автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Аппаратурно-технологическое оформление процесса ректификации 1,2-дихлорэтана в производстве винилхлорида

кандидата технических наук
Юрин, Павел Владимирович
город
Москва
год
2005
специальность ВАК РФ
05.17.08
цена
450 рублей
Диссертация по химической технологии на тему «Аппаратурно-технологическое оформление процесса ректификации 1,2-дихлорэтана в производстве винилхлорида»

Автореферат диссертации по теме "Аппаратурно-технологическое оформление процесса ректификации 1,2-дихлорэтана в производстве винилхлорида"

На правах рукописи

ЮРИН ПАВЕЛ ВЛАДИМИРОВИЧ

АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССА , РЕКТИФИКАЦИИ 1,2-ДИХЛОРЭТАНА В ПРОИЗВОДСТВЕ

ВИНИЛ ХЛОРИДА

I

Специальности: 05.17.08 - «Процессы и аппараты химических технологий» 05.17.04 - «Технология органических веществ»

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

¡-Г

Москва - 2005

Работа выполнена на кафедре «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Волгоградского государственного технического университета

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Голованчиков Александр Борисович Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Тимонин Александр Семенович кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Курляндская Инна Исааковна

Ведущая организация: открытое акционерное общество «Каустик», г. Волгоград

Защита состоится «15» декабря2005 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.145.01 в Московском государственном университете инженерной экологии по адресу: 105066, г. Москва, ул. Старая Басманная, 21/4, ауд. Л-207.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета инженерной экологии.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 105066, г. Москва, ул. Старая Басманная, 21/4, МГУИЭ, Учёный совет.

Автореферат разослан «I/

Учёный секретарь диссертационного совета

2005 г.

БутковВ.В.

¿¡20430

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Развитие общества в XXI веке обуславливает бурный рост производственных мощностей во многих сферах хозяйственной деятельности человека. Это относится как к промышленному производству, так и к строительству и сельскому хозяйству. Как известно любое технологическое оборудование не может работать совершенно, соответственно неизбежны потери целевых продуктов, которые зачастую переходят в отходы производства.

Существуют определённые законы природы, не позволяющие получить 100 % выхода целевого продукта при любом способе его производства. Особенно это характерно в области реализации химических технологий.

Наличие отходов при производстве химической продукции неизбежно по следующим причинам:

• химические производства, основу которых представляет превращение веществ на молекулярном уровне, в качестве сырья используют не чистые вещества, а смеси (например, нефть), ценность которых как сырья определяется содержанием целевого компонента Остальные компоненты либо используются для других производств, либо, вследствие несовершенства технологии и оборудования, теряются в виде отходов (сырьевой фактор);

• химические реакции практически никогда не доходят до конца Особенно это ярко проявляется при промышленной реализации процесса - выигрыш в интенсивности производства (аппарата) часто приводит к неполному использованию сырья. Непро-реагировавгаее сырьё так же следует отнести к потерям вследствие недостатков технологии и оборудования (кинетический фактор).

Из этого следует, что создать технологическую схему и аппаратурное оформление, полностью исключающее потери целевых продуктов практически невозможно Однако совершенствование аппаратурно-технологического оформления может улучшить эти показатели.

В производстве винилхлорида - наиболее крупнотоннажного хлорорганического мономера - значительные количества целевых продуктов и полупродуктов теряется и, как правило, выходят из производства в виде токсичных отходов.

Выход этих отходов составляет тысячи тонн в год, при содержании в них целевых продуктов до 90 % от общей массы.

В настоящее время значительная часть этих продуктов утилизируется как отходы без выделения целевых продуктов, либо с использованием сложного технологического оборудования для получения вторичных продуктов. В основном эти производства направлены на получение хлористого водорода и хлорорганических растворителей.

Из всех известных методов рекуперации целевых продуктов из отходов, в данной работе нами выбран метод совершенствования технологии и оборудования производства винил-хлорида.

Реализация технологических решений по аппаратурному оформлению процесса, предложенных в данной работе, позволит вернуть в производство практически весь 1,2-дихлорэтан и 1,1,2-трихлорэтан, в настоящее время теряемые в виде отходов.

Целя работы

Основная цель работы заключается в совершенствовании аппаратурно-технологического оформления процесса производства винилхлорида, направленного на снижение потерь 1,2-дихлорэтана и 1,1,2-трихлорэтана, являющихся сырьём для производства винилхлорида и винилиденхлорида.

Эта цель достигается путём совершенствования технологии и оборудования выделения 1,2-дихлорэтана, и разработкой направлений использования не утятшитрчшппг гттпрпргяни^-ских отходов как компонентов строительных материалов 1 РОС национальная]

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие з§ЦВД:ИОТЕКЛ 1

• проведён анализ работы системы выделения 1,2-дихлорэтана на действующем производстве винилхлорида, при котором выявлены отрицательные стороны работы технологической схемы;

• определен состав потоков, составляющих 1,2-дихлорэтан-сырец, выявлены вещества, ответственные за образование нерастворимых осадков при ректификации;

• разработан новый способ выделения 1,2-дихлорэтана, при котором исключается возможность образования коксообразных остатков, не выгружаемых из реактора;

• разработана новая технологическая схема ректификации 1,2-дихлорэтана на действующем производстве винилхлорида с увеличенным выходом целевого продукта и сниженным количеством потерь 1,2-дихлорэтана с попутным выделением 1,1,2-трихлорэтана;

• разработана конструкция колонны ректификации с пониженным расходом греющего пара;

• разработан состав и технология приготовления и использования новых гидроизоляционных покрытий на основе отходов производства винилхлорида.

Научная новизна

• на основании проведённых экспериментальных исследований установлены компоненты, содержащиеся в потоках 1,2-дихлорэтана, образующие при ректификации нерастворимые осадки;

• на основании лабораторных и стендовых исследований изменена организация процесса ректификации 1,2-дихлорэтана, заключающаяся в разделении потоков и предварительной разгонке тяжёлых остатков термического дегидрохлорирования;

• на основании лабораторных и стендовых исследований определен вид, и концентрация депрессорных добавок в исходной смеси, что позволило вести процесс отгонки светлых продуктов от коксующихся компонентов, приводящий в дальнейшем к увеличению выхода целевых продуктов в процессе ректификации 1,2-дихлорэтана;

• определён диапазон изменения числа рецикла, в котором величина кинетических коэффициентов в паровой фазе принимает наибольшее значение для условий ректификации 1,2-дихлорэтана;

• установлены режимные параметры работы ректификационной колонны с рециклом паровой фазы, позволяющие вести процесс без укрепляющей части, а также снизить энергоёмкость и высоту аппарата (на примере ректификации 1,2-дихлорэтана).

