Проект отделения получения микросферического носителя для катализатора КДМ-м производительностью тысяча тонн в год

ВВЕДЕНИЕ
Из группы диенов бутадиен, называемый также эритреном, винилэтиленом, или дивинилом, наряду с хлоропреном, является наиболее известным мономером. Впервые его получил в 1867 г. Бертло пиролизом смеси этилена с ацетиленом. Термическую полимеризацию бутадиена, прводящую к образованию каучукоподобного полимера, впервые в 1910 г. провел Лебедев. Годом позже к тем же результатам пришел Гарриес Открытие Лебедева дало толчок к интенсивным исследованиям, связанным с разработкой промышленных способов синтеза бутадиена [18, c.5 – 7].
Актуальность темы представленной работы заключается в том, что катализаторы играют ведущую роль в производстве химических препаратов из нефти, природного газа, угля и сельскохозяйственных продуктов. Катализ представляет собой быстро развивающуюся область науки, в которой постоянно укрепляются связи между исследователями, работающими в академических институтах и в промышленности. Значительную роль играют возрастание стоимости сырья и энергии, а также трудности, обусловленные захоронением нежелательных побочных продуктов [10].
Целью данного дипломного проекта является разработка воспроизводимой технологии получения устойчивого к истиранию, активного и селективного катализатора КДМ для дегидрирования изобутана в кипящем слое.
В рамках поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
описать принципиальную и аппаратную технологическую схему производства катализатора КДМ-М;
выявить основные технологические параметры производства;
выбрать основное технологическое оборудование в соответствии с разработанной технологической схемой;
произвести расчет основных узлов производства.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 6
1.1 Характеристика катализаторов дегидрирования изобутана в кипящем слое 6
1.2 Используемые подходы при разработке катализатора КДМ-М 8
1.2 Промышленная технология получения катализатора КДМ-М 11
1.3 Обоснование выбора технологического оборудования 13
1.3.1 Обоснование выбора оборудования 13
1.3.2 Шнековые транспортеры 14
1.3.3 Сушилки сырья и продукции 15
1.3.4 Воздушные классификаторы сыпучих материалов 16
1.3.5 Барабанная печь центробежно-термической активации Цефлар 20
1.3.6 Реакторы с перемешивающими устройствами 21
1.3.7 Печи барабанные прокалочные 23
2 ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК 25
3 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА 28
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 29
4.1 Общая технологическая схема производства 29
4.2 Технологические схемы ключевых узлов получения носителя 29
4.4 Расчет отделения сушки гиббсита 31
4.4.1 Материальный баланс отделения сушки гиббсита 31
4.4.2 Тепловой баланс отделения сушки гиббсита 33
4.5 Расчёт отделения воздушной классификации гиббсита 36
4.5.1 Расчет параметров классификации гиббсита 37
4.5.2 Материальный баланс отделения классификации гиббсита 37
4.6 Расчёт отделения термической прокалки носителя 39
4.6.1 Материальный баланс отделения 39
4.6.2 Тепловой баланс отделения прокалки гиббсита 40
4.8 Результаты расчетов и технические характеристики оборудования 43
4.8.1 Расчет и подбор основного оборудования отделения сушки 43
4.8.2 Расчет и подбор оборудования отделения классификации 51
4.8.3 Расчет и подбор основного оборудования отделения прокалки 55
5 СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ 59
5.1 Обоснование и характеристика места размещения предприятия 59
5.2 Генеральный план предприятия 59
5.3. Категорийность помещений по взрывопожарной опасности 60
5.4 Объемно-планировочное и конструктивное решение здания 60
6 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА И СТАНДАРТИЗАЦИЯ 64
6.1 Схема автоматизации производства 64
6.2 Контрольные точки и приборы учета 68
7 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 70
7.1 Введение 70
7.2 Характеристика опасных и вредных производственных факторов 70
7.2.1 Вредные и опасные физические факторы на производстве 70
7.2.2 Средства защиты от опасных и вредных факторов 73
7.3 Мероприятия по обеспечению безопасности процесса 75
