Рассчет установки получения неонола марки АФ 9-15 оксиэтилированием алкиллфенолов окисью этилена мощностью 20 тысяч тонн в год

1. Тема: «Рассчитать и спроектировать установку получения неонола марки АФ 9-15 оксиэтилированием алкиллфенолов окисью этилена

мощностью 20 тысяч тонн в год»
Выполнила: Ахсанова А.И.
Руководитель: Новожилова А.И.

2. Применение

НЕОНОЛЫ
Для производства
моющих средств
Как компонент в
составе смазочноохлаждающих
жидкостях
Для
интенсификации
добычи нефти
В текстильной,
целлюлознобумажной
промышленности
2

3. Сведения об отечественных и зарубежных производителях

Компания
ПАО Нижнекамскнежтехим
Компания
Общая характеристика
производства
Оксиэтирование алкилфенолов.
Сырье: алкилфенол, окись
этилена. Экспорт. Мощность
установки-260 000 т/год.
Город
Нижнекамск
Страна, город
Общая
Компания
характеристика
производства
DuPont
США, Wilmington
Мощность установки DuPont
120 000 т/год.
Shandong jincheng
Petrochemical
Китай, Shandong
Мощность установки Shandong jincheng
Petrochemical
70000 т/год
Henkel
Германия, Dusseldorf
Мощность установки Henkel
13 000 т/год.
3

4. Сравнительная характеристика методов производства

Основные характеристики процесса
Способ получения
НПАВ
(неионогенный)
ПАВ
(ионогенный)
Получение
оксиэтилированных
алкилфенолов
(неонолов) осуществляется присоединением окиси этилена
к алкилфенолам на основе тримеров пропилена, в
реакторах периодического действия при температуре 140190оС и давлении 0,15-0,7 МПа (1,5-7,0 кгс/см2). В качестве
катализатора используется едкий натр, предварительно
растворенный в алкилфенолах.
При полимеризации окиси этилена при температуре 120°С в
присутствии едкого калия в качестве катализатора были
получены первые продукты с длинной полигликолевой
цепью, так называемые карбоваксы. После получения
гликолей, карбовакса и этаноламинов начали выпускать
продукты
присоединения
окиси
этилена
к
низкомолекулярным соединениям, таким как глицерин,
фенолы, сорбит и др.
4

5. Химизм процесса

Целевая реакция
С9Н19 - С6Н4ОН + 4С2Н4О→С9Н19- С6Н4 -О- (С2Н4О)15Н
Побочные продукты
Образование моноэтиленгликоля
H
H
H
H- C - C-H
O
+ H 2O
H
H- C - C-H
Образование диэтиленгликоля
H
H
H
H- C - C -H +Н -С- С- Н
O
OH OH
H
OH OH
H
H
H
H
H- C- C-O -C -C -H
OH H
OH H
Сведения о выбранной технологии
Оптимальные технологические показатели
процесса
Достигаемые показатели процесса
-температура реакции: 120-190 0С;
- селективность – 98 %.
- давление процесса 0,15 - 0,7 МПа;
- выход неонола АФ 9-15 – 98 %;
- катализатор – NaOH;
- конверсия – 99 %
- время работы катализатра до окончания
реакции (гомогенный)
5

6. Требования к сырью, вспомогательным материалам и продуктам реакции

Наименование сырья
Моноалкилфенолы на
основе тримеров
пропилена С15Н23ОН
Этилена окись
Неонол АФ 9-15
Номер ГОСТа, ТУ,
Показатели качества обязательные
Норма (по ГОСТу, ОСТу, Назначение, область
стандарта
для проверки
стандарту предприятия)
применения
предприятия
ТУ
1 Внешний вид
Маслянистая
Сырье для
38.602-09-20-91
прозрачная
производства
2 Цветность, единицы йодной шкалы,
жидкость
неонолов
не более
10
3 Массовая доля моноалкилфенолов,
%, не менее
98,0
4 Массовая доля диалкилфенолов, %,
не более
1,0
Применяется для
ГОСТ 7568-88 1 Массовая доля этилена окиси, %, не
99,9
производства
менее
продуктов на
основе окиси
этилена; сырье для
производства
неонолов
ТУ 2483-07705766801-98
1.Внешний вид при 25 °С
2.Температура помутнения водного
раствора НПАВ концентрацией 10
г/дм3, °С АФ9-15
3. Массовая доля присоединенной
окиси этилена, % АФ9-15
Натр едкий технический
NaOH (раствор)
ГОСТ 2263-79
с изменениями
№1 и № 2
1. Внешний вид
2. Массовая доля гидроксида натрия,
%, не менее
3. Массовая доля железа в пересчете
на Fе2О3, %, не более
Прозрачная
маслянистая жидкость
от бесцветного до
желтоватого цвета
86±3
70,0±1,0
Являются
высокоэффективны
ми неионогенными
поверхностноактивными
веществами.
Бесцветная или слабо
окрашенная жидкость
42
Щелочной
катализатор
применяется для
процесса
оксиэтилирования
0,0015
6