Практическая значимость работы

На основании проведённых исследований усовершенствованы технология и оборудование ректификации дихлорэтана. По предложенному техническому решению, 1,2-дихлорэтан, содержащийся в жидких отходах, возвращён в производственный цикл. При этом снизилось количество не утилизируемых хлорорганических отходов, вывозимых на полигон захоронения, и они переведены в категорию сырьевых ресурсов. Разработанная аппаратурно-технологическая схема эксплуатируется с августа 2004 г. Экономический эффект от реализации нового аппара-турно-технологического решения на ОАО «Пласткард» составляет 8,3 млн рублей в год.

Разработан способ выделения светлых продуктов ректификацией из коксующихся систем, свободный от коксоотложений на поверхностях теплообмена. Способ нашёл применение при ректификации 1,2-дихлорэтана-сырца и с августа 2004 года постоянно эксплуатируется в производстве винилхлорида на ОАО «Пласткард» г. Волгоград.

Это позволило исключить механическую чистку кипятильников колонн ректификации, практиковавшуюся ранее при капитальных ремонтах, что снизило эксплуатационные затраты на обслуживание производства.

Создан новый гидроизоляционный материал, включающий в себя хлорорганические

отходы. г

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались: на научно-технических конференциях Волгоградского государственного технического университета в 2002-2005 годах, на «Поволжских экологических чтениях» г. Волгоград 2004, XVII Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях» г. Кострома 2004, XX международной научно-технической конференции «Наукоёмкие химические технологии» г. Волгоград, 2004, IV международной научно-технической конференции «Надёжность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» г. Волгоград, 2005.

Публикации

По теме диссертационной работы получены патенты Российской Федерации №№ 2193438 и 2243203. Опубликовано 2 статьи в центральных научно-технических изданиях, 4 тезиса докладов на научно-технических конференциях.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и приложений. Диссертация содержит 150 страниц машинописного текста, 28 рисунков 32 таблицы. Библиографический список включает 105 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение

Излагаются причины потерь целевых продуктов вследствие несовершенства технологии и аппаратурного оформления. Обосновывается подход к рекуперации 1,2-дихлорэтана и 1,1,2-трихлорэтана применённый в работе.

Глава 1. Анализ литературных данных и постановка задач исследования

Изложен анализ литературных данных о различных способах переработки хлороргани-ческих отходов, методах их рекуперации. Рассматриваются варианты аппаратурного оформления техшшл ических процессов ведущих зарубежных фирм, а также перспективные отечественные разработки. Выявлено, что все предлагаемые и реализованные методы выделения целевых продуктов сопряжены с большими капитальными затратами (фактически возникает необходимость строительства ещё одного производства) и не исключают образования газообразных отходов вторичного происхождения.

В таблице 1 приведено сравнение технико-экономических показателей различных методов переработки отходов.

Таблица 1 Сравнение технико-экономических показателей различных методов перера-

ботки отходов.

Наименование показателей Термическое обез- Хлоринолиз Электрокрекинг Плазмохими-ческий метод

вреживание

Степень превращения отходов, % 96 100 не более 90 до 100

Степень использования сырья, % не более 75 76 85 100

Степень превращения хлора в хлористый водород, % 96 42 90 100

Выход ацетилена на сырьё, % 0 0 23 35

Выход суммы ацетилена и этилена на сырьё, % 0 0 28 48

Затраты электроэнергии на разложение отходов, кВтч/т 2400 480 2700 до 2000

Затраты топлива, ккал/кг 1853,7 718,7 - -

Хлор со стороны, т/т - 3,34 - -

Из обзора известных технических решений и конструктивного оформления процессов делается вывод о целесообразности не столько переработки, сколько устранения причин потерь

целевых продуктов Этот вывод основывается на том, что все известные процессы выделения целевых и вторичных полупродуктов достаточно энергоёмки и сложны в аппаратурном оформлении. На основании выводов главы 1 сформулированы цели и задачи исследования.

Глава 2. Основные решения совершенствования производства винил хлорида

Изложен анализ процесса ректификации 1,2-дихлорэтана на производстве винилхлори-да. На основании анализа ставится основная цель работы, заключающаяся в совершенствовании технологического процесса и аппаратурного оформления схемы ректификации 1,2-дихлорэтана Рассматривается типовая технологическая схема получения винилхлорида методом, сбалансированным по хлористому водороду.

Блок-схема ректификации 1,2-дихлорэтана представлена на рис. 1. На схеме показаны основные узлы системы, а также потоки, составляющие 1,2-дихлорэтан-сырец и их соотношения. Состав потоков приведён в таблице 2.

В результате анализа технологической схемы и потоков ректификации выявлена основная причина образования продуктов уплотнения, увеличивающих потери целевых продуктов и соответственно выход хлорорганических отходов - наличие в 1,2-дихлорэтане-сырце примесей, совокупность которых приводит к отложениям кокса на внутренних устройствах и поверхностях теплообмена колонн ректификации. Для того чтобы вывести коксообразные продукты из системы в кубовой части колонны оставляют до 70 % дихлорэтана. Это увеличивает количество отходов, а также ведёт к непроизводительному расходу целевого продукта. Кроме того, коксо-образование сокращает период непрерывной работы колонн из-за необходимости остановки кипятильников для удаления кокса.

Таблица 2. Усреднённый состав потоков, составляющих 1,2-дихлорэтан-сырец и 1,2-

дихлорэтана-сырца в целом, % масс.

Компоненты Поток 1 Поток 2 Поток 3. Поток 4 1,2-дихлорэтан-сырец

1,2-дихлорэтан 97,4 98,2 89,9 95,0 97,7

1,1,2-трихлорэтан 2,5 - 0,1 3,5 1,7

Полихлоралканы 0,1 0,1 - 1,5 0,1

Ре- 0,02 - - - 0,01

Смолы - - 10,0 - 0,2

Винилхлорид - 1,0 - - 0,3

Содержание в дихлорэтане-сырце 67,0 25,0 1,6 6,4 100,0

Как следует из данных таблицы 2, ректификация смеси потоков I - IV не может проходить без образования продуктов уплотнения. Этому способствуют:

• наличие растворённого винилхлорида, а это нестабильный, легко полимеризую-щийся мономер;

• наличие следовых количеств соединений железа в виде РеС13 - сильной апротон-ной кислоты, являющейся катализатором ионной полимеризации;

• Наличие смол, способных структурировать полимеры и олигомеры винилхлорида до образования труднорастворимых коксообразных продуктов.

