автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Повышение эффективности стадии водной дегазации в производстве синтетических каучуков методом растворной полимеризации

Введение.

Глава 1. Аппаратурное оформление, методики расчета и анализ процесса водной дегазации.

1.1. Аппаратурное оформление процесса водной дегазации.

1.1.1. Обзор существующих способов крошкообразования.

1.1.2. Обзор существующих способов дегазации СК.

1.2. Методы расчета процесса дегазации.

1.2.1. Расчет теоретического расхода пара.л.

1.2.2. Равновесные соотношения.

1.2.3. Кинетика отгонки растворителя.

1.2.4. Математическое моделирование.

Выводы.

Глава 2. Системный анализ.

2.1. Иерархия структуры физико-химических явлений в процессах водной дегазации СК.

2.2. Анализ кинетики процесса водной дегазации.

Выводы.л.

Глава 3. Моделирование процесса водной дегазации и разработка универсальной технологической схемы.

3.1. Описание существующей технологической схемы.

3.2. Аппаратурное оформление процесса водной дегазации.

3.2.1. Особенности процесса водной дегазации синтетических каучуков.

3.2.2. Аппаратурное оформление первого периода отгонки растворителя.

3.2.3. Вывод парогазовой смеси на конденсацию.

3.2.4. Аппаратурное оформление второго периода отгонки растворителя.

3.3. Математическое моделирование процесса.

3.3.1. Прямоточная модель.

3.3.2. Проверка адекватности модели.

3.3.3. Влияние параметров на процесс водной дегазации.

3.3.4. Влияние сброса давления на процесс отгонки растворителя.

3.3.5. Противоточная модель процесса водной дегазации.

3.4. Универсальная технологическая схема.

Выводы.

Глава 4. Предлагаемое техническое решение.'.

4.1. Установка диска.

4.2. Реконструкция существующей линии дегазации СК.

4.3. Расчет предлагаемой реконструкции.

Выводы.

В связи с экономической ситуацией, сложившейся в настоящее время, и в условиях свободного рынка при изменяющемся спросе и предложении на химическую продукцию и сырье, многие промышленные тепломассообменные установки работают с переменной нагрузкой. В процессе водной дегазации синтетического каучука смена нагрузки приводит к изменению гидродинамической обстановки в узлах технологической линии, что приводит к снижению качества получаемого продукта, а также к увеличению удельных энергетических затрат, связанных с расходом водяного пара.

Исходя из задач снижения энергоемкости производства и увеличения качества получаемого синтетического каучука актуальным является анализ работы существующих аппаратов с целью разработки аппаратурного оформления процесса и синтеза новых технологических схем. При этом существует два пути:

1) разработка принципиально нового эффективного аппаратурного оформления на основе системного анализа процесса, анализа кинетики и т.п.;

2) разработка путей модернизации существующего аппаратурного оформления с целью повышения его эффективности.

Как правило, в настоящее время идут по второму пути, так как это требует меньших капитальных затрат.

Целью данной работы являются:

Моделирование и разработка новых технологических схем и вариантов реконструкции существующих аппаратов процесса водной дегазации синтетических каучуков. r

Выводы

Представленная в третьей главе универсальная технологическая схема была трансформирована в вариант модернизации существующей технологической линии, которая включает в себя все достигнутые результаты по интенсификации процессов дегазации и крошкообразования. Предложенная реконструкция позволит получить синтетический каучук с минимальными затратами, связанными с расходом водяного пара. Новизна полученной модернизированной технологической линии подтверждена патентом Российской Федерации на полезную модель.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведенный системный анализ технологии выделения каучука из раствора полимера и дегазации крошки СК показал, что технология характеризуется сложным комплексом физико-химических явления, происходящих в многокомпонентной многофазной полидисперсной системе.

2. Модернизирована известная математическая модель, которая позволила исследовать процесс водной дегазации, определить влияние различных параметров на степень дегазации и выявить особенности протеканйя процесса.

3. На основе системного анализа, патентного поиска технических решений по технологии и аппаратурному оформлению процессов, а также численного эксперимента синтезирована универсальная технологическая схема процесса водной дегазации синтетических каучуков растворной полимеризации.

4. Разработана новая конструкция перемешивающего устройства, которая обеспечивает равномерное распределение дисперсных фаз в объеме аппарата, гидродинамически секционирует аппарат, увеличивая число ячеек идеального перемешивания с обеспечением неналипаемости на нее крошки каучука.

5. Разработан пакет рабочей конструкторской документации по модернизации существующей технологической линии дегазации синтетических каучуков в цехе №1509 завода СК ОАО «Нижнекамскнефтехим», который принят к внедрению.

6. Технология и аппаратурное оформление универсальной технологической установки дегазации каучуков растворной полимеризации защищены пятью патентами Российской Федерации на полезные модели.

1. В.О. Рейхсфельд, B.C. Шеин, В.И. Ермаков. Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и синтетического каучука. JL: Химия, 1985. 264 с.

2. Шеин B.C., Ермаков В.И. Выделение синтетических каучуков. М.: Химия, 1977.- 152 с.

3. Ермаков В.И., Шеин B.C., Рейхсфельд В.О. Инженерные методы расчета процессов получения и переработки эластомеров. Л.: Химия, 1982.-334 с.

4. Мамедов У.А., Басиев И.М. Исследование эффективности турбинных мешалок для перемешивания углеводородных растворов полимеров // Промышленность СК. М.: ЦНИИТЭ Нефтехим, 1966. №3. - С. 49-51.

5. Баженов В.Д., Белоусов Н.С., Глозман В.И., Минаев В.Г., Новоченко J1.C., Ривин Э.М., Шеин B.C. Сопоставление эффективности различных конструкций дегазаторов в производстве полибутадиена // Промышленность СК. М.: ЦНИИТЭ Нефтехим, 1971. №5. - С. 8-11.

6. Байзенбергер Дж. А., Себастиан Д.Х. Инженерные проблемы синтеза полимеров. М.: Химия, 1988. 688 с.

7. Патент ФРГ №1015603, 1961.

8. Патент США №2953555, 1960.

9. Патент ФРГ №1126308, 1962.

10. Патент ФРГ №1111154, 1962.

11. Патент Англия №939481, 1963.

12. Патент Франция № 1320470, 1963.

13. Патент ФРГ №1133131, 1963.

14. Патент ФРГ №1165276, 1964.

15. Патент ФРГ №1187016, 1964.

16. Патент ФРГ № 1160620, 1963.

17. Патент Франция № 1443 769, 1965.18