Пути усовершенствования установки получения товарного ацетона Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 661.727.4

Р. В. Хилинский, Р. Р. Мусин ПУТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УСТАНОВКИ ПОЛУЧЕНИЯ ТОВАРНОГО АЦЕТОНА

Ключевые слова: ацетон, ректификация.

Предложенные пути усовершенствования установки получения товарного ацетона: установка нерегулярной насадки «Инжехим - 2000» в колонны выделения альдегидной фракции и выделения товарного ацетона, внедрение ультразвукового оборудования АПУ «Акустик - Т» для предотвращения образования и отложения солей на стенках теплообменного оборудования. Осуществлен расчет материального баланса в среде Нузуз, спроектирована технологическая схема с использованием программы AutocadPlant 3D,проведено технико-экономическое обоснование проекта.

Keywords: acetone, rectification.

The proposed ways to improve the unit for production of commercial acetone: irregular installation tips "Inzhekhim -2000" in the column selection and separation of the aldehyde fraction of commercial acetone, introduction of ultrasonic equipment AAP "Acoustics - T" to prevent the formation and salt deposits on the walls of the heat exchange equipment. Implemented calculation of material balance in the medium Hysys, designed flowsheet using Autocad Plant 3D software, conducted a feasibility study of the project.

Основным направлением использования ацетона в промышленности является применение его в качестве растворителя. Существует несколько способов получения ацетона, но одним из самых уникальных процессов является кумольный метод, который разработали наши советские ученые. Широкое распространение он получил благодаря тому, что из одного исходного вещества получают два целевых продукта (фенол и ацетон), каждый из нихсамостоятельно находит применение в промышленности, к тому же, совместно они приводят к получению бисфенола-А, и на его основе к производству поликарбонатов [1].

В качестве объектаисследования, рассмотрена установка выделения товарногоацетона на действующем производстве. Процесс

осуществляется последовательно в трех ректификационных колоннах. В первой колонне проходит разделение реакционной массы разложения на ацетон-сырец и фенол-сырец, во второй ректификационной колонне ацетон-сырец отделяется от альдегидной фракции, в третьей колонне осуществляется выделение товарного ацетона.

Основными недостатками действующей технологии являются:

— Использование устаревших и малоэффективных контактных устройств.

— Образование и отложение солей фенолята натрия на поверхности теплообменного оборудования.

Для модернизации установки предлагаются следующие изменения в действующей технологии выделения товарного ацетона:

• Установка нерегулярной насадки «Инжехим-2000» в колонны выделения альдегидной фракции и выделения товарного ацетона.

• Внедрение ультразвукового оборудования АПУ «Акустик-Т» для предотвращения образования и отложения солей на стенках теплообменников.

Насадка «Инжехим-2000» имеет хорошее значение удельного свободного объема (Есв), удельной поверхности (Ау), а также обладает

в соки и показателя и гидравлического сопротивления, потери напора (ДЬ), пропускной способности (П.с.) и эффективностипри низкой стоимости, высокой прочности и простоты ее монтажа.

Одним из «проблемных мест» установки является образование солей фенолята натрия, на стенках теплообменного оборудования,

чтоприводит к уменьшению срока работы теплообменного оборудования, неэффективности теплообмена, увеличению расхода водяного пара. Для решения данной проблемы была выбрана ультразвуковая технология, которая позволяет обеспечить безнакипный режим работы теплообменников в течение длительного времени, не требует вмешательства в работу теплообменников и потребляет незначительное количество электроэнергии. Ультразвуковое устройство АПУ «Акустик-Т», путем сварки закрепляется к трубным решеткам кожухотрубчатых теплообменных аппаратов. Принцип действия АПУ заключается в том, что ультразвуковые колебания препятствуют оседанию на теплообменной поверхности образующихся кристаллов солей жесткости. При воздействии ультразвука достаточной интенсивности на воду, происходит дробление кристаллов солей, что не позволяет им достичь размеров, необходимых для образования осадка. В результате этого тепловое оборудование работает без потерь производительности и роста перепада давления, вызванных образованием накипи. А если на теплообменной поверхности уже был слой накипи, то ультразвук разрушает его, что сопровождается отслоением и откалыванием кусочков накипи [2].

В работе были проведены расчеты материального баланса действующей установки и установки с учетом предлагаемых новых технологических решений в среде Hysys. Разработана Р&ГО - схема установки выделения товарного ацетона в программе AutocadPlant 3D (рис. 1,2). Анализ расчетов свидетельствует об уменьшении содержания воды в товарном ацетоне

(с 0,2% мас. до 0,1% мас.), высоты ректификационной колонны. Проведенное технико-экономическое обоснование свидетельствует об уменьшении капитальных затрат на 1,1% и затрат на

Рис. 1 - P&ID — схема выделения товарного ацетона

разложение и ректификацию 1 тонны продукта на 1,7%.

Рис. 2 — Продолжение P&ID — схемы выделения ацетона

Литература

1. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза: Учебн. Пособие для вузов/В.С. Тимофеев, Л.А. Серафимов. - 2-е изд.,перераб.-М.: Высш. шк., 2003.-536с.: ил.

2. Принцип работы Акустик-Т [Электронный ресурс] //Koltso-energo.URL:http://beznakipi.com/ru/acoustic-t/howitworks (дата обращения: 07.05.2016)

© Р. В. Хилинский — студент-магистр гр. 414-МП1 каф. технологии основного органического и нефтехимического синтеза КНИТУ; Р. Р. Мусин - к.х.н., доцент каф. технологии основного органического и нефтехимического синтеза КНИТУ, olga_sladov@mail.ru.

© R. V. Hilinskiy - master's - student group 414 - MP1 cafes. Technology of basic organic and petrochemical synthesis KNRTU; R. R. Musin - Ph. D., docent of department technology of basic organic and petrochemical synthesis KNRTU, olga_sladov@mail.ru.