Радикальным выходом из создавшейся ситуации была бы раздельная ректификация потоков, но это влечёт за собой коренную реконструкцию технологического узла, связанную с большими экономическими затратами.

Как более оправданное техническое решение предложено исключить из состава дихлорэтана-сырца те компоненты, которые наиболее ответственны за образование продуктов уплотнения, то есть разрушить коксующуюся систему винилхлорид + РеОз + смолы

1 - хлорирование этилена; 2 - выделение винилхлорида; 3 - термическое дегидрохлори-рование 1,2-дихлорэтана; 4 - ёмкость 1,2-дихлорэтана-сырца; 5 - колонны ректификации; 6 - ёмкость 1,2-дихлорэтана-ректификата I, II, III, и IV - потоки, составляющие 1,2-дихлорэтан-сырец

Глава 3. Экспериментальное исследование процесса выделения 1,2-дихлорэтана. Определение причин потерь целевых продуктов.

Приведено описание серий опытов по установлению причин образования столь большого количества потерь целевых продуктов. На основании экспериментальных данных сделаны выводы о механизме образования продуктов уплотнения при ректификации 1,2-дихлорэтана-сырца. На лабораторной установке образцы отдельных потоков и их бинарные смеси подвергались отгонке. После отгонки колба взвешивалась для определения массы сухого остатка.

Количество остатка в колбе после перегонки проб различных потоков и дихлорэтана-сырца в целом иллюстрируется графиками на рис. 2

Как следует из гистограммы на рис. 2, наибольшее количество загрязнений на внутренней поверхности колбы выделяется при перегонке пробы потока III - кубовых остатков термического дегидрохлорирования 1,2-дихлорэтана.

Однако абсолютное количество остатка на стенках колбы после перегонки той или иной пробы нельзя напрямую связывать с загрязнениями в дихлорэтане-сырце. Необходимо учитывать также долю каждого потока в продукте, поступающем на ректификацию. Количества сухого остатка, приведённые к долям каждого потока в 1,2-дихлорэтане-сырце приведены в таблице 3. Как следует из данных таблицы 3 основную часть загрязнений (до 90 %), способных отлагаться на поверхностях теплообмена аппаратуры, несет в себе поток ИТ - тяжелые остатки термического дегидрохлорирования 1,2-дихлорэтана.

4,5--4712-

12 3 4

Рис 2. Количество остатка в колбе после перегонки проб различных потоков 1 - 1,2-дихлорэтан-сырец, 2 - поток I (из реакторов хлорирования), 3 - поток II (отработанный абсорбент с системы выделения), 4 - поток III (кубовые остатки дегидрохлори-рования 1,2-дихлорэтана).

Примечание. Поток IV (регенерированный 1,2-дихлорэтан) не анализировался, так как в его составе нет компонентов, способных к коксованию

Эти смолы при охлаждении до 20 °С теряют свою текучесть. При нагревании до температуры 140 °С и выше они подвергаются деструкции с выделением хлористого водорода.

Таблица 3. Количество загрязнений, содержащихся в каждом потоке и 1,2-дихлорэтане-

Поток Количество загрязнений, вносимые в ДХЭ-сырец

% абс. %отн.

I 0,0134 7,3

II 0,005 2,7

III 0,165 90,0

ДХЭ-сырец £=0,1834 100,0

После деструкции смолы приобретают термореактивные свойства, то есть при повторном нагревании не переходят в жидкотекучее состояние.

Путем разгонки бинарных смесей потоков определялось количество сухого остатка и его растворимость в 1,2-дихлорэтане. Сделан вывод о том, что коксообразование происходит из-за пространственной сшивки винилхлорида и непредельных соединений хлорорганических смол иод действием повышенных температур и катализатора кислотного типа (FeCb).

Наибольший «вклад» в образование труднорастворимых коксообразных осадков вносит поток III - тяжёлые остатки термического дегидрохлорирования 1,2-дихлорэтана.

Для разрушения системы: винилхлорид - хлорное железо - смолы предлагается удалить одну из ее составляющих. К дальнейшей разработке принято удаление смол из тяжёлых остатков термического дегидрохлорирования 1,2-дихлорэтана, потока III. Предпосылки к этому решению:

• поток III - наименьший по объёму из всех потоков, составляющих 1,2-дихлорэтан-сырец (рис. 1);

• хлорорганическая смола, составляющая в потоке от 3 до 10 % - наиболее весомый компонент в коксообразных продуктах уплотнения, отлагающихся на поверхно-

стях теплообмена колонн ректификации и напрямую влияющих на потери целевого продукта.

Глава 4. Экспериментальное определение эффективности применения депрессорных

добавок

В главе описывается новый способ удаления смол из тяжёлых остатков дегидрохлориро-вания 1,2-дихлорэтана Опытным путем найдено решение этих проблем, разработан лабораторный способ выделения смол из тяжёлых остатков.

Отгонка светлых хлорорганических компонентов (преимущественно 1,2-дихлорэтана) из тяжёлых остатков осложняется образованием коксообразных трудно вьпружаемых остатков.

Выгрузка этих продуктов из реактора и транспортировка их по трубопроводам может быть выполнена следующими технологическими приёмами:

1 При отгоне можно оставлять в кубе аппарата некоторое количество светлых хлорорганических продуктов в качестве разбавителя. Этот приём используется в действующей технологии, но он ведёт к увеличению выхода жидких хлорорганических отходов и потерям целевого 1,2-дихлорэтана;

2. Смолу можно выгружать и транспортировать в горячем состоянии (»100° С), но это сопряжено со значительными технологическими трудностями. Более того, при возможных перегревах смола подвергается необратимой деструкции и коксованию;

3. Применение депрессорных добавок, снижающих температуру застывания смолы и увеличивающих её текучесть.