7. Основные стадии и технологические операции

Подготовка сырья
• Подготовка сырья проводится на узле катализирования моноалкилфенолов, суть этой операция
сводится к следующему: в смеситель центробежным насосом подается моноалкилфенол, туда
же дозировочным насосом подается раствор щелочи, получаемый моноалкилфенола с
щелочью содержит 0,1-0,5 % масс. щелочи.
Химическое превращение
• Реакцию оксиэтилирования проводят в паровой фазе, в реакторах периодического действия,
таким образом, обеспечивается высокая конверсия и селективность.
Выделение целевого продукта
● Выделение целевого продукта происходит на узле деаэрации оксиэтилированных
алкилфенолов, где происходит очистка реакционной смеси от присутствующих в ней
нежелательных газовых примесей воды и органической фазы.
7

8. Технологическая схема

2
2к
28
29
30
31
33
2-8
4-3
11-5
2
29
29
31
28
2к
32
АТМ.
2
30
2
2
С-1
1-5
2к
2-5
3-5
5-3
Т-1
TE
11-1
30
LT
17-1
29
32
15-3
LT
16-1
29
28
32
32
17-5
28
32
2к
2
2к
30
14-3
LT
7-1
32
2
TE
9-1
32
32
Перечень технологических потоков
32
Р-1
LT
6-1
11-3
Обозначение
13-3
TE
8-1
2
2к
32
32
2
2к
2
Н-1 Б
Н-1 A
28
29
30
31
32
10-3
в SR-705
в
32
32
ТР-1 Б
Приборы и
аппаратура
по месту
Панель
барьеров
искро- безопасности
Измерительные
преобразователи
P,F.
12
4
5
FY
1-4
PY
2-4
PY
2-7
SY
1-6
9
7
8
8 14 13
15
9
10
11
17
12
20
13
14
15
18
21
16
17
TY
11-4
NS
12-2
18
19
19
22
24
20
16
23
21
22
23
FТ
3-1
PY
2-2
FY
1-3
6
SQ
SY
2-9
PY
2-3
PY
2-6
24
PТ
18-1
SQ
FY
3-2
1,5 МПа
3
3
PТ
2-1
SQ
FY
1-2
10
2580мм
2
FТ
1-1
Искробезопасные
электро-пневмо
позиционеры
Барьеры и/б
входные
Барьеры и/б
выходные
7
210 C
6
1
220 C
11
2080мм
4
3196 кг/ч
2
1,5 МПа
1
28000 т/г
5
2580мм
ТР-1 А
Наименование
технологических потоков
Пар
Конденсат пара
Окись этилена
Азот
Технологические сдувки
Моноалкилфенол
Реакционная масса
FY
3-4
NS
4-2
SY
3-6
SQ
NS
5-2
SY
4-4
FY
3-3
NS
4-1
SQ
SY
5-4
NS
5-1
NS
10-2
LY
6-2
LY
7-2
ТY
8-2
ТY
9-2
SQ
SY
10-4
NS
10-1
ТY
11-2
SQ
NS
13-2
SY
12-4
TY
11-3
NS
12-1
SQ
NS
14-2
SY
13-4
NS
13-1
SQ
NS
15-2
SY
14-4
NS
14-1
SY
15-4
NS
15-1
LY
17-4
SQ
LY
16-2
LY
17-2
PY
18-2
LY
17-3
Блок питания на 24 V
Система управления RS-3
Модуль ввода аналоговый
Модуль вывода аналоговый
Модуль ввода дискретный
Модуль вывода дискретный
Процессорный
блок
СУ
ПАЗ
Сигнализация
8

9. Реактор

300
1,2
850
Г
ГОСТ 5264-800Н1-
Г
4
5
Е2
А К В Г Д
Е1
А-А
(1:10)
525
525
ОСТ 26-18-2-86-У12
1800
Л1
Расчетное давление
Рабочее давление
1,6 МПа
0,15-0,7 МПа
Расчетная температура
250 °С
А
Рецикл продукта
85
Рабочая температура
120-190 °С
Б
Выход продукта
270 2,5
Фланцы
шип-паз
нержавеющая
сталь
26,8 м3
В
Вакуумная линия
100 2,5
Г
Вход продукта
100 2,5
Д
Уравнительная линия
100 2,5
Материал аппарата
Объем аппарата
Внутренний диаметр
аппарата
Среда аппарата
БЖ
2600 мм
агрессивная,
коррозионностойкая
Д у, Р ,у
мм МПа
Наименование
2,5
Е1,2 Вход продукта
235 2,5
Ж
Дренаж
28
2,5
К
Для ППК
55
2,5
Л1,2 Люк
500 2,5
9

