Математическое моделирование, совершенствование и аппаратурное оформление процесса синтеза анилина

• Автор: Климова, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Волжский
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

1.1 Тенденции развития производства анилина

1.2 Способы производства анилина.

1.3 Контактные аппараты, используемые в процессе восстановления нитробензола водородом в газовой фазе.

1.4 Приемы обеспечения температурного режима.

1.5 Теоретические основы синтеза анилина восстановлением нитробензола водородом в газовой фазе что известно по

кинетике процесса синтеза анилина.

1.6 Математические модели трубчатых каталитических

реакторов

1.6.1 Гидродинамические параметры трубчатых каталитических реакторов

1.6.2 Оценка эффективности процессов тепло и массопереноса
в трубчатых каталитических реакторах
Выводы и постановка задачи исследований
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАТАЛИТИЧЕСКОГО
РЕАКТОРА ПРОЦЕССА СИНТЕЗА АНИЛИНА
2.1 Математическая модель кинетики процесса синтеза анилина
2.2 Описание объекта исследования
2.3 Принятые допущения для построения математических моделей
2.4 Одномерная математическая модель промышленного реактора
2.5 Формализация основных параметров системы.
2.6 Система технологических и конструктивных ограничений.
2.7 Двухмерная математическая модель промышленного реактора синтеза анилина
2.8 Одномерная математическая модель лабораторной установки
2.9 Алгоритм расчета математических моделей
2. Проверка адекватности математических моделей.
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА
АНИЛИНА.
3.1 Описание экспериментальной установки
3.2 Методика проведения экспериментов на лабораторной установке и обработки результатов.
3.3 Методика проведения экспериментов на промышленном реакторе и обработки результатов
3.4 Методика проведения экспериментов для определения пористости промышленного катализатора и обработки результатов.
3.5 Оценка точности экспериментов
3.6 Результаты экспериментальных исследований
Выводы
4 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОЦЕССА
ПОЛУЧЕНИЯ АНИЛИНА
4.1 Влияние параметров производства анилина на эффективность его функционирование.
4.1.1 Влияние конструкционных параметров на процесс синтеза анилина
4.1.2 Влияние технологических параметров на процесс синтеза анилина
4.2 Поиск новых технических решений
4.3 Выдача рекомендаций
Выводы.
5 ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС, МОДЕЛИРУЮЩИЙ РАБОТУ
ТРУБЧАТОГО РЕАКТОРА
5.1 Обобщенная математическая модель процессов,
протекающих в трубчатом реакторе.
5.2 Этапы создания компьютерной модели химикотехнологического процесса в программном комплексе
5.3 Структура базы данных системы.
5.4 Разработка программного модуля математической модели трубчатого реактора.
5.4.1 Разработка алгоритма расчета строковых формул методом переносасвертки
5.4.2 Интерполяция табличных данных физических параметров газов.
5.4.3 Разработка алгоритма расчета модели трубчатого реактора.
5.5 Функциональная реализация компонентов программного комплекса.
5.6 Структура взаимодействия компонентов программного комплекса.
5.7 Принципы работы студентов с программным комплексом
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Контактные аппараты, используемые в процессе восстановления нитробензола водородом в газовой фазе. Приемы обеспечения температурного режима. Формализация основных параметров системы. Система технологических и конструктивных ограничений. Алгоритм расчета математических моделей
2. Проверка адекватности математических моделей. АНИЛИНА. Методика проведения экспериментов на лабораторной установке и обработки результатов. Методика проведения экспериментов для определения пористости промышленного катализатора и обработки результатов. Влияние параметров производства анилина на эффективность его функционирование. Выводы. Структура базы данных системы. Разработка программного модуля математической модели трубчатого реактора. Интерполяция табличных данных физических параметров газов. Разработка алгоритма расчета модели трубчатого реактора. Функциональная реализация компонентов программного комплекса. Структура взаимодействия компонентов программного комплекса. Принципы работы студентов с программным комплексом
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. ПРИЛОЖЕНИЯ. Уц стоимость продукта, руб. Ум показатель материальных затрат на 1 руб. Уп показатель прибыли, руб. Эм показатель относительной экономии материальных затрат, руб. Чп. Индексы Ь высокотемпературный синтез низкотемпературный синтез нб нитробензол аз азот ан анилин в водород к значение на выходе из реактора мл. В Био
Рг Ср Прандтля
ре Р и рейнольдса
Ре И. Бс Шмидта. С каждым годом во всем мире растет спрос на анилин, а соответственно и мощности его производства. На год мировая мощность производства составляла 5,3 млн. Области потребления данного продукта различны производство изоцианатов, используемых в промышленности строительных материалов пены, декоративные детали, утеплители труб и др. В основном анилин производится восстановлением нитробензола водородом в газовой фазе на неподвижном или в псевдоожиженном слое катализатора в том числе и в России. На ОАО Волжский Оргсинтез функционируют две линии производства анилина высокотемпературного и низкотемпературного синтеза. Срок эксплуатации катализаторов, используемых в обоих производствах, намного меньше срока, предусмотренного по технологическому паспорту, что приводит к частым регенерациям катализатора и необходимости его досрочной замены. Причинами могут являться существенный перепад температур в зоне реакции и образование тяжлых смол. Смолы также загрязняют оборудование технологической линии производства. Диссертация обобщает результаты научноисследовательских работ в области расчета и проектирования реактора синтеза анилина, выполненных в период гг. Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научноисследовательских работ, финансируемых по заданию Федерального агентства по образованию, и хоздоговорами с промышленными предприятиями г. Волжского. Цель работы и задачи исследовании. О 5. Тт 3. С, что позволит снизить температуру на С, повысить производительность на 3. О 36 тч, Тт С, что позволит снизить температуру на С, повысить производительность на 1. Машины и аппараты химических производств на лабораторных занятиях по дисциплине Системный анализ и для научных исследований. Впервые промышленное производство анилина, являющегося одним из основных продуктов органического синтеза, было осуществлено в г. Более лет анилин использовался исключительно в анилинокрасочной промышленности. В этот период производство красителей в промышленно развитых странах в среднем увеличивалось в год на 4 1. После второй мировой войны значительно возрастает доля анилина, расходуемого на производство химикатов для резины, прежде всего ускорителей вулканизации резины каптакса, альтакса, дифенилгуанидина. В г. В е гг. Внастоящее время анилин является сырьем для различных производств см. Таблица 1. Динамика производственных мощностей анилина в мире, тыс. В ближайшем будущем движущей силой роста спроса на анилин будет расширение производства дифенилметандиизоциаиата. Среднегодовой темп прироста спроса оценивается в 8 3. Такая тенденция наблюдается с г. В г. США, в Западной Европе, в Японии.