После анализа различных депрессорных добавок нами бьи выбран жидкий хлорпарафин ХП-30 (ТУ-6-01-5-63-94).

Этот продукт хорошо смешивается с различными хлорорганическими жидкостями и не вступает в химическое взаимодействие с 1,2-дихлорэтаном и его гомологами. При возможных перегревах выше 160 °С выделяет хлористый водород, который в данном процессе не мешает дальнейшему дегидрохлорированию 1,2-дихлорэтана.

На установке (рис. 3) определялись реологические свойства системы хлорпарафин + смола. Лабораторная установка отличается от стандартной применением реактора с нижним сливом и термометром, погружённым в реакционную массу. В реактор загружается смесь тяжёлых остатков и ХП-30. После отгона светлых продуктов не отгоняемый остаток (смолы + ХП-30) охлаждался до 20 "С и выводился из реактора через нижний слив.

1 - колбонагреватель,

2 - стеклянный реактор,

3 - термометр лабораторный,

4 - холодильник стеклянный,

5 - приёмник,

6 - регулятор напряжения,

7 - приёмник высококипящих смолистых компонентов.

Рис. 3. Установка для получения и определения реологических свойств смесей смола + хлорпарафин.

Вероятно, снижение вязкости смол происходит за счёт:

• разбавления вязких смол менее вязким хлорпарафином, так называемое аддитивное снижение вязкости;

• подавления реакций полимеризации и поликонденсации введением инертного вещества хлорпарафина ХП-30. Скорее всего здесь накладывается стерический эффект торможения процессов уплотнения непредельных соединений в смоле

Первое предположение принимается без доказательств.

Распределение выгружаемых и невыгружаемых смол в зависимости от количества добавки ХП-30 представлено гистограммой на рис. 4.

0,5 1 1,5 2

Добавка хлорпарафина ХП-30,% масс.

■ Выгружаемые остатки О Не выгружаемые остатки

Рис 4. Распределение выгружаемых и не выгружаемых смол в зависимости от добавок хлорпарафина ХП-30.

Для проверки второго предположения определялась условная вязкость механической смеси смол с 1 % масс, хлорпарафина ХП-30. Сравнительные значения вязкости различных продуктов представлены гистограммой на рис. 5.

40 50

Температура, С

1 ■ ^ 1

60 70

■Смола

В Механическая смесь с ХП-30

ОСмолы с ХП-30 ~] после отгонки 1,2-_] , дихлорэтана

Рис. 5 Условная вязкость продуктов в зависимости от температуры и метода получения.

Анализируя данные рис. 5, можно сделать выводы о том, что добавки хлорпарафина в кубовые остатки действительно снижают их вязкость как за счёт разбавления смол менее вязким продуктом, так и за счёт ингибирования реакций уплотнения непредельных соединений смол, причём второй фактор имеет большое значение.

По результатам опытов делается вывод о том, что для исключения образования трудно выгружаемых остатков при разгонке или ректификации коксующихся хлорорганических про-

дуктов перед началом процесса в них необходимо вводить депрессорную добавку - жидкий хлорпарафин ХП-30.

Оптимальное количество вводимой добавки - I - 1,5 % масс, от загрузки.

Используя результаты исследований на лабораторной установке, сконструирована стендовая установка, на которой проведена отработка режима работы процесса выделения.

Стендовая установка предназначена для уточнения технологических режимов разгонки тяжелых остатков. Конструкция стендовой установки максимально приближена к промышленной и достаточно адекватно моделирует реальный технологический процесс.

На стендовой установке отработано два опыта, отличающиеся количеством вводимого хлорпарафина ХП-30.

По результатам опытов была выявлена зависимость вязкости смолистых продуктов от перемешивания в процессе отгонки.

Таблица 4. Условная вязкость продуктов по вискозиметру ВЗ-4 при 20 °С, сек.

Способ получения Добавка ХП-30, %

1,0 1,5

Механическим смешиванием смолы с ХП-30 51,0 47

На лабораторной установке (перегонка без перемешивания) 25 21

На стендовой установке (перегонка с перемешиванием) 23 20

Как следует из данных таблицы 4. применение перемешивания снижает вязкость смол на

5-7 %.

Глава 5. Математическое моделирование процессов, используемых для выделения

целевых продуктов

Для более полного выделения в установку загружалась смесь кубовых остатков дегид-рохлорирования и ректификации 1,2-дихлорэтана. В реакторе образовалась бинарная смесь светлых продуктов - 1,2-дихлорэтана и 1,1,2-трихлорэтана. Для определения эффективного режима работы установки было проведено математическое моделирование этого процесса.

Составлен материальный баланс по 1,2-дихлорэтану для произвольного времени I от начала кипения.

Этот баланс будет иметь вид:

I

Михи -{Мя-дп /) х = дп ^усИ,

а

где Мн - начальная масса жидкости в момент ?=0; х„ - начальная концентрация 1,2-дихлорэтана; ц„ - производительность по пару;

х, у - массовые концентрации в жидкости и паре, соответствующие моменту времени (,

На основании материального баланса был проведён расчёт на ЭВМ. Результаты расчётов показаны на графике (рис. 6).

Как видно, из графика, наилучший режим работы установки, это режим, когда подача пара прекращается через 2 часа после начала кипения В этом режиме выделяется максимальное количество 1,2-дихлорэтана и минимальное количество 1,1,2-трихлорэтана проскакивает в продукт.

Время, ч

Концентрация 1 2-ДХЭ в паре "Необходимое количество пара, кг/ч

Концентрация 11,2-ТХЭ в жидкости!

Рис 6 График зависимостей концентраций 1,2-дихлорэтана и 1,1,2-трихлорэгана, а также количества подаваемого пара от времени кипения.

Для выделения из смеси 1,1,2-трихлорэтана, используется процесс ректификации. Разра-ботн вариант рекгификации с рециклом паровой фазы. Применение этого метода позволяет снизить энергопотребление колонны. По этому методу часть пара, выходящего с верха колонны направляется в рецикл на смешение с исходным сырьём. Это позволяет рекуперировать тепло, идущее с паром, соответственно, мощность кипятильника куба снижается.

Схема колонны с рециклом паровой фазы представлена на рисунке 7.

Рассмотрим способ ректификации, в котором часть паровой фазы верха колонны направляется на рецикл с исходной смесью.

