Реферат

Отчет 39 с., 9 рис., 27 табл., 14 источников, 3 прил.

Ключевые слова: ЛАБ-ЛАБС, ректификация, н-парафины.

Рассмотрен блок вторичной ректификации по производству моноолефинов для получения фракций С₁₄-С₁₇ и С₁₇-С₁₈.

Цель – анализ возможности увеличения глубины отбора продукции блока вторичной ректификации установки по производству моноолефинов.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 7

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 8

1.1 Краткая характеристика современных способов производства сырья для СМС 8

1.2 Общие сведения о ЛАБ-ЛАБС 11

1.3 Высшие жирные кислоты 17

1.4 Стеариновая кислота 19

1.5 Технология производства стеариновой кислоты 21

2 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ 23

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 24

3.1 Описание установки 24

3.2 Исходные данные для моделирования С-203 27

3.3 Разработка модели дополнительной колонны С-204 28

3.4 Оценка экономического эффекта от предлагаемых решений 40

4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 47

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 48

14 Фролов, Л.В., Лекции по курсу «Процессы и аппараты химической технологии»: учебное пособие для ВУЗов / Фролов Л.В. – СПб.: Химиздат, 2003. – 608с. 49

ПРИЛОЖЕНИЕ А 50

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 57

ПРИЛОЖЕНИЕ В 62

Расчет ректификационной колонны С-204. 62

Введение

Разделение смесей углеводородов сложного состава (широких фракций) на более простые и однородные смеси (узкие фракции) является одним из базовых процессов нефтепереработки. Чаще всего это разделение проводят в ректификационных аппаратах, где движущей силой процесса является разность температур кипения компонентов. Эффективность разделения смеси на технологической установке зависит, в первую очередь, от регламентных требований, предъявляемых к качеству продукции. Как правило, наибольшие проблемы возникают тогда, когда определены не фракционные (начало кипения и т.п.), а углеводородные составы продуктов, особенно в случае многокомпонентных систем. Это связано с тем, что в силу специфики процесса ректификации соотношение различных компонентов в отборах колонн в значительной мере зависит от условий фазового равновесия, и повлиять на эту пропорцию можно лишь косвенно. В такой ситуации моделирование технологического процесса становится особенно актуальным, так как позволяет без проведения сложных экспериментов на промышленном объекте выявить основные (не всегда очевидные заранее) факторы влияния на целевые показатели качества и подобрать оптимальные режимы работы системы. Характерным примером может служить установка предфракционирования нормальных парафинов.[1]

1 Аналитический обзор

1.1 Краткая характеристика современных способов производства сырья для смс

Широко известными моющими средствами являются мыло – натриевые соли жирных кислот. Однако они обладают существенными недостатками, а именно: в жесткой воде образуют кальциевые и магниевые соли жирных кислот, не растворимые в воде, которые при стирке оседают в виде клейких хлопьев на стенках оборудования для стирки и тем самым затрудняя ее. Кром того, эти хлопья оседают и на тканях, делают их хрупкими, ломкими, в результате чего происходит их ускоренный износ и ухудшается качество стирки. Мыло в водных растворах гидролизуется, образуется щелочная среда, в которой нельзя стирать шелковые и шерстяные ткани. Оно не может применятся и в кислых средах, так как это приводит к его разложению и образованию жирных кислот.

Синтетические моющие средства лишены этих недостатков. Они производятся на основе продуктов нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностей и позволяют замнить пищевые жиры, которые используются для изготовления мыла.

СМС, в состав которого в качестве основного компонента входят линейные алкилбензосульфонаты, обладают хорошей растворимость в воде любого качества, отличными моющими свойствами, технологичногстью изготовления, экологической безопасностью за счет хорошей биоразлогаемости. В последние 30 лет СМС получил широкое распространение в мире. Моющие средства обладают свойствами поверхностно-активных вечеств, обусловленные строением их молекул, в которых присутствуют гидрофильная и гидрофобная(полярная и неполярная) группы. Гидрофильность обуславлевается наличием в составе моющего вещества полярных групп OSO₃·SO^-₃ или групп, содержащих азот, например NH^-₂,NH-CO^- и др. Наличие этих групп придает поверхностно-активным веществам хорошую растворимость. Гидрофобность - свойство, присуще всем углеводородам жирного и жирноароматического ряда.

Важнейшими характеристиками моющего средства являются: хорошая смачиваемость тканей, способность вызывать диспергирование загрязнений, хорошее эмульгирование и пенообразование, способность удерживать загрязнения, не допуская их повторного оседания а поверхность.

