Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Совершенствование конструкции гидродинамического аппарата для процесса алкилирования

Диссертация: Совершенствование конструкции гидродинамического аппарата для процесса алкилирования
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Предложена технологическая схема сернокислотного алкилирования с применением гидродинамического аппарата. Внедрение гидродинамического аппарата на установке сернокислотного алкилирования позволяет снизить температуру в реакторе с 11 до 9° Свремя контакта реагентов сокращается на 2 мин.- при этом увеличивается выход алкилата на 6%, его детонационная стойкость повышается на 3 пункта по моторному… Читать ещё >

Содержание

  • ВВЕДЕНИЕ
  • 1. Литературный обзор
    • 1. 1. Гидродинамические аппараты и их классификация
    • 1. 2. Патентная проработка по гидродинамическим аппаратам
    • 1. 3. Влияние акустического воздействия на углеводородное сырье
      • 1. 3. 1. Понятие кав тации
      • 1. 3. 2. Гидродинамическая кавитация
      • 1. 3. 3. Акустическая кавитация
  • ф 1.4 Акустические методы интенсификации технологических процессов
    • 1. 5. Технологический процесс алкилирования изобутана олефинами
  • Выводы по главе 1
  • 2. Методы и объекты исследования
    • 2. 1. Исследование влияния акустического воздействия на процесс алкилирования
    • 2. 2. Методика исследования и изучение структуры потока в гидродинамическом аппарате
    • 2. 3. Исследование влияния конструкции и количества прорезей на статоре и роторе реконструируемого гидродинамического аппарата на затраты мощности
  • -1 2.4 Исследования макрокинетики процесса алкилирования термометрическим методом в квазиадиабатических условиях
    • 2. 5. Результаты технологического процесса алкилирования галогенпроизводных
  • Выводы по главе 2
  • 3. Разработка методики расчета гидродинамического аппарата приготовления тонко дисперсных эмульсий для процесса алкилирования
    • 3. 1. Исследование движения жидкости в роторе гидродинамического аппарата, создание условий для снижения вихреобразования в роторе
    • 3. 2. Расчет ротора гидродинамического аппарата
    • 3. 3. Определение выходных параметров ротора, необходимых для снижения вихреобразования
    • 3. 4. Определение оптимального числа лопастей ротора и выходного угла лопасти
    • 3. 5. Расчет камеры уменьшения вихреобразования
  • Выводы по главе 3
  • 4. Применение гидроакустического аппарата для процесса алкилирования
    • 4. 1. Технологическая схема реконструируемой установки алкилирования изобутана олефинами
    • 4. 2. Расчет промышленного образца гидродинамического аппарата роторного типа для процесса алкилирования
  • Выводы по главе 4
  • Выводы

Совершенствование конструкции гидродинамического аппарата для процесса алкилирования (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В развитом промышленном обществе основной чертой научно-технического прогресса является переход на более интенсивный путь развития, т. е. всесторонняя интенсификация производства. В связи с этим особое значение приобретают исследования, направленные на разработку эффективных методов нефтехимических процессов, а также на создание технико-экономических методов расчета и оптимального выбора нефтехимической аппаратуры, которая должна обеспечить максимальную производительность при высоком качестве продукции.

Традиционные методы интенсификации нефтехимических процессов являются энергоемкими, и зачастую величина достигнутого эффекта не превышает затрат. В связи с этим возникает задача использования современных высоких технологий, обеспечивающих достижение требуемого эффекта без больших материальных и энергетических затрат.

Выделяют несколько направлений интенсификации технологических процессов. В их числе перспективный метод акустического (волнового) воздействия. Всесторонний анализ процессов, происходящих при акустическом воздействии на гетерофазные среды, дает возможность разрабатывать новые конструкции технологического оборудования, обеспечивающего интенсификацию технологических процессов. При этом решаются задачи увеличения выхода и улучшения качества конечной продукции.

В настоящее время ведется большая работа по исследованию получения высокооктановых бензинов и увеличения их выхода. Одним из направлений получения высокооктановых компонентов автобензинов является сернокислотное алкилирование. Характерной особенностью реакции алкилирования является то, что взаимодействуют углеводороды двух групп, имеющие резко различную реакционную способность, вследствие чего необходимо интенсивное перемешивание реагирующих веществ с катализатором. Непременное условие реакции — весьма тесный контакт катализатора и реагирующих веществ, который достигается путем образования высокодисперсных эмульсий. Повышение дисперсности можно достичь с помощью интенсивного перемешивания или акустического воздействия на смесь. Подобное воздействие ранее изучали Курочкин А. К., Бадиков Ю. В., Смородов Е. А., Хафизов Ф. Ш. и др. [19,20,21,60].