(■■Н&кэд 1|д| и

Чь

С*

__2___

.3___

ЧЧ

и

к

3

СК(«)

и

Рис. 7. Схема ректификационной колонны с флегмированием и с рециклом паровой фазы. (7а, Оф, С/,, С,е, С/ь О,- расходы дистиллята, флегмы, питания колонны, рецикла, кубовой жидкости и суммы питания с рециклом соответственно. х„ Ху х„ «„-концентрации легколетучего продукта в соответствующих потоках. Из уравнений материального баланса составлены уравнения рабочих линий для укрепляющей и исчерпывающей частей колонны.

У =

(1 -Г)-х,+(/ + ге + лУ

х

- исчерпывающая часть

У =

Я +1 + ге (\ + ге)-х11 + Я-х Л + 1 + ге

— укрепляющая часть, где

х„ — концентрация легколетучего компонента в дистилляте х, - концентрация легколетучего компонента в кубовой жидкости колонны х - концентрация легколетучего компонента в произвольном сечении колонны /- число питания

ге - число рецикла (отношение количества рецикла к количеству дистиллята) г - флегмовое число

На рис. 8 показаны положения работах линий процесса ректификации с рециклом паро-

Рис. 8. Положение рабочих линий для процесса с рециклом паровой фазы.

• равновесная линия 1;

• рабочая линия 2 при минимальном флегмовом числе для обычной колонны с флегмированием;

• рабочая линия 3 при минимальном рецикле, в ходе которого движущая сила равна нулю;

• рабочая линия 4 при оптимальном флегмовом числе для колонны с флегмированием;

• рабочая линия 5 при оптимальном рецикле в предлагаемой колонне.

Приведена разработанная последовательность расчёта колонны с использованием рецикла паровой фазы.

В ходе расчётов варьировалось значение числа рецикла ге от нуля до максимального (рассчитанного программой). При ге=0 рассчитывается колонна ректификации с флегмой без рецикла, при ге-гетш колонна с максимальным рециклом паровой фазы, который соответствует максимальному количеству пара, способному конденсироваться в исходной смеси

Зависимость концентрации легколетучего компонента в питании после смешения с паром рецикла, число тарелок в частях колоны представлены на графике рис. 9.

Из графика рис 9. следует, что при увеличении рецикла концентрация 1,2-дихлорэтана в питании монотонно возрастает. Число тарелок в укрепляющей части падает, и при значении 0,22 рецикл равен минимальному, то есть по аналогии с минимальным флегмовым числом движущая сила равна нулю. При ге>0,22 укрепляющая часть не нужна, так как флегмовое число имеет отрицательный знак. Число тарелок в исчерпывающей части резко возрастает до бесконечности при ге=0,22, а затем падает до начального значения При дальнейшем увеличении ре-

вой фазы.

цикла, в колонне остаётся только исчерпывающая часть, высота которой с увеличением рецикла падает.

0,90 -0,85 щ 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50

25

20

Ж

15 1

5

10

X

5

0

0,0

0,1

0,2

0,3

Число рецикла, ге

0,4

0,5

0,6

■Конц ДХЭ в питании ~ ■ Число тарелок в исч.

Число тарелок в укр.

Рис.9. Графики зависимостей концентрации 1,2-дихлорэтана и числа тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны от числа рецикла.

Рассмотрим влияние рецикла на коэффициенты массоотдачи и массопередачи. Зависимость представлена на рис. 10.

0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00

0,0

0,1

0,2

0,3

число рецикла га

0,4

0,5

0,6,

-Коэфф массотдачивукр части — -Коэфф массотдачи в исч части ' Коэфф. массопередачи

Рис 10. Зависимости коэффициентов массоотдачи и массопередачи от числа рецикла.

Как видно из графика рис. 10. коэффициент массоотдачи в исчерпывающей части практически не изменяется Массообмен в укрепляющей части растёт до минимального рецикла ге-0,22 и затем падает до нуля, так как при ге>0,22 в укрепляющей части массообмен не идёт, а коэффициент массопередачи выходит на прямую, так как зависит только от коэффициента массоотдачи в исчерпывающей части.

При помощи расчётов нами были найдены зависимости геометрических размеров колонны и мощности кипятильника Так как основной целью применения рецикла паровой фазы было максимальное снижение высоты колонны за счёт снижения высоты куба и высоты массо-обменной части, построим график зависимостей общей высоты колонны, включающую в себя высоту куба и высоту массообменной части и мощности кипятильника от рецикла. Этот график представлен на рис. 11.

я ж X X

л с х

£

ш

х

Л н о о

X

3 о

72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62

5,0 4,8 4,6 4,4 4,2 4,0 3,8 3,6 3,4 3,2 3,0

х

3 х х о с о

¡е я н О о 2 а к я Э ю О

0,0

0,1 0,2 0,3 0,4 Число рецикла ге

0,5

0,6

| Модность кипятильника - - - Общая высота колонны, м ^

Рис. 11. Зависимость общей высоты колонны и мощности кипятильника куба от числа рецикла

Таким образом, применяя рецикл паровой фазы, мы снизили общую высоту колонны на 17 %, а мощность кипятильника куба на 11,4 %. Вследствие тою, что колонне необходима только исчерпывающая часть, нет необходимости во внутренних устройствах.

Окончательные параметры колонны с рециклом паровой фазы в сравнении с обычной колонной представлены в таблице 5.

Таблица 5 Сравнительные данные расчетов колонны с рециклом паровой фазы и ко-

Параметр Колонна с рециклом Колонна с флегми-рованием

Высота насадки исчерпывающей части, м укрепляющей части, м 2,4 0 2,38 0,61

Объём колонны, м3 0,19 0,16

Число рецикла (флегмовое число) 0,586 0,21*

Тепловая мощность кипятильника куба, кВт 63,21 71,34

Диаметр колонны, м: в исчерпывающей части в укрепляющей части 0,32 0 0,28 0,2

Высота куба колонны, м 1,07 1,21

Общая высота колонны, м** 3,47 4,2

*- флегмовое число

** - без учёта внутренних устройств

Глава 6. Промышленная реализация разработанных аппаратурио-технологических решений

Разработана и пущена в эксплуатацию промышленная установка по извлечению смолистых соединений из кубовых остатков дегидрохлорирования 1,2-дихлорэтана.