10. Основные опасности и вредности производства

Наименование сырья,
полуфабрикатов и
готовой продукции
Алкилфенол
Окись этилена
ПДК рабочей
зоны, мг/м3
93
1
Класс опасности
Вид воздействия на человека
4
2
Неонолы АФ9-15
-
4
Натр едкий технический
NaOH
0,5
2
Не обладают алергенными свойствами, но при попадании на
кожные покровы
вызывают раздражение
Оказывает наркотическое действие, вдыхание окиси этилена в
концентрациях, превышающих ПДК, может привести к острому
отравлению и хронической интоксикации. Окись этилена
оказывает раздражающее действие при попадании на кожные
покровы, слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз.
Имеют сильно выраженное местное раздражающее действие на
органы зрения, вызывают кератоконьюктивит с последующим
образованием бельма роговицы. Продукты не раздражают
кожные покровы при однократном контакте, при многократном –
возможно развитие контактного дерматита.
Едкое вещество, при попадании на кожу вызывает химические
ожоги, а при длительном воздействии может вызвать язвы и
экземы. Сильно действует на слизистые оболочки. Опасно
попадание в глаза.
9

11. Отходы производства

Наименование
отходов
Моноэтиленгликолевый
раствор
абсорбента
Агрегатное
состояние
Количество
тонн в год
Периодичность
образования
Места
накопления
Условие
утилизации
Жидкость
930
периодически
заглубленная
емкость SR806
На
переработку в
цех №6710
Твердые отходы
Наименование
твердых отходов
Малогабаритный
металлолом
Промасленная
ветошь
Установленная
норма твердых
отходов
Количество
тонн в год
Периодичность
Место сброса
не нормируется
не нормируется
по мере
образования
Контейнер
не нормируется
4
1 раз в неделю
Закрытая тара из
негорюч. мат-ла
Количество тонн в год
Периодичность
Место сброса
362
1 раз в трое суток по
2м3
Колодец ХЗК
не нормируется
Периодически
Колодец ХЗК
Сточные воды
Наименование
источника выброса
Химзагрязненная вода
Условно-чистые стоки
при браковке
конденсата
Установленная норма
сточных вод
ХПК-не более 100
мгО2/дм3 РН-6,5-8,5
ХПК-не более 50 мг
О2/дм3 РН-6,5-8,5
нефтепродукты-не
более 0,3 мг/дм3
11

12. Технико-экономические показатели производства

Наименование показателей
1.
Ед. изм
Проектируемое производство
т
20000
руб.
792000000
руб.
197621996,3
Годовой выпуск продукции:
В натуральных единицах
В стоимостном выражении
2.
Капитальные затраты
3.
Удельные капитальные вложения
руб./т
9881,10
4.
Численность, работающих, всего
чел.
51
В том числе рабочих
чел.
41
одного работающего
т/чел
392,16
одного рабочего
т/чел
487,80
одного работающего
руб
529254,15
одного рабочего
руб
415695,44
руб./т
руб./т
35709
39600
руб.
77820000,00
год
%
2,54
10,90
руб/руб
4,01
5.
6.
7.
Производительность труда
Среднегодовая заработная плата:
Полная себестоимость единицы продукции
8.
Оптовая цена единицы продукции
9.
Прибыль
10.
Срок окупаемости капитальных вложений
11.
Рентабельность продукции
12.
Фондоотдача
12

13. Выводы

В данном проекте рассчитана и спроектирована установка получения
неонолов АФ 9-15 оксиэтилированием алкилфенолов окисью этилена мощностью
20000 тонн в год
В ходе дипломного проектирования произведены технологические расчеты,
произведено моделирование технологического узла, механический расчет
основного аппарата и тепловой расчет реактора, дано описание устройства и
принципа действия основного аппарата, приведен физико – химический контроль
производства.
В производство внедрена система управления технологическими процессами
RS-3.
Были разработаны меры по обеспечению безопасности технологического
процесса
Экономическая часть дипломного проекта подтверждает эффективность
проектируемого производства из которой следует, что потребуется 197621996,3
руб. капитальных вложений, при уровне рентабельности продукции 10,90%
годовая сумма прибыли составит 77820000,00 руб., а капитальные вложения
окупятся за 2,54 года
Строительство данного объекта технически возможно и экономически
целесообразно
13

14.

Спасибо за внимание
14