WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 14 |

Математические модели стадии синтеза этаноламина и разработка оптимальных систем коррекции его фракций

-- [ Страница 3 ] --

1.2 Состояние и развитие производства этаноламинов нагреванием этиленхлоргидрина и водного аммиака в герметичной трубе. Кнорр в 1897 году сообщил о реакции оксида этилена с аммиаком и разделении моно-, ди-, ириэтаноламинов фракционной дистилляцией. Этот способ получения этаноламинов не нашел промышленного применения ввиду высокой стоимости исходного сырья. Производство триэтаноламина из аммиака и оксида этилена началось в США в 1928 году, моно - и диэтаноламины стали доступны с 1931 года. Промышленное значение этаноламинов стало расти с 1945 года, когда началось широкомасштабное производство оксида этилена. На сегодняшний день индустрия этаноламинов занимает значительный сегмент мирового химического комплекса.

распространение, и многие производители пытались создать такую технологию, которая давала бы возможность изменять состав целевых продуктов и получать в зависимости от спроса моно- или диэтаноламин.

Известен процесс получения алканоламинов из окиси этилена и аммиака с использованием гетерогенных катализаторов – ионообменных смол, содержащих активные группы (карбоксильные, сульфоновые, фенольные и т.п.) [25].

Взаимодействие аммиака и окиси этилена в соотношении 10 – 80 : 1 проводят при температуре 20 – 250 °С. Полученный продукт в основном состоит из моноэтаноламина. Использование в процессе гетерогенных катализаторов требует их периодической разгрузки и регенерации, причем ионообменные смолы в данных условиях работают нестабильно.

Промышленные технологии получения этаноламинов можно разделить на две группы. Первую группу составляют «водные» технологии с использованием окиси этилена и водных растворов аммиака, синтез проводят при температуре 20 – 200 °С, давлении 1 – 60 атм. и соотношении окись этилена: аммиак 1 : 4 – [26].

Известен способ получения этаноламинов из окиси этилена и аммиака, растворенного в воде и/или аминоспиртах, амидоаминах или эфирах [27].

Использование растворителей вызывает необходимость в дополнительной стадии их отгонки и связано с дополнительными энергетическими затратами на их отделение и рецикл.

Вторую группу составляют технологии, в которых используются окись этилена и аммиак с содержанием каталитических количеств воды (0,5 – 5%) [28, 29, 30].

Проблема повышения содержания МЭА в реакционных смесях для технологий с использованием водных растворов аммиака решалась различными способами, например увеличением соотношения аммиака в исходной смеси [31].

Повышение содержания ДЭА возможно в результате введения стадии дополнительного оксиэтилирования [32].

Также существует способ получения этаноламинов [33], проводимый в жидкой фазе при стехиометрическом избытке аммиака, с использованием каталитических количеств воды – на каждый моль аммиака приходится от 0,05 до 1,0 моль воды, с последующим рециклом аммиака.

Основные мощности по производству этаноламинов созданы в США и Западной Европе, что обусловлено высоким уровнем развития химической промышленности в этих регионах. Общий мировой объём выпуска этаноламинов составляет около 1000 тыс. тонн/год, в том числе: в США 525 тыс. тонн/год, в Европе 275 тыс. тонн/год, в Азии и Австралии 150 тыс. тонн/год, в России 40 тыс. тонн/год.

Основными направлениями применения этаноламинов являются: очистка природных и технологических газов от кислых примесей в нефтегазовой и азотной промышленности. Кроме того, его используют в металлообработке, в качестве растворителей и ПАВ, в производстве этилендиамина и гербицидов, в текстильной промышленности, при производстве цементов для интенсификации помола, пестицидов – в качестве эмульгаторов. В 2011 году более 30 % мирового рынка этаноламинов пришлось на применение в производстве поверхностноактивных веществ, в производстве гербицидов и других агрохимикатов, в газоочистке. Наиболее высокие темпы роста потребления МЭА наблюдается в производстве этилендиамина, ДЭА – агрохимикатов, ТЭА – четвертичных солей.