Задачи увеличения выхода и улучшения качества конечной продукции в процессе алкилирования могут решиться способом внедрения в технологическую схему аппарата, работающего с применением акустического воздействия.

В связи с вышеизложенным целью работы является разработка усовершенствованной конструкции гидродинамического аппарата для интенсификации процесса алкилирования с помощью акустического воздействия.

Цель достигается:

1) изучением влияния волновых воздействий на гетерогенные углеводородные системы;

2) исследованием влияния волнового воздействия на процесс алкилирования;

3) созданием аппаратов для реализации различных механизмов получения волнового поля.

Работа проведена на кафедре «Машины и аппараты химических производств» Уфимского государственного нефтяного технического университетагидродинамический аппарат внедрен на ЗАО «Каустик» (г. Стерлитамак).

1 Литературный обзор

109 Выводы.

1. Эмульгирование серной кислоты (катализатора процесса алкилирования) с углеводородами в акустическом поле более интенсивно проходит при частотах 15−22 кГц.

2. Кинетические исследования влияния акустического воздействия на процесс алкилирования показали, что при угловой скорости вращения ротора ГДА свыше со-ЮОтг с" 1 диффузионное торможение не оказывает влияние на общую скорость процесса.

3. Установлено, что кривая распределения времени пребывания реакционной массы в ГДА становится характерной для реакторов идеального смешения при угловой скорости вращения ротора более 83,3тг с" 1 .

4. Произведен расчет ротора гидродинамического аппарата, определены размеры проточной части и камеры снижения вихреобразования, полученной за счет подрезки рабочего колеса ротора и увеличения толщины роторной обечайки. Разработана методика расчета камеры снижения вихреобразования, основанная на условии безотрывного обтекания потоком лопастей.

5. Определены оптимальное число лопастей ротора и выходной угол лопасти, обеспечивающие высокий к.п.д. при работе гидродинамического аппарата. Для эффективной работы аппарата с числом оборотов от 2500 до 3000 об./мин конструкция ротора должна иметь 8 лопастей с углом выхода лопасти = 11°30.