Так как в ходе работы установки оборудование ректификации 1,2-дихлорэтана было очищено от смолистых загрязнений, увеличился межремонтный пробег кипятильников куба колонн. Для выяснения зависимости коэффициента теплопередачи и эффективной поверхности теплообмена от времени работы ректификации, нами был проведен расчёт кипятильников. Результаты расчёта кипятильника колонны выделения 1,2-дихлорэтана-ректификата представлены на графике рис. 12.

100 200 300 400

Число дней пробега

500 600

• - - Коэффициент телпопередачи после внедрения установки I "' Коэффициент теплопередачи до внедрения установки I

1 ттт " Эффективная поверхность теплообмена после внедрения | ~ — Эффективная поверхность теплообмена до внедрения установки1

Рис. 12 График зависимостей эффективных поверхностей теплообмена и коэффициента теплопередачи до и после внедрения установки

Для того чтобы увеличить выход 1,2-дихлорэтана, в установку по извлечению смолистых соединений были направлены кубовые остатки ректификации 1,2-дихлорэтана. Благодаря этому удалось вернуть в производство 350 тонн в год 1,2-дихлорэтана. Математическое моделирование этого процесса показано в главе 5.

Разработана промышленная установка по окончательному разделению 1,2-дихлорэтана и 1,1,2-трихлорэтана методом ректификации с рециклом паровой фазы. Для этого устанавливается колонна ректификации, которая разделяет светлый отгон установки по извлечению смолистых соединений на 1,2-дихлорэтан-сырец, и 1,1,2-трихлорэтан, использующийся в качестве сырья для производства винилиденхлорида

При внедрении всех аппаратурно-технологических решений, изложенных в работе, кубовые остатки ректификации 1,2-дихлорэтана будут полностью разделяться на 1,2-дихлорэтан, возвращаемый в производство, 1,1,2-трихлорэтан, используемый для получения винилиденхлорида, и смолы, перерабатываемые в компонент строительных материалов.

Расчёт экономического эффекта от внедрения представлен в таблице 6

Таблица б Расчёт экономического эффекта от внедрения установки

Параметр январь 2004 -июль 2004 сентябрь 2004 -февраль 2005

Количество кубовых остатков ректификации 1,2-дихлорэтана, вывезенных на полигон захоронения 1097,88 651,35

Количество 1,2-дихлорэтана, возвращённого в производственный цикл, т - 446,54

Экономический эффект за счёт 1,2-дихлорэтана, возвращённого в производственный цикл (средняя цена 1,2-дихлорэтана в 2004 году 8721 руб/т) - 3894231,74

Плата за вывоз кубовых остатков ректификации 1,2-дихлорэтана на полигон захоронения (плата за вывоз 1 тонны отходов - 497 РУб) 545646,36 323725,92

Экономический эффект за счёт предотвращённого ущерба от вывоза кубовых остатков на полигон - 221920,44

Общий экономический эффект от внедрения, руб - 4116152,18

Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения установки, руб - 8232304,36

Глава 7. Практическая реализация выделенных хлорорганических смол в промышленности строительных материалов.

Найдено применение выделяющимся хлорорганических смол в качестве компонентов строительных материалов. Для этого были проведены опыты по осмолению хлорпарафина, содержащегося в отходах с целью увеличения адгезии полученных продуктов.

Совместно с Волгоградским государственным архитектурно-строительным университетом были проведены опыты по использованию полученных отходов в качестве компонента мягких кровель и в качестве гидроизоляционного материала.

Для проверки водонепроницаемости полученной плёнки были использованы в качестве подложки образцы из мелкозернистого бетона, на поверхность которых наносили вручную кистью материал проб с хлорным железом.

Варьировалась толщина покрытий 1 слой, 2 слоя и 3 слоя, подготовленные образцы погружали в воду и следили за изменением массы. «Пробой» (то есть увеличение массы образца) даже для однослойного покрытия наступил через двое суток. Покрытия из двух и трёх слоёв в течение 7 суток «пробоев» не имеют. Таким образом, обоснована возможность применения выделенных смол в качестве компонента строительных материалов.

Общие выводы

1. Из анализа литературных данных и технологической схемы производства винилхло-рида, сбалансированного по хлористому водороду, найдены причины потерь целевых продуктов на стадии ректификации 1,2-дихлорэтана.

2. На основании выявленных причин предложен способ раздельной ректификации 1,2-дихлорэтана с применением депрессорных добавок. Обосновано применение хлорпарафина ХП-30 в качестве добавки.

3. Определён диапазон изменения числа рецикла, в котором величина кинетических коэффициентов в паровой фазе принимает наибольшее значение для условий ректификации 1,2- дихлорэтана.

4. Предложен новый способ ректификации 1,2-дихлорэтана с рециклом по низкокипя-щему продукту в производстве винилхлорнда. Разработана методика инженерного расчёта ректификационных колонн для данного способа.

5. Разработана и внедрена промышленная установка выделения целевых продуктов: 1,2-дихлорэтана, 1,1,2-трихлорэтана и смол. С августа 2004 года в ходе эксплуатации установки получен экономический эффект в размере 8,2 млн. руб.

6. Показана возможность применения выделенных смол в качестве компонента строительных материалов и исключением их из отходов производства.

Список публикаций

1. Способ выделения 1,2-дихлорэтана Пат. 2243203 РФ, МКИ 7 С 07 С 19/045,17/38, 17/386 / A.B. Белай, С.М. Кравцов, П.В. Юрин, 2004

2. Способ непрерывной ректификации растворов: Пат. 2193438 РФ, МКИ 7 В 01 D 3/00, С 10 G 7/00 / А.Б. Голованчиков, H.A. Дулькина, Т А. Голованчикова, П В. Юрин, В.В. Приймак; 2002

3. Моделирование работы ректификационной колонны с рециклом по низкокипя-щему продукту / А.Б. Голованчиков, П.В. Юрин, H.A. Дулькина, А.Б. Дулькин // Химическая технология- Ежемес. произв., н.-т., информ.-аналит. и уч. - метод, журнал.-2004. -№10. -С.41-44.

4. Оптимизация работы ректификационной колонны с рециклом по низкокипящему продукту / А.Б. Голованчиков, H.A. Дулькина, А.Б. Дулькин, П.В. Юрия // Математические метода! в технике и технологиях. ММТТ - 17: Сборник трудов XVII Международной научной конференции / костром, гос. технол. ун-т и др. - Кострома, 2004. - Т.З, секция 3. - с. 203-204.

