагенты продуктов
полного окис­ления дает возможность повысить селективность оксихлорирования.

Эффективное использование тепла (принципы разработки процес­сов с
низким энергопотреблением полноты использования энергии сис­темы) в данной
технологии достигается не только за счет ее утилиза­ции в подсистеме
ректификационного разделения, но и за счет обес­печения теплообмена между
экзотермичными (хлорирование, оксих- — лорирование) и эндотермичными (пиролиз)
стадиями процесса.

Принцип полноты выделения продуктов из реакционной смеси ис­пользуется
достаточно полно, поскольку как целевой продукт, так и 1,2-дихлорэтан,
направляемый на пиролиз, должны иметь высо­кую чистоту.

В рассматриваемой технологии используется принцип минималь­ного
расходования воды, так как в ней практически отсутствуют про­мывные скрубберы,
а хлороводород выделяют в ректификационной колонне при повышенном давлении.
Использование для хлорирова­ния этилена совмещенного процессапозволяет по
сравне­нию с традиционными реакторами наиболее интен­сивно применять
низкопотенциальное тепло хлорирования для пред­варительного фракционирования
продуктов реакции (снижение энергозатрат на выделение 1,2-дихлорэтана на 50-70
%). Кроме того, снижается почти в три раза выход высококипящих полихлоридов.

Важной составляющей технологии является реализация прин­ципа
полноты использования газовых потоков и очистки газовых вы­бросов.Это связано с
высокой токсичностью хлора и его соедине­ний. В первую очередь технология
обеспечивает утилизацию хлороводорода за счет реакции оксихлорирования этилена.
Реак­ционные аппараты снабжены не только водяными, но и рассоль­ными
конденсаторами, которые дают возможность снизить выбро­сы хлорорганических
продуктов в атмосферу за счет более высокой степени их конденсации при пониженных
температурах. Выделение хлороводорода из реакционной массы пиролиза проводится
ректи­фикацией, что дает возможность непосредственно организовать его рецикл на
стадию оксихлорирования, избежать процессов абсорб­ции его водой и,
соответственно, кислотных и солевых стоков. На­конец, технология позволяет
создавать линии большой единичной мощ­ности. Реакционные подсистемы
оксихлорирования и пиролиза и используемые в них реакционные аппараты дают
возможность их проектирования на любую требуемую производительность. Реали­зация
этого принципа для стадии хлорирования может быть осуще­ствлена за счет
применения параллельно работающих жидкофазных хлораторов, так чтобы вся
технологическая цепочка представляла со­бой линию большой единичной
мощности.[8]

Фрагмент текста работы:

Промышленное производство винилхлорида
входит в первую десятку производства крупнейших многотоннажных продуктов
основного органического синтеза; при этом почти весь производимый объём
используется для дальнейшего синтеза полихлорвинила (ПВХ), мономером которого и
является винилхлорид. Поэтому совершенствование процесса получения винилхлорида
является актуальным.

В химической промышленности особую
значимость приобрели производства винилхлорида (ВХ) и поливинилхлорида (ПВХ) в
связи с использованием их в строительстве, пищевой промышленности, изготовлении
игрушек и т.д.

Целью работы является Расчет,
подбор, автоматическое регулирование реактора производства винилхлорида
комбинированным способом.

Для достижения цели необходимо решить ряд задач:

— изучить основы процесса получения винилхлорида;

—
произвести Технологический расчет реактора производства винилхлорида

— рассчитать основной реактор установки

— выбрать средства автоматизации.

Хлористый винил является одним из простейших производных
ацетилена, получаемого присоединением хлороводорода. Основным видом химических
реакций, в которых участвует это вещество, служит процесс полимеризации.
Конечный продукт – ПВХ – находит широкое применение во всех сферах человеческой
деятельности. Процесс изготовления соединения и его производных сопровождается
выделением летучих веществ, которые оказывают сильное токсическое действие на
организм человека

Подавляющее количество
производимого хлорида винила используется для изготовления поливинилхлорида
(ПВХ). По данным статистики более 50% производства этого полимера находится в
Азии. Поливинилхлорид является самым разноплановым материалом из всех полимеров.
Из него могут изготавливаться как жесткие строительные конструкции (трубы,
внешние стеновые обшивки, профили), так и эластичная продукция (провода,
кабеля, кровельные материалы). В отличие от других полимерных материалов, у
поливинилхлорида под воздействием ультрафиолетовых лучей, окисления и жидких
углеводородов происходит не только распад, но и частичная сшивка полимерных
цепей. Это свойство связано с наличием в структуре соединения атомов хлора.
Высокая конкурентоспособность поливинилхлорида объясняется также его низкой
ценой.