6. Предложена технологическая схема сернокислотного алкилирования с применением гидродинамического аппарата. Внедрение гидродинамического аппарата на установке сернокислотного алкилирования позволяет снизить температуру в реакторе с 11 до 9° Свремя контакта реагентов сокращается на 2 мин.- при этом увеличивается выход алкилата на 6%, его детонационная стойкость повышается на 3 пункта по моторному методу.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Авт. свид. № 789 147 СССР. Роторный аппарат / Юдаев В. Ф. и др. — № 47. Опубл. 1980.
  2. Авт.свид. № 1 169 721 СССР. Роторный аппарат/ Зимин А. И. и др. № 36.0публ.30.03.84.
  3. Авт.свид. № 295 313 СССР. Роторно-пульсационный аппарат / Балабудкин М. А., Бараам А. К. № 14. Опубл. 1989.
  4. Авт.свид. № 613 794 СССР. Роторно-пульсационный аппарат / Балабудкин М. А., Бараам А. К. № 65. Опубл. 1985.
  5. A.A. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах.- М.:Химия, 1983.-41 с.
  6. A.M., Баром A.A. Ультразвук в процессах химической технологии.- Л.:Госхимиздат, 1970. 95 с.
  7. Авт.свид. № 950 422 СССР. Роторный аппарат / Вильданов Т. Х. и др. № 67. Опубл. 1989.
  8. М.А. Основы звукохимии.- М.: Высшая школа, 1984.- 110 с.
  9. Р.Н. Реакции солей тиолкарбаминовых кислот и их интенсификация акустическим воздействием. Дисс.канд.хим.наук. -Уфа, 1984. 120 с.
  10. Ю.Флин Г. Физика акустической кавитации /Методы и приборы ультразвуковых исследований: пер. с англ.- М.:Мир, 1967. 138 с.
  11. П.Сиротюк М. Г. О поведении кавитационных пузырьков при больших интенсивностях ультразвука. Акуст.ж.1971,№ 4. 99 с.
  12. М.Г. Мощные ультразвуковые поля. М.: Высшая школа, 1978. -37 с.
  13. Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. М.: ИЛ, 1987. -24 с.
  14. Н.Розенберг Л. Д. Мощные ультразвуковые поля. М.: Наука, 1978. — 30 с.
  15. Полецкий И. Г. Химические действия кавитации. Ж.об.х.Д957,т.17.1048 с.
  16. М.А. О механизме химических реакций, возникающих в ультразвуковом поле. М.:ЖФХ, 1979, т.43 № 8. — С.1935−1950.
  17. O.A. О взаимодействии процессов дегазации и кавитации. -Акуст. журнал, № 3,т.15,1979. С.377−380.
  18. Г. А. Физические методы интенсификации процессов химической технологии. М.:Химия, 1990. — 208 с.
  19. А.К., Валитов Р. Б. Основные процессы и аппараты гидроакустической технологии. В сб. «Акустическая кавитация и применение ультразвука в химической технологии». Славское, 1985. -С. 65−68.
  20. Е.А., Курочкин А. К., Валитов Р. Б. Исследование механизма сонолюминесценции. Исследование фазы возникновения ультразвукового свечения. М.: ЖФХ,№ 3,1986. — С.646,
  21. Д.В., Федоров Б. В. Исследование влияния внешнего и порогового давлений на акустические свойства пека, насыщенного нефтью. /В сб. «Применение ультраакустики для исследования вещества». Вып.ЗО. -М.:Наука, 1980. С.27−32.
  22. С.А. Исследование процесса образования эмульсий, вызванных действием ультразвука. Автореферат дисс.к.т.н. М.: 1963. — 25 с.
  23. Ю.П., Юдаев В. Ф., Кокарев Т. Д. и др. Зависимость кавитации гидродинамического преобразователя. /В сб. «Совершенствование конструкций машин и методы обработки деталей». Челябинск: Изд. Челябинского политехнического института, 1975. — С.62−66.
  24. Ю.В. Гидроакустическое воздействие в технологии диспергирования. /В сб. «Совершенствование процессов нефтехимического синтеза». Уфа, 1986. — С.344−346.
  25. В.А. «Кавитация в криогенных жидкостях». М.: Наука, 1978, -279 с.
  26. .А. Акустическое поле, тепловое движение и элементарные возбуждения жидкости. /В сб. «Применение электроакустики для исследования вещества». Вып.29. -М.: 1980. С.75−83.
  27. A.A., Шлалей Б. Н., Хавский H.H. Интенсификация процесса выщелачивания молибденовой кислоты при воздействии акустических колебаний. В сб. «Применение ультразвука в металлургических процессах». М.: Металлургия, 1970. — С.81−83.