5. Снижение выхода хлорорганических отходов в производстве хлористого винила / П.В. Юрин, А.Б. Голованчиков A.B. Белай, В.П. Юрин // Поволжский экологический вестник: [Сб. статей] / Волгогр. отделение Рос. экол. академии. - Волгоград, 2004.-Вып. 10. - С. 146-149.

6. Юрин, П.В. Оптимизация системы ректификации дихлорэтана в производстве ви-нилхлорида-мономера. / П.В. Юрин, А.Б. Голованчиков // Наукоёмкие химические технологии - 2004: Тезисы докладов Междунар. науч.-техн конф, Волгоград, 2004. - Т.2. - с. 246-249.

7. О возможности использования вторичных отходов производства винилхлорида в ПСМ / C.B. Медведько, И.П. Свиягина, П.В. Юрин //Надёжность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов: материалы IV международной научно-технической конференции, 12-14 мая 2005 г., В 4-х ч. / ВолГАСУ. Волгоград, 2005. 4.1. с. 248

8. Новая технология выделения 1,2-дихлорэтана из кубового остатка. / П.В. Юрин, А.Б. Голованчиков, H.A. Дулькина. / Известия вузов. Химия и химическая технология, т. 48 вып. 9, 2005 с. 136-138

Подписано в печатьЮ. 11 .2005 г. Заказ . Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0

Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета.

400131, г. Волгоград, ул. Советская, 35

№22009

PH Б Русский фонд

2006-4 18029

С

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Юрин, Павел Владимирович

Введение.

Глава 1. Анализ литературных данных и постановка задач исследования.

1.1. Способы утилизации и рекуперации хлорорганических отходов.

1.2. Примеры аппаратурных и технологических решений по утилизации хлорорганических отходов в целевые продукты.

1.3. Постановка задачи исследования.

Выводы к первой главе.

Глава 2. Цели и задачи исследований. Основные решения совершенствования в производства винилхлорида.

Выводы ко второй главе.

Глава 3. Экспериментальное исследование процесса выделения 1,2-дихлорэтана.

Определение причин потерь целевых продуктов.

3.1. Методика проведения экспериментов.

3.2 Результаты экспериментов и их анализ.

Выводы к третьей главе.

Глава 4. Экспериментальное определение эффективности применения депрессорных добавок.

4.1. Постановка задач исследования.

4.2. Оборудование и методика проведения экспериментов.

4.3. Результаты экспериментов и их анализ.

4.4. Исследование влияния хлорпарафина на вязкость системы 1,2-дихлорэтан-смолы.

4.5. Исследование технологического режима работы на стендовой установке.

4.6. Исследование реологических свойств смол с добавкой хлорпарафина.

Выводы к четвёртой главе.

Глава 5. Математическое моделирование процессов, используемых для выделения целевых продуктов.

5.1. Моделирование процесса отгонки 1,2-дихлорэтана из смеси кубовых остатков.

5.2. Моделирование процесса ректификации с рециклом паровой фазы.

Выводы к пятой главе.

Глава 6. Промышленная реализация разработанных аппаратурнотехнологических решений.

6.1. Разработанная технология ректификации 1,2-дихлорэтана с уменьшенным выводом хлорорганических отходов.

6.2. Описание технологической схемы установки по извлечению 1,2-дихлорэтана из жидких отходов дегидрохлорирования. tt 6.3. Результаты работы промышленной установки.

6.4. Описание технологической схемы установки по регенерации 1,2-дихлорэтана.

Выводы к шестой главе.

Глава 7. Практическая реализация выделеннвх хлорорганических смол в промышленности строительных материалов.

7.1. Постановка задач исследований. Получение строительного материала из выделяемых продуктов уплотнения.

7.2. Оборудование и технология изготовления мягких кровель.

7.3. Оборудование и технология гидроизоляции железобетонных изделий.

Выводы к седьмой главе.

Выводы

Введение 2005 год, диссертация по химической технологии, Юрин, Павел Владимирович

Актуальность проблемы

Развитие общества в XXI веке обуславливает бурный рост производственных мощностей во многих сферах хозяйственной деятельности человека. Это относится и к промышленному производству, и к строительству, и к сельскому хозяйству. Как известно любое технологическое оборудование не может работать совершенно, соответственно неизбежны потери целевых продуктов, которые зачастую переходят в отходы производства.

Существуют определённые законы природы, не позволяющие получить 100 % выхода целевого продукта при любом способе его производства. Особенно это характерно в области реализации химических технологий.

Наличие отходов при производстве химической продукции неизбежно по следующим причинам:

• химические производства, основу которых представляет превращение веществ на молекулярном уровне, в качестве сырья используют не чистые вещества, а смеси (например, нефть), ценность которых как сырья определяется содержанием целевого компонента. Остальные компоненты либо используются для других производств, либо, вследствие несовершенства технологии и оборудования, теряются в виде отходов (сырьевой фактор); у • химические реакции практически никогда не доходят до конца. Особенно это ярко проявляется при промышленной реализации процесса — выг» игрыш в интенсивности производства (аппарата) часто приводит к неполному использованию сырья. Непрореагировавшее сырьё так же следует отнести к потерям вследствие недостатков технологии и оборудования (кинетический фактор).

Из этого следует, что создать технологическую схему и аппаратурное оформление, полностью исключающее потери целевых продуктов практически невозможно. Однако совершенствование технологий и оборудования может улучшить эти показатели.

В производстве винилхлорида — наиболее крупнотоннажного хлорорга нического мономера - значительные количества целевых продуктов и полупроа дуктов теряется и, как правило, выходят из производства в виде токсичных отхоДОВ.

Выход этих отходов составляет тысячи тонн в год, при содержании в них целевых продуктов до 90 % от общей массы.

В настоящее время значительная часть этих продуктов утилизируется как отходы без выделения целевых продуктов, либо с использованием сложного технологического оборудования для получения вторичных продуктов. В основном эти производства направлены на получение хлористого водорода и хлороргани-ческих растворителей. к

1 •г

Из всех известных методов рекуперации целевых продуктов из отходов, в данной работе нами выбран метод совершенствования технологии и оборудования производства винилхлорида.

Реализация технологических решений по аппаратурному оформлению процесса, предложенных в данной работе, позволит вернуть в производство практически весь 1,2-дихлорэтан и 1,1,2-трихлорэтан, в настоящее время теряемые в виде отходов.