7.3.1 Применение нормативных документов 75
7.3.2 Электробезопасность на предприятии 76
7.4 Мероприятия, принятые в проекте по обеспечению безопасности технологического оборудования 77
7.5 Организация пожарной безопасности и взрывобезопасности 78
7.6 Мероприятия, обеспечивающие нормальные санитарно-гигиенические условия производственной среды 79
7.6.1 Расчет освещенности помещения 80
7.6.2 Производственная вентиляция 83
7.6.3 Защита от шума на предприятии 86
7.6.4 Защита от вибрации 86
7.6.5 3ащита от теплоизлучения 86
7.7 Охрана окружающей среды на предприятии 88
8 СТАНДАРТИЗАЦИЯ 90
9 ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА 92
10 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ 96
10.1 Расчет численности персонала 96
10.1.1 Основные принципы расчета численности 96
10.1.2 Баланс рабочего времени одного среднесписочного рабочего 97
10.1.3 Расчет численности основных производственных рабочих 100
10.1.4 Расчет производительности труда 102
10.2 Расчёт фонда заработной платы персонала 103
10.2.1 Расчёт фонда заработной платы рабочих 103
10.2.2 Расчет фонда заработной платы ИТР, служащих, МОП 104
10.3 Расчет сметной стоимости проектируемого объекта 106
10.3.1 Расчет сметной стоимости зданий и сооружений 106
10.3.2 Расчет сметной стоимости оборудования 109
10.4 Расчет проектной себестоимости продукции 111
10.5 Технико-экономические показатели 113
11 ПРИМЕНЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ, КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ 119
12 ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ПРОЕКТНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 120
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 121
ПРИЛОЖЕНИЯ 125

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ПРОЕКТНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
В России на семи заводах по технологии дегидрирования в кипящем слое алюмохромового катализатора производят 600 - 700 тысяч тонн олефинов в год (докризисные данные).
Катализатор КДМ-М предназначен для процесса гидрооблагораживания и гидродепарафинизации нефтяных фракций. Катализатор КДМ-М представляет собой гранулы, состоящие из высоко-кремнеземного цеолита группы пентасилов, оксида алюминия и гидрирующих компонентов.
Катализатор КДМ-М производится в соответствии с ТУ 2173-002-62356730-2011. В катализаторе КДМ-М в качестве носителя использован новое наноструктурированное алюмооксидного-гидроксидное соединение Ai2O3.(OH)x.nH2O, приготовленное методом центробежной термоактивации гиббсита (технология «ЦефларТМ» - продукт ЦТА).
В данной работе была рассмотрена технологическая схема получения микродисперсного носителя для катализатора КДМ-М, описано основное производственное оборудование.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Pinakov V.I., Stoyanovsky O.I., Tanashev Yu.Yu. et al. TSEFLAR™ – the centrifugal flash reactor for rapid thermal treatment of powdered materials // Chemical Engineering Journal, 2005, v. 107, issue 1-3. – РР. 157-161.
2. Багров И. В., Шаханов В. Д., Чулкова Э. Н. Процессы и аппараты химической технологии. Тепловые и массообменные процессы. Под ред. проф. Л. Я. Терещенко. – СПб.: С.-Петерб. государственный университет технологии и дизайна, 1998. – 103 с.
3. Бауман В.А. и др. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. – М.: Машиностроение, 1988. - 351 с.
4. Бочкарев В.В. Теория химико-технологических процессов. Учеб. пособие. - Томск: ТПУ, 2005. - 118 с.
5. Брус И.Д., Тураев Н.С. Расчет шнекового транспортера. Учебно-методические указания. – Томск, ТПУ, 2008. – 13 с.
6. Буянов Р.А., Пахомов Н.А. Катализаторы и процессы дегидрирования парафиновых и олефиновых углеводородов. // Кинетика и катализ. – 2001. – Т.42. – №1. – С.72 - 85.
7. Вагафчик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – М., 1963. – 708 с.
8. Вредные вещества в промышленности. Т. 1,2,3. Под ред. Н. В. Лазарева. М.: - Химия, 1976,1977.
9. Грошева Л.П. Основы материального баланса. Методическое пособие. - Великий Новгород, НГУ, 2006. - 14 с.
10. Давидянц А.А., Первушкин Н.И. Производство катализаторов крекинга и высокоактивных силикагелей. – М.: Химия, 1972. – 168 с.
