Модернизация установки ректификации этилбензола в производстве стирола мощностью 180000 тонн в год
ВВЕДЕНИЕ
Процесс производства стирола является важнейшим звеном в современном нефтехимическом синтезе. Стирол является главным сырьем для получения полистирола - одного из основных полимеров для производства каучуков и пластиков. Конечные варианты применения стирола: одноразовая посуда, компоненты автомобильных салонов. Исходным сырьем для производства стирола является этилбензол. Более 90 % всего производимого этилбензола перерабатывается в стирол. Крупнейшими производителями стирола в мире считаются: США, Япония и Китай. Мировое производство стирола составляет свыше 32,7 миллионов в год [1].Основным методом получения стирола в мире является технология каталитического дегидрирования этилбензола, что обусловлено относительно небольшой стоимостью производства, простотой исполнения процесса и высоким и стабильным спросом на стирол в качестве промежуточного сырья для переработки его в полистирол и смолы АБС и другие виды полимеров.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………... 7
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………….. 8
Области применения стирола………………………………………….. 8
Способы получения стирола…………………………………………… 8
1.2.1 Термическое декарбоксилирование коричной кислоты…………... 8
1.2.2 Дегидратация фенилэтилового спирта …………………………….. 9
1.2.3 Получение стирола из галогенэтилбензола ………………………..
1.2.4 Производство стирола из этилбензола посредством гидропероксид этилбензола с одновременным получением пропиленоксида (халкон-процесс)…………………………………………………………………….. 9
1.2.5 Дегидрирование этилбензола в присутствии катализатора ……… 10
1.3 Теоретические основы выбранного процесса…………………………….. 14
1.3.1 Термодинамика процесса…………………………………………… 14
1.3.2 Выбор условий процесса …………………………………………… 15
1.3.3 Катализаторы процесса …………………………………………….. 16
1.3.4 Механизм реакции…………………………………………………... 17
1.3.5 Кинетика реакции…………………………………………………… 18
Патентная часть………………………………………………………… 19
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ………………………………………………… 21
2.1 Характеристика сырья и получаемого продукта…………………………. 21
2.2 Описание технологической схемы производства………………………… 25
2.3 Описание и обоснование принятых в проекте изменений………………... 28
2.4 Материальный расчет производства………………………………………. 29
2.5 Технологические расчеты…………………………………………………..
2.5.1 Расчет количества оборудования…………………………………...
2.5.2 Технологический расчет основного оборудования………………..
2.5.3 Тепловой расчет……………………………………………………...
2.5.4 Механический расчет………………………………………………..
2.6 Химический и физико-химический контроль производства…………….
3 АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ..
3.1 Обоснование выбора технических средств и систем управления…….....
3.2 Описание контуров контроля и регулирования…………………………
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………..
4.1 Расчёт капитальных вложений…………………………………………….
4.2 Расчет численности и фонда заработной платы работающих…………..
4.2.1 Расчет фонда заработной платы работающих……………………..
4.3 Расчет фонда заработной платы РСС……………………………………...
4.4 Расчет калькуляции себестоимости продукции…………………………..
ВЫВОДЫ ПО ПРОЕКТУ………………………………………………………….
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………….
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Тимофеев, В. С. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза / В. С. Тимофеев, Л. А. Серафимов. – М. : Высшая школа, 2010. – 408 с.
Гайле, А. А. Ароматические углеводороды: Выделение, применение, рынок : Справочник / А. А. Гайле, В. Е. Сомов, О. М. Варшавский. – СПб : Химиздат, 2000. – 544 с.
Paulo Jardel P. Araújo, Manuela Souza Leite, and Teresa M. Kakuta
Ravagnani. Evaluation of the Parameters and Conditions of Process in the Ethylbenzene Dehydrogenation with Application of Permselective Membranes to Enhance Styrene Yield, The Scientific World Journal Volume 2016
4. Лебедев Н.Н., Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: Учебник для вузов. Четвертое издание, переработано и дополнено – М. Химия, 1988. – 592 с.: ил. ISBN 5-7245-0008-6, Москва – Химия, 1988. – 438
5. Кирпичников П.А., Аверко-Антонович Л.А., Аверко-Антонович Ю.О., Химия и технология синтетического каучука, Ленинград – Химия, 1970 – 402 с.
6. Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М., Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука, 2-е издание, переработанное, Ленинград – Химия, 1986 – 98 с.
7. Won Jae Lee and Gilbert F. Froment . Ethylbenzene Dehydrogenation into Styrene: Kinetic Modeling and Reactor Simulation 2008 American Chemical Society
8. Барышникова Н.А., Марков Ю.В., Левшенков М.В., процесс дегидрирования изобутана. Учебно-методическое пособие, Тольятти, 2016 – 59 с.
9. http://www.ngpedia.ru/index.html10. https://ru.wikipedia.org/wiki/Стирол11. Противоточный реактор с псевдоожиженным слоем катализатора для дегидрирования олефинов. Патент РФ № 2015123993 МПК: C07C 11/02, C07C 5/333, B01J 19/24 . Опубликован 31.10.2013
Стирол, один из важнейших продуктов нефтехимии, является сырьем для производства полистирольных пластмасс, термоэластопластов, бутадиен-стирольных каучуков, красок, лаков, клеев, пластиков АБС, растворителей смол полиэфирных и самого полиэфира, эластичной пены, высококачественной технической пластмассы. В основном, из стирола производят полистирол, обладающий низкой ценой. Конечной продукцией, получаемой из стирола, является: одноразовая посуда, упаковка для электронного оборудования, элементы салона автомобиля. Основными марками стирола, производимыми в России, являются СДЭБ, СДМФК.Производство стирола занимает важное место в современном мире, как в России, так и за рубежом. Так как стирол является основным мономером для производства полистирола, полимера, который имеет широкий спектр применения, в промышленности, для получения различных пластмасс на его основе и строительстве (например, пенополистирол активно используется в качестве утеплителя и теплоизоляции). Впервые стирол был выделен из смолы растения Ликвидамбар в Берлине в результате ряда экспериментов Эдуарда Саймона с экстрактами растений [3].