Цели работы

Основная цель работы заключается в совершенствовании процесса и оборудования производства винилхлорида, направленное на снижение потерь 1,2-дихлорэтана и 1,1,2-трихлорэтана, являющихся сырьём для производства винилхлорида и винилиденхлорида.

Эта цель достигается путём совершенствования технологии получения 1,2-дихлорэтана, и разработкой направлений использования не утилизируемых хлорорганических отходов как компонентов строительных материалов.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

• проведён анализ работы системы выделения 1,2-дихлорэтана на действующем производстве винилхлорида, при котором выявлены отрицательные стороны работы технологической схемы; определен состав потоков, составляющих 1,2-дихлорэтан-сырец, выявлены вещества, ответственные за образование нерастворимых осадков при ректификации; разработан новый способ выделения 1,2-дихлорэтана, при котором исключается возможность образования коксообразных остатков, не выгружаемых из реактора; разработана новая технологическая схема ректификации 1,2-дихлорэтана на действующем производстве винилхлорида с увеличенным выходом целевого продукта и сниженным количеством потерь 1,2-дихлорэтана с попутным выделением 1,1,2-трихлорэтана; разработана конструкция колонны ректификации с пониженным расходом греющего пара; разработан состав и технология приготовления и использования новых гидроизоляционных покрытий на основе отходов производства винилхлорида.

Научная новизна на основании проведённых экспериментальных исследований установлены компоненты, содержащиеся в потоках 1,2-дихлорэтана, образующие при ректификации нерастворимые осадки;

• на основании лабораторных и стендовых исследований изменена организация процесса ректификации 1,2-дихлорэтана, заключающаяся в разделении потоков и предварительной разгонке тяжёлых остатков термического дегидрохлорирования;

• на основании лабораторных и стендовых исследований определен вид, и концентрация депрессорных добавок в исходной смеси, что позволило вести процесс отгонки светлых продуктов от коксующихся компонентов, приводящий в дальнейшем к увеличению выхода целевых продуктов в процессе ректификации 1,2-дихлорэтана;

• определён диапазон изменения числа рецикла, в котором величина кинетических коэффициентов в паровой фазе принимает наибольшее значение для условий ректификации 1,2-дихлорэтана;

• установлены режимные параметры работы ректификационной колонны с рециклом паровой фазы, позволяющие вести процесс без укрепляющей части, а также снизить энергоёмкость и высоту аппарата (на примере ректификации 1,2-дихлорэтана).

Практическая значимость работы

На основании проведённых исследований усовершенствованы технология и оборудование ректификации, дихлорэтана. По предложенному техническому решению, 1,2-дихлорэтан, содержащийся в жидких отходах, возвращён в производственный цикл. При этом снизилось количество не утилизируемых хлорорганических отходов, вывозимых иа полигон захоронения, и они переведены в категорию сырьевых ресурсов. Разработанная аппаратурно-технологическая схема эксплуатируется с августа 2004 г. Экономический эффект от реализации нового аппаратурно-технологического решения на ОАО «Пласткард» составляет 8,3 млн. рублей в год.

Разработан способ выделения светлых продуктов ректификацией из коксующихся систем, свободный от коксоотложений на поверхностях теплообмена. Способ нашёл применение при ректификации 1,2-дихлорэтана-сырца и с августа 2004 года постоянно эксплуатируется в производстве винилхлорида.

Это позволило исключить механическую чистку кипятильников колонн ректификации, практиковавшуюся ранее при капитальных ремонтах, что снизило эксплуатационные затраты на обслуживание производства.

Создан новый гидроизоляционный материал, включающий в себя хлорор-ганические отходы, обладающий улучшенными потребительскими качествами.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались: на научно-технических конференциях Волгоградского государственного технического университета в 2002-2005 годах, на «Поволжских экологических чтениях» г. Волгоград 2004, XVII Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях» г. Кострома 2004, XX международной научно-технической конференции «Наукоёмкие химические технологии» г. Волгоград, 2004, IV международной научно-технической конференции «Надёжность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» г. Волгоград, 2005.

Публикации

По теме диссертационной работы получены патенты Российской Федерации №№ 2193438 и 2243203. Опубликовано 2 статьи в центральных научно-технических изданиях, 4 тезиса докладов на научно-технических конференциях.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и приложений. Диссертация содержит 150 страниц машинописного текста, 28 рисунков 32 таблицы. Библиографический список включает 105 наименований.

Заключение диссертация на тему "Аппаратурно-технологическое оформление процесса ректификации 1,2-дихлорэтана в производстве винилхлорида"

Выводы

1. Из анализа литературных данных и технологической схемы производства винилхлорида, сбалансированного по хлористому водороду, найдены причины потерь целевых продуктов на стадии ректификации 1,2-дихлорэтана.

2. На основании выявленных причин предложен способ раздельной ректификации 1,2-дихлорэтана с применением депрессорных добавок. Обосновано применение хлорпарафина ХП-30 в качестве добавки.

3. Определён диапазон изменения числа рецикла, в котором величина кинетических коэффициентов в паровой фазе принимает наибольшее значение для условий ректификации 1,2-дихлорэтана.

4. Предложен оригинальный способ ректификации 1,2-дихлорэтана с рециклом по низкокипящему продукту в производстве винилхлорида. Разработана методика инженерного расчёта ректификационных колонн для данного способа.

5. Разработана и внедрена промышленная установка выделения целевых продуктов: 1,2-дихлорэтана, 1,1,2-трихлорэтана и смол. С августа 2004 года в ходе эксплуатации установки получен экономический эфN фект в размере 8,2 млн. руб.

6. Показана возможность применения выделенных смол в качестве компонента строительных материалов и исключением их из отходов производства.

Библиография Юрин, Павел Владимирович, диссертация по теме Процессы и аппараты химической технологии

1. Анализ литературных данных и постановка задач исследования 1.

3. Примеры аппаратурных и технологических решений по утилизации хлорорганических отходов в целевые продукты. 1.2.

4. Хлор не абсорбируется водой и уходит в атмосферу, поэтому стремятся превратить в хлористый водород весь хлор, содержащийся в отходах. Это достигается добавi лением водяного пара, повышением температуры и проведением процесса при минимальном коэффициенте расхода воздуха. [12]. Избыток воды также снижает