  28. А.Г., Федоров Г. Б., Ямщиков B.C. О механизме акустического фильтрования. В сб. «Повышение эффективности технологических процессов в поле акустических колебаний». М. Металлургия, 1981. -С.51−54.
  29. Р.Ш., Арсланов И. Г., Гимаев Р. Н., Зарипов Р. К. Акустическая технология в нефтехимической промышленности. Казань: Изд-во «Дом печати», 2001. — С.7−22.
  30. ЗЗ.Зарембо Л. К., Тимошенко В. И. Нелинейная акустика. М.: Изд-во МГУ, 1984.- 104 с. 34.3арембо Л.Н., Красильников В. А. Введение в нелинейную акустику. -М.:Наука, 1976.-319 с.
  31. Л. Ультразвук: Пер. с нем.- М.: Издатинлит, 1967. 726 с.
  32. Источники мощного ультразвука / Под ред. Л. Д. Розенберга. М.: Наука, 1967.-379 с.
  33. A.B., Келлер O.K., Кратыш Г. К. Ультразвуковые электротехнические установки. Л.: Энергия, 1978. — 276 с.
  34. Свойства полимеров и нелинейная акустика: Пер. с англ./ Под ред. У. Мэзона. М.: Мир, 1979. — 420 с.
  35. Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л. Д. Розенберга. М.: Наука, 1978. -267 с.
  36. Ультразвук. М.: Сов. энциклопедия, 1979−400 с.
  37. В.А. Кавитация в криогенных жидкостях. М.: Наука, 1978. -279 с.
  38. Е.И. Кипение жидкостей. М.: Наука, 1973. — 280 с.
  39. Е. Основы акустики: Пер. с англ. Т.2. М.:Мир, 1976 — 342 с.
  40. А.Д. Проблемы кавитации. Л.: Судостроение, 1976 — 439 с.
  41. Р., Дейли Д., Хеммит Ф. Кавитация: Пер. с англ. М.: Мир, 1974. -687 с. 46.3абабахин Е.И., Забабахин И. Е. Явления неограниченной кумуляции. М.: Наука, 1988. -173 с.
  42. С.П. Гидроабразивный износ металлов при кавитации. М.: Машиностроение, 1971.- 240 с.
  43. Эрозия: Пер. с англ./ Под ред. К. Присс. М. Мир, 1982.- 464 с.
  44. Воздействие мощного ультразвука на межфазную поверхность металлов / О. В. Абрамов, В. И. Добаткин, В. Ф. Казанцев и др. М.: Наука, 1986.277 с.
  45. В.Н., Пешковский С. Л. и др.Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем.// Акуст. ж. т.21 № 3 М., 1975.- С.432−435.
  46. Ультразвуковые преобразователи: Пер. с англ./Под ред. Е.Кикучи. М.: Мир, 1987.-424 с.
  47. Болыпой энциклопедический словарь. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Большая Российская энциклопедия. — С-Пб.: Норинт, 2004.- 36 с.
  48. К.Г. Теория химических реакторов. -М.: Наука, 1968, — 18 с.
  49. П.В. Основы химии. Пер. с нем. М.:Наука. — 1968. — 45 с.
  50. Д.Б. Химия реакторов. Пер. с нем. М.: Наука. — 1978. — 135 с.
  51. Т.Н. Теория химических реакторов. Пер. с нем. М.: Наука, 1978.-128 с.
  52. A.A. Роторно-пульсационные аппараты в химико-фармацевтической промышленности. -М.: Медицина, 1983. 60 с.
  53. A.A., Дерко П. П. Исследование гидродинамических и акустических характеристик аппаратов с роторно-пульсационными установками. М.: Химическое и нефтяное машиностроение, 1976. -101 с.
  54. Г. Л., Круглов С. А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов.-М.: Машиностроение, 1978.-327 с.
  55. Ю.В. Технология и техника гидроакустического воздействия при осуществлении технологических процессов. Дисс.д.т.н. Уфа: 2002 г. — 180 с.
  56. A.A. Центробежные и осевые насосы. М.: Машиностроение, 1976.-73 с.
  57. Физико-химические и технологические исследования процесса разделения экстракционных эмульсий в системах с трибутилфосфатом в ультразвуковом поле/ Хавский H.H. и другие. Научн.тр. МИС и С. Вып. 90.-М.: Металлургия, 1977. 86 с.
  58. В.И., Прудовский A.B. Гидравлическое моделирование., М.: Энергоатомиздат, 1989. — 392 с.
  59. Е.А. Экспериментальные исследования кинетики процесса растворения в роторном аппарате с модуляцией потока. Автореферат дисс. к.т.н. -М.: МИХМД979. 16 с.
  60. Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Физматгиз, 1969. -784 с.
  61. Л.Г. Ламинарный пограничный слой. М.: Физматгиз, 1972. — 479 с.
  62. Г. Ф. Гидродинамика турбомашин. Киев: Машгиз, 1964. -417 с.
  63. С.С., Матвеев И. В. Некоторые соображения по проблеме увеличения оборотности лопастных насосов. Исследования гидромашин. — М.: Наука, 1966. — с. 3−27.