11. Доманский И.В, Исаков В.П и др. Машины и аппараты химических производств: Примеры и задачи. Учеб. пособие. – Л.: Машиностроение, 1982. – 384 с.
12. Доманский И.В. Машины и аппараты химических производств: Учеб. пособие для студентов вузов. – СПб.: Политехника, 1992. – 327 с.
13. Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания. – М.: Госэнергоиздат, 1962. – 98 с.
14. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Ч.1. Теоретические основы процессов химической технологии. Учебник для вузов. Изд. 2-е. М.: Химия, 1995. – 400 с.
15. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – 9-е изд. – М.: Химия, 1973. – 750 с.
16. Каталог оборудования ОАО «Бердичевский машиностроительный завод «ПРОГРЕСС». – Бердичев.: ОАО «Прогресс», 2012. – 76 с.
17. Колесников И. М. Катализ и производство катализаторов. – М.: Техника, 2004 . – 400 с.
18. Косинцев В. И., Миронов В. М., Сутягин В. М. Основы проектирования химических производств. 2-е изд. М.: Академкнига, 2010. – 371 с.
19. Косниская Л.В. Кочеров Н.П. Технико-экономические расчеты в дипломном проекте. Методическое пособие. – СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2002. – 33 с.
20. Краткий справочник физико-химических величин под редакцией К.П. Мищенко и А.А. Равделя, СПб.: Химия, 2008. – 200 с.
21. Ксензенко В.И. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. – М.:Колосс, 1988. – 328 с.
22. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. – Л.: Машгиз, 1970. – 753 с.
23. Макарян И.А, Савченко В.И. Каталитическое дегидрирование как путь переработки легкого углеводородного сырья // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2009. – №7. – С.20-25
24. Назаров В.И., Макаренков Д.А. Процессы и аппараты защиты окружающей среды. Машины и аппараты для классификации сыпучих материалов. Учебное пособие. – М.: Техника 2009. – 160 с.
25. Насосы АВЗ, ВВН, НВЗ, НВМ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.tptreyd.ru/
26. Основные принципы обеспечения безопасности труда. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://s.compcentr.ru/04/otitr/ot-012.html
27. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Под ред. П. Г. Романкова. - 10-е изд., перераб. и дополненное - Ленинград: Химия, 1987. – 572 с.
28. Пахомов Н.А. Современное состояние и перспективы развития процессов дегидрирования // Промышленный катализ в лекциях. – 2006. – № 6. – С. 53-98.
29. Пахомов Н.А., Парахин О.А., Немыкина Е.И. и др. Разработка и опыт промышленной эксплуатации микросферического алюмохромового катализатора КДМ дегидрирования изобутана в кипящем слое // Катализ в промышленности. – 2012. – №3. – С. 65 – 75.
30. Поникаров И.И. и др. Расчеты машин и аппаратов химических производств и нефтегазопереработки. - М.: Альфа-М, 2008. - 720 с.
31. Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. – Л.: Лениздат, 1975– 264с.
32. Рашковская Н.Б. Сушка в химической промышленности. – М.: Машиностроение, 1987. – 80 с.
33. Сажин Б.С. Основы техники сушки. – М.: Химия, 1984. – 320 с.
34. Соколов Р.С. Химическая технология. Том 1. Химическая технология: Учеб. пособие для студ. высш. учеб, заведений: В 2 т. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2000.
35. Сутягин В.М., Бочкарев В.В. Основы проектирования и оборудование химических производств. – 2-еизд. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009.–188 с.
36. Технология приготовления катализаторов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.univer.omsk.su/omsk/Edu/kataliz/page4.html
37. Транспортеры шнековые [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://vmo.su/catalog/oborudovanie__ochistki_stochnjh_i_poverhnostnjh/shnekovje_transporterj_serii_sht.html
38. Харазов В. Г. Аналоговые и цифровые регуляторы и исполнительные механизмы в системах автоматизации технологических процессов. – СПб.: Издательство СПбТГУ, 1992. – 241с.
39. Чоркендорф И., Наймантсведрайт Х. Современный катализ и химическая кинетика. Пер. с английского. 2-е изд. – Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2010. – 504 с.
40. Ящура А.И. Система технического обслуживания и ремонта общепромышленного оборудования. – М.: Энас, 2006. – 504 с.