- •Выпускная квалификационная работа дипломированного специалиста (инженера)
- •Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
- •Реферат
- •Содержание Введение
- •Аналитический обзор
- •Процесс изомеризации пентановой фракции
- •Катализаторы применяемые для проведения процесса изомеризации
- •Организация процесса с высокой конверсией и скоростью химической реакции
- •Использование аппаратов реакционно-ректификационного типа
- •Конструктивные решения внутреннего устройства колонны реакционно-ректификационного типа
- •Методы исследования совмещенных процессов
- •Анализ статики нсррп
- •Математическое моделирование реакционно-массообменных процессов
- •Математические модели парожидкостного равновесия
- •Уравнения состояния
- •Цель и задачи
- •Экспериментальная часть
- •Анализ статики нсррп изомеризации пентана
- •Определение многообразия химического взаимодействия (мхв) для нсррп изомеризации нормального пентана
- •Определение принципиальной протяженности реакционной зоны
- •Создание математической модели реакционно-ректификационной колонны в системе hysys
- •Расчёт простой ректификационной колонны в системеHysys
- •Выбор метода расчёта для моделирования реакционно-ректификационной колонны
- •Моделирование реакционно-ректификационной колонны в системеHysys
- •Расчет кинетических параметров
- •Проверка адекватности математической модели процесса
- •Проведение экспериментов на лабораторной установке
- •Прокаливание стандартного катализатора изомеризацииPt/Zr/so4
- •Восстановление стандартного катализатора изомеризацииPt/Zr/so4
- •Проведение эксперимента на стандартном катализаторе изомеризацииPt/Zr/so4
- •Приготовление опытного катализатора изомеризации типаPt/Zr/so4
- •Восстановление опытного катализатора изомеризации типаPt/Zr/so4
- •Проведение эксперимента на опытном катализаторе изомеризации типаPt/Zr/so4
- •Сравнение результатов моделирования и эксперимента
- •Результаты и обсуждения
- •Заключение и выводы
- •Список литературы
- •Виды работ, выполненных с использованием эвм и элементами сапр
- •Расчёт константы скорости реакции
- •Патентный поиск
- •Маркетинговое исследование
- •Стандартизация
- •Охрана труда и окружающей среды
- •Характеристика опасных и вредных производственных факторов
- •Пожарная безопасность
- •Гигиена и санитария труда
- •Безопасность работ в лаборатории
- •Меры первойпомощи
- •Охрана окружающей среды
- •Инструкции по охране труда
- •Технико-экономическая оценка научно-исследовательской работы.
- •Обоснование договорной цены на разработку
- •Расчет сметы затрат и определение минимальной ценыразработки
- •2.1 Расчет затрат на научно-исследовательскую разработку
- •2.2 Расчет затрат на сырье, материалы, реактивы, покупныеизделия и полуфабрикаты
- •2.3 Расчет затрат на энергоресурсы
- •2.4 Расчет затрат на приборы, оборудование для научно-экспериментальных работ и суммы амортизационных отчислений
- •2.5 Расчет затрат на оплату труда с обязательными начислениями
- •2.6 Прочие затраты
- •2.6.1 Затраты на выполнение специальных анализов
- •2.6.2 Расчет суммы расходов по использованию вычислительнойтехники
- •2.6.3 Расчет суммы накладных расходов
- •Расчет сметы затрат на разработку
Проведение экспериментов на лабораторной установке
Эксперименты проводились на лабораторной установке реакционно-ректификационной колонны (рисунок 6), состоящей из трёх зон: 2 ректификационных и 1 реакционная, расположенная между зонами ректификации, внутренний диаметр всех зон – 1,6 см. Ректификационные зоны имеют высоту 40 см и эквивалентны 20 теоретическим тарелкам каждая. Для разделения использовалась насыпная неструктурированная насадка призматического типа из нержавеющей стали диаметром 3 мм. Реакционная зона – 30 см в высоту, объём катализатора в ней – 40 см3.
Рисунок 6 – Принципиальная схема лабораторной установки реакционно-ректификационной колонны
Сырьевая смесь подаётся поршневым насосом Н-1 из сырьевой ёмкости Е-1, расход регулируется на насосе, далее смесь проходит последовательно осушитель Е-2 и электрический подогреватель сырья П-1 и поступает в нижнюю часть колонны (нижнюю ректификационную зону).
Подача водорода осуществляется от редуктора баллона, он подаётся в нижнюю часть реакционной зоны, предварительно нагреваясь в электрическом подогревателе П-2.
Пары с верха колонны поступают в конденсатор Т-1. Легкие углеводороды и водород отводятся сверху. Вентилем В-6 поддерживается давление в колонне. Сконденсированные продукты поступают в рефлюксную ёмкость Е-3. Из Е-3 часть жидкости возвращается в колонну в виде орошения, а часть отбирается в ёмкость для дистиллята Е-4, охлаждаясь в водяном холодильнике Т-2. Для регулирования орошения используется вентиль В-3, для регулирования отбора – вентили В-4 и В-5. В случае переполнения рефлюксной ёмкости, избыток жидкости отводится через переток.
При переполнении куба колонны, жидкость из него отбирается в емкость Е-5 через вентиль В-10, охлаждаясь в водяном холодильнике Т-3. Паровой поток создаётся за счёт нагрева смеси электрическим нагревателем, встроенным в куб колонны.
Для измерения давления на установке используются следующие датчики: PI-1 – измеряет давление в линии подачи сырья; PI-2 – измеряет давление в системе. На случай аварийной ситуации, установлен предохранительный клапан PSV-3. Также на установке используется регулятор температуры TIRСA-7, предназначенный для регулирования температуры куба колонны и сигнализации об отклонении и 3 термопары для регистрации температуры и сигнализации об отклонении значения от заданной величины: TIRA-4 – температура вверху колонны, TIRA-5 – температура в верхней ректификационной зоне, TIRA-6 – температура в реакционной зоне.
При проведении экспериментов использовалось 2 катализатора: стандартный катализатор изомеризации Pt/Zr/SO4и опытный катализаторPt/Zr/SO4, изготовленный по методике ООО “РРТ”. Основные свойства используемых катализаторов приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Свойства исследуемых катализаторов
Катализатор |
Стандартный катализатор изомеризации |
Опытный катализатор изомеризации |
Тип |
Pt/Zr/SO4 |
Pt/Zr/SO4 |
Содержание платины, % |
0,288 |
0,298 |
Насыпная плотность, г/см3 |
1,3 |
0,62 |
Удельная поверхность, м2/г |
83 |
178 |
Объём пор, см3/г |
0,31 |
0,40 |