  64. С.С. Расчет центробежных машин на кавитацию. Харьков: Техиздат, 1963. — с. 17−26.
  65. Д.Я. Американские центробежные насосы и методы их расчета. М. Л.: ГОНТИ, 1958. — 73 с.
  66. Д.Я. Работа лопастных насосов на вязких жидкостях. М., Машгиз, 1962.-34 с.
  67. Ю.М., Чернов А. Н. Исследование процесса разделения газов в вихревой трубе. В кн. Вихревой эффект и его применение в технике / Материалы II Всесоюзн.науч. техн. конф. — Куйбышев, 1986. — с.24−29.
  68. A.A., Алимов Р. З., Лукьянов В. И. Гидродинамическая оптимизация системы вихревая камера цилиндрический канал. ВИНИТ, 6323- 84, Деп., 9с.
  69. А.И. Модель нестационарного течения закрученного потока воздуха в вихревых пневматических форсунках. Проектирование и доводка авиационных двигателей. Куйбышев: Изд. КуАИ, 1983. — с. 124 129.
  70. Пат.2 001 666 (РФ). Гидродинамический кавитатор. Кузеев И. Р., Хафизов Ф. Ш., Хуснияров М. Х., Абызгильдин Ю. М. Опуб. Б.И. № 39.40, 1990.
  71. И.Я., Перник А. Д. Петровский B.C. Гидродинамические источники звука. Л.: Судостроение, 1972. — 477 с.
  72. Л.Н., Бегачев В. И., Барабаш В. М. Перемешивание в жидких средах. Л.: Химия, 1984. -213 с.
  73. Ю.К., Харас З. Б. Монтаж аппаратов и оборудования для нефтегазовой промышленности. М.: Химия, 1979. — 699 с.
  74. В.К. Как определить величину обточки рабочего колеса центробежного насоса. Водоснабжение и санитарная техника, № 6. -М.:, 1990. — с.6−7.
  75. ИД. Центробежные насосы. М.: Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной промышленности, 1967. -232 с.
  76. Е.И., Богданов B.B. Эффективные массообменные смесители. Л.: Химия, 1989. — 224 с.
  77. Н.О., Ульянов B.C. Гидродинамика и массообмен в дисперсных системах жидкость-жидкость. М.: Химия, 1980. — 321 с.
  78. А.Э. Оборудование химических заводов. М.: Высшая школа, 1970. — 351 с.
  79. И.Г. Затыловка лопаток рабочих колес центробежных насосов эффективна. Водоснабжение и санитарная техника, № 6, 1990. — М.: Машиностроение. — С.23−24.
  80. В.В.Шемель, О. В. Захаров, B.C. Эрдрайх, В. Г. Морев. Некоторые результаты натурных испытаний и доводки насосов В14−14/65 и В17−16/65, установленных на второй очереди Аму-Бухарского канала/Тр.ВНИИ-Гидромаш. Вып.№ 30. -М.: Энергия, 1980. С.45−48.
  81. A.C. Механическое оборудование и арматура водопроводов. -М.: Стройиздат, 1953. С. 65−69.
  82. Регламент цеха № 16 ОАО «Каустик» г. Стерлитамак, 1990. С. 5−35.
  83. Г. С. и др. Применение ультразвука в химико-технологических процессах // Хим. Промышл., 1975,№ 12- М.:Химия. -89 с.
  84. Пат. Японии, № 21 924. Получение эпихлогидрина. Киоту С. и др., 1973.
  85. И.В. Кожинов, В. В. Колесов, М. П. Майзельс, И. С. Эгильский. Наладка и интенсификация работы городских систем подачи и распределения воды М.: Стройиздат, 1978. — С. 45−47.
  86. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы/ Т. М. Башта, С. С. Руднев, В. В. Некрасов и др. -М.: Машиностроение, 1982. с. 11−15.
  87. С.И., Романчук В. А. и др. Прогрессивные методы хонингования. — М.: Машиностроение, 1983. — 36 с.
  88. Пат. России № 35 270. Переносная установка плоскохонинговальная для ремонта задвижек. Романчук В. А. и др., 2004.
  89. А.К., Мухутдинов Р. Х., Леднев В. Е., Канаев Г. И., Лопатина P.C. Применение роторно-пульсационного аппарата для интенсификации процесса получения дихлоргидрина глицерина . Маш. и апп.хим. технол., Вып. 4. Казань: Химия, 1976. — с. 33−34.
  90. Е.В. Технология переработки нефти и газа. М.: Химия, 1980. -С.287−301.1. АКТо внедрении НИР по теме 123−041. ДАЮ иректора стик"1. А. Н. Очереднюк 2- 2004 г.
  91. В результате гипохлорирования хлористого аллила непосредственно в роторно-пульсационном аппарате значительно уменьшается проскок хлораллила в продукте реакции (табл.1), а также снижается количество отходов (хлоруглеводороды и хлорэфиры).
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!