Для производстыва СМС используется различные химические вещества, каждое из которых выполняет свою функциюв товарных продуктах – стиральных порошках, шампунях, средствах дляя мытья посуды и чистки, предлагаемых потребителям в магазинах.Одним из компонентов любого СМС является вещество, которое выполняет собственно моющую функцию, так называемое поверхносто-активное вещество. Эти вещества, в зависимости от того,какой глаывный компонент является актиывным действующим агентом в водном растворе, подразделяются, в порядке убывания объема их производства, на анионактивные, неионогенные, катионактивные и амфотерные.

Другими компонентами СМС, в частности стиральных порошков, являются вещества,улучшающие среду для стирки( триполифосфат натрия связывает и удерживает в растворе ионы щелочноземельныхметаллов Са и Мg, а так же железо, что и предотврощает ухудшению моющего действия ПАВ), препядствующему обратному осаждениюзагрязнений на ткань( карбоксиметилцеллюлоза – КМЦ), отбеливающие( химические – пербораты и перкарбонаты и др.), облегчающие стирку в холодной водеи способствующие разложению загрязнений органической природы( энзимы), улучшающие запах( отдушки) и др.

ЛАБ является сырьем для производства анионактивного ПАВ – сульфонола и некоторых других. Основными методами производства ЛАБ, используемых в настоящее время в промышленности являются:

а) хлорирование н-парафинов с последующим алкилированием бензола полученными олефинами в присутствие катализатора – хлористого алюминия;

б) дегидрирование н-парафинов в олефины с последующим алкилированием ими бензола в присутствие катализатора – фтористого водорода.

Первые два метода являются более старыми и требующими больших затрат. Треитий метод, разработанный фирмой UOP в 60-х годах на базе имеющегося процесса производства высокооктанового компонента бензинов, является экономически более выгодным. Поэтому, начиная с конца 60-х годов, стороились установки, работающие только по этому методу. До середины 60-х годов для производства алкилбензола в качестве сырья использовался бензол и тетрамеры пропилена. В результате алкилирования получали изододецилбензол, который имел низкую биохимическую разлагаемость( т.е. способность разлагаться в естественных водоемах под действием имеющихся там микроорганизмов на простейшие химические соединения – углекислый газ, воду и сульфаты), что привело со временем к накоплению природных водах ПАВ, произведенных на его основе, и необходимости принятия экстренных мер по его замене в композициях СМС. Фирма UOP предложила для производства моющих средств использовать α-олефины нормального строения, поскольку полученные из них алкилбензолсульфонаты обладают удовлетворительной скоростью биохимического разложения в сточных водах, вследствие чего при их использовании не загрязняются водоемы и не нарушается работа очистных сооружений.

С 1966 г. В промышленности освоен новый метод производства ЛАБ, так называемый процесс Детол, разработанный совместно фирмами Petpesa( Испания) и UOP, основанный на алкилировании бензола олефинами нормального строения при использовании вместо вредного катализатора HF нового твердого катализатора.

ЛАБ сам по себе не является поверхностно-активным веществом, поеэтому его подвергают сульфированию – присоединению молекулы серного ангидрида SO₃, в результате чего получается АБСК – алкилбензосульфокислота:

RArH+HOSO₃H→RArSO₃H+H₂O

RArH+ SO₃→RArSO₃H

где R – углеводородный радикал от С₁₀ до С₁₄, ArH – бензол.

АБСК может использоваться как компонент СМС только после ее нейтрализации различными щелочами или другими основаниями, например, триэтаноламином, с целью получения нейтрального или слегка щелрочного продукта:

RArSO₃H+NaOH→ RArSO₃Na+ H₂O

RArSO₃H+N(C₂H₅OH)₃→ RArSO₃NH(C₂H₅OH)₃

Присоединение серного ангидридаможет осуществляться различными способами. Раньше в промышленности был распростронен метод сульфирование олеумом – серной кислотой с растворенным в ней серным ангидридом. В резульитате получается продукт невысокого качества, в котором присутствоало большое количество побочных реакций. Для получения стиральных порошков с хорошим цветом проходилсь подвергать данный продукт дополнительной обработке.

Более прогрессывным стал метод сульфирование ЛАБ газообразным серным ангидридом в,так называемых, реакторах пленочного типа, которые были разработаны и внедрены в промышленность чуть более 30 лет назад фирмами Bollestra, Chemithin и другими. В таких реакторах получается продукт высокого качества, и данный метод производства в настоящее время является основным в промышленности.[2]