Емкость мирового рынка на сегодняшний день составляет 1,8 млн. тонн в год. Из них США имеет 32 %, западная Европа – 25 %, и Китай 20 %. Восточная Европа имеет лишь 2,5 % потребления этаноламинов. В СССР первое промышленное производство этаноламинов организованно в 1949 году в г. Дзержинске на химическом заводе «ОКА». Мощность его на тот момент составляла 1150 тонн в год. Это был периодический процесс, взаимодействие окиси этилена и аммиака в водном растворе. После неоднократных реконструкций производство достигло мощности на 01.01.2006 г. – 16 000 тонн в год.

Процесс синтеза происходит при атмосферном давлении в водной среде при температуре 60 °С, что позволяет уйти от сложного аппаратурного оформления этой стадии. Однако использование устаревших и энергетически не эффективных «водных» технологий производства этаноламинов, существенно ограничивает возможности выпуска конкурентоспособной продукции, так как значительная часть аминов отечественного производства не является конкурентоспособной по качественным характеристикам (использование воды обуславливает протекание побочных реакций оксида этилена с водой с образованием гликолей), а в последнее время и по ценовым. Средняя энергоёмкость и материалоёмкость единицы отечественной продукции в 1,5 – 2 раза выше, чем в ведущих странах, на 20 – 50% выше потребление технологической и оборотной воды. Смена поколений технологических процессов не осуществляется уже 25 – 30 лет, при 7 – 8 летних сроках смены в ведущих странах. Износ основных производственных фондов превышает 60 %, а оборудования – 75 %.





На созданной в ОАО «СИНТЕЗ» опытно-промышленной установке проведена проверка разработанной технологии синтеза этаноламинов по патенту американской компании DOW CHEMICAL. Синтез осуществляется из окиси этилена и аммиака в безводной среде при температуре 40 – 70 °С, давлении 15 – 35 атм. Реакционная смесь состоит из аммиака, моно-, ди-. и триэтаноламина.

Аммиак и часть МЭА рециклируется в процесс. Система разделения этаноламинов состоит из трех вакуумных колонн с регулярной насадкой: отгонка товарного моноэтаноламина, доотгонка моноэтаноламина, отгонка товарного диэтаноламина. Триэтаноламин товарный является кубовым продуктом колонны отгонки товарного диэтаноламина. В результате «безводного» процесса резко снизились затраты на дальнейшие стадии очистка продукта. Было создано и в 2004 году выведено на проектные показатели новое промышленное производство этаноламинов мощностью 10000 тонн/год. В строительство комплекса, который был запущен в апреле 2002 года, было вложено 5,5 млн. долларов. В настоящее время доляэтаноламинов в общем объеме производства ОАО «СИНТЕЗ»

составляет 60 %. Качество продукции позволит предприятию выйти на мировой рынок и претендовать на 80 % российского рынка оксиэтилированных продуктов.

На сегодняшний день мощность производства по новой технологии возросла до 25 тыс. тонн в год, что в сумме с производством по старой технологии приведет к 40 тыс. тоннам в год. Производство этаноламинов является второй очередью аминного комплекса, который был создан в 1996 году в рамках совместного предприятия «Химсорбент» с «Газпромом». Запуск первой очереди аминного комплекса по выпуску метилдиэтаноламина позволил газовой монополии отказаться от импорта сорбентов, используемых для очистки газов от сернистых примесей. Для улучшения качества этаноламинов, соответствия требованиям мировых стандартов и поддержания конкурентоспособности на внутреннем и мировом рынках была разработана программа поэтапной модернизации производства этаноламинов. После проведения капитальной реконструкции узла ректификации, а именно замены тарельчатых колонн ректификации со всем сопутствующим оборудованием на принципиально новые насадочные удалось добиться получения осветленного триэтаноламина с содержанием основного вещества не менее 90 %.

Кроме ОАО «СИНТЕЗ» в России существует еще один производитель этаноламинов – «Казаньоргсинтез». Мощность производства составляет 14 500 тонн в год. Синтез этаноламинов основан на взаимодействии окиси этилена и аммиака при давлении 11 – 12 МПа и температуре 115 – 125 °С в присутствии воды в качестве катализатора (в количестве 4,0 в 0,5%).

