Разработка энергосберегающей технологии синтеза этаноламинов

• Автор: Луговской, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Аналитический обзор.

1.1 Взаимодействие оксида этилена с аммиаком и алкиламинами

1.2 Промышленные способы получения этаноламинов из оксида этилена и аммиака

1.3 Аппаратурное оформление реакторных узлов синтеза этаноламинов.

2 Обоснование выбора объектов и методов исследования

2.1 Выбор схемы аппаратурного оформления реакторного узла синтеза этаноламинов с использованием безводного аммиака, определение области исследования параметров

2.2 Выбор кинетической модели синтеза этаноламинов.

3 Изучение кинетики реакции оксиэтилирования аммиака

3.1 Методика эксперимента

3.2 Методика анализа реакционной смеси.
3.2.1 Подготовкареакционной смеси к анализу
3.2.2 Оборудование и материалы
3.2.3 Градуировка хроматографа
3.2.4 Условия проведения анализа
3.2.5 Анализ реакционной смеси
3.2.6 Расчет состава реакционной смеси
3.3 Математическая обработка экспериментальных кинетических
зависимостей
4 Математическое моделирование процесса синтеза этанолами
4.1 Математическое моделирование процесса синтеза этанолами
нов в реакторе идеального смешения
4.2 Математическое моделирование процесса синтеза этанолами
нов в реакторе идеального вытеснения
4.2.1 Определение параметров синтеза этаноламинов в реакторном
узле для режима преимущественного получения моноэтаноламина.
4.2.2 Определение параметров синтеза этаноламинов в реакторном
узле для режима преимущественного получения диэтаноламина.
5 Реализация разработанной технологии синтеза этаноламинов
в промышленности
5.1 Описание технологического процесса и схемы производства
этаноламинов с использованием безводного аммиака
5.2 Сравнение фактических и расчетных показателей работы узла
синтеза этаноламинов
5.3 Конкурентоспособность разработанной технологии синтеза
этаноламинов.
6 Выводы.
7 Список литературы
8 Приложение А
9 Приложение Б
Введение


Кроме того, их 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. Анализ текущего состояния индустрии этаноламинов в России свидетельствует о том, что на ней отразились практически все проблемы и трудности переходного периода, с которыми столкнулась экономика страны. 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. Смена поколений технологических процессов не осуществляется уже лет, при летних сроках смены в ведущих странах. Износ основных производственных фондов превышает , а оборудования . С этих позиций определена задача настоящей работы создание новой энергосберегающей технологии синтеза этаноламинов, обеспечивающей возможность варьирования соотношения товарных продуктов в зависимости от спроса. Разработана принципиально новая, безводная, технология получения этаноламинов из оксида этилена и аммиака, определены оптимальные параметры синтеза, обоснован выбор аппаратурного оформления узла синтеза в виде каскада реакторов смешения и вытеснения, который обеспечивает высокую удельную производительность, мягкие условия синтеза, тепловую устойчивость и безопасность процесса, возможность выпуска товарной продукции регулируемого состава. Проведены исследования кинетических характеристик реакции оксиэтилирования безводного аммиака в присутствии продуктов реакции в диапазоне параметров синтеза, которые соответствуют рабочим характеристикам процесса в каскаде реакторов. Дано математическое описание реакторного узла в интервале параметров синтеза этаноламинов, основанное на использовании кинетической модели последовательнопараллельных реакций второго порядка. Создан метод расчета процесса синтеза этаноламинов, который позволяет определить конструктивные и технологические параметры реакторного узла. На созданной в ОАО СИНТЕЗ опытнопромышленной установке проведена проверка разработанной технологии синтеза этаноламинов. Диссертационная работа выполнялась в рамках инновационного процесса по созданию комплекса производств химических реагентов для нужд ОАО ГАЗПРОМ, взамен закупаемых по импорту, на базе ОАО СИНТЕЗ г. Дзержинск Нижегородской области 5,6,7. На ОАО СИНТЕЗ было создано и в году выведено на проектные показатели новое промышленное производство этаноламинов мощностью 0 тоннгод по разработанной при участии автора технологии. Диссертационная работа состоит из пяти глав, выводов, приложений и списка литературы. ЫН3 Н2СН2 Н2ЫСН2СН2ОН 1. Н2ЫСН2СН2ОН н2срн2 Ь 1Ш 1. НСН2 ЫСН2СН2ОН 1. СН2СН2ОСН2СН2 пОН КТСН2СН3 Зп Н2ССН2 ЫСН2СН2ОСН2СН2пОН 1. Н2С2 МСН2СН2ОН3 У СН2СН2ОН 4ГОН 1. Н2СН2 Н НОСН2СН2ОН 1. Оксиэтилирование сильно экзотермично тепловой эффект составляет около кДжкг оксида этилена, вступающего в реакцию с аммиаком или этаноламинами. Катализаторами являются соединения, имеющие лабильный атом водорода вода, кислоты, спирты, аминоспирты и др. Реакционная способность оксида этилена определяется наличием в его молекуле атома кислорода с повышенной элсктроотрицательностыо, т. Главным фактором, обуславливающим проявление основных свойств является напряжение в оксирановом кольце молекулы оксида этилена. При этом существует тесная связь между величинами валентных углов и валентными состояниями атомов. Именно большим отклонением направлений связей атома кислорода от нормальных 9 следует объяснить повышенную склонность этого атома в молекуле окиси этилена переходить в новое валентное состояние путем присоединения протона 9. Все особенности реакций оксида этилена в водных растворах протонодонорных кислот объясняются образованием промежуточной оксониевой формы, реакционная способность которой значительно больше, чем у исходной молекулы.