Последние пять лет объемы выпуска этаноламинов в России находились в пределах 30 – 40 тыс. тонн в год. В период 2007 – 2011 год российская потребность в этаноламинах не превышала 25 тыс. тонн в год. Импорт незначителен. В последние пять лет он не превышал и 1 тыс. тонн в год. Большая часть российской продукции отгружается на внешний рынок 50 – 60 %. Причем экспорт постоянно растет. Так в 2010 году он вырос на 10 %, а в 2011 – на 3 %.

Более 50 % отгружаемой продукции составляет триэтаноламин.

В западной Европе основными производителями этаноламинов являются компании BASF и INEOS OXIDE. Их доля в производстве составляет больше 80 %. Германский концерн BASF увеличил мощности по производству этаноламинов с 182 тыс. до 230 тыс. тонн в год на двух предприятиях, расположенных в городах Людвигсхафен (Германия) и Антверпен (Бельгия).

Расширение мощности было завершено к осени 2006 года. Компания BASF, как известно, является одним из основных поставщиков аминов на мировом рынке и лидером на европейском рынке этаноламинов.

Причиной данного решения стал быстрый рост внутреннего мирового спроса на эти продукты, вызванный укреплением сельского хозяйства и увеличением производства моющих средств. Немаловажным фактором стал рост производства в США и Европе древесных консервантов на основе метаноламина, после того как были запрещены консерванты, содержащие хром, медь и мышьяк.

Этаноламины также широко используются для производства ПАВ, входящих в состав моющих средств. Другими областями применения этаноламинов являются производство гербицидов, химикатов для очистки газов, хладагентов, смазок и цемента.

Большая доля этаноламинов, произведенных в BASF, сразу же подвергается дальнейшей переработке, например, в этиленамины. представляющие другую важную группу аминовых продуктов в ассортименте отделения концерна, специализирующемся на выпуске полупродуктов. Отделение полупродуктов концерна BASF разрабатывает, производит и продает самый широкий в мире ассортимент промежуточных продуктов, состоящий более чем из 600 наименований. Наиболее важными из них являются амины, диолы, полиспирты и кислоты, которые используются в качестве исходных материалов для изготовления покрытий и пластмасс.

Таким образом, производство этаноламинов продолжает оставаться актуальным, а его составляющие (МЭА, ДЭА, ТЭА) востребованы во всем мире.

l.3 Оценка эффективности существующих систем управления Система управления процессом получения этаноламинов базируется на микропроцессорной технике, предусматривает полную автоматизацию контроля и регулирования основных параметров, создание безопасных условий ведения процесса, автоматическую защиту производства при возникновении аварийных ситуаций [34, 35, 36, 37].

На стадии синтеза этаноламинов на пункте оперативного управления контролируются следующие параметры.

I Температура:

1. окиси этилена, поступающей на смешение, в пределах 7 – 10 °С;

2. реакционной смеси после смешения с аммиаком, в пределах 50 – 80 °С;

3. аммиака после конденсатора поз. 9, в пределах 56 – 65 °С;

4. реакционной смеси после теплообменника, в пределах 50 – 70 °С, с сигнализацией максимального значения;

5. реакционной смеси в реакторе поз. 1, в пределах 50 – 80 °С с сигнализацией минимального, предмаксимального и максимального значений.

Этот параметр введен в систему ПАЗ;

6. реакционной смеси на выходе из теплообменника поз. 8, в пределах 80 – 120 °С, с сигнализацией минимального и максимального значений;



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 14 |
 


Похожие работы:

«Величко, Александр Павлович Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы Москва Российская государственная библиотека diss.rsl.ru 2007 Величко, Александр Павлович.    Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы [Электронный ресурс] : дис. . канд. техн. наук : 05.11.13. ­ Москва: РГБ, 2007. ­ (Из фондов Российской ...»

« Пастухов Юрий Викторович ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОЙ КОРРОЗИИ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Муха Ю. П. Волгоград - 2014 2 Оглавление Введение.... 5 Глава 1. Современное состояние ...»

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.