Введение к работе
Актуальность темы. В развитом промышленном обществе основной чертой научно-технического прогресса является переход на более интенсивный путь развития, т.е. всесторонняя интенсификация производства. В связи с этим особое значение приобретают исследования, направленные на разработку эффективных методов нефтехимических процессов, а также на создание технико-экономических методов расчета и оптимального выбора нефтехимической аппаратуры, которая должна обеспечить максимальную производительность при высоком качестве продукции.
Традиционные методы интенсификации нефтехимических процессов являются энергоемкими, и зачастую величина достигнутого эффекта не превышает затрат. В связи с этим возникает задача использования современных высоких технологий, обеспечивающих достижение требуемого результата без больших материальных и энергетических затрат.
Выделяют несколько направлений интенсификации технологических
процессов. В их числе перспективный метод акустического (волнового)
воздействия. Всесторонний анализ процессов, происходящих при
акустическом воздействии на гетерофазные среды, дает возможность разрабатывать новые конструкции технологического оборудования, обеспечивающего интенсификацию технологических процессов. При этом решаются задачи увеличения выхода и улучшения качества конечной продукции. Указанные задачи в процессе алкилирования могут решиться способом внедрения в технологическую схему аппарата, работающего с применением акустического воздействия.
В связи с вышеизложенным целью работы является разработка
усовершенствованной конструкции гидродинамического аппарата для
интенсификации процесса алкилирования с помощью акустического
воздействия.
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I
БИБЛИОТЕКА [
«"там
4 Основные задача исследований
1. Определение предпочтительного спектра частот акустического
воздействия при перемешивании фаз углеводороды - кислота.
2. Кинетические исследования влияния акустического воздействия на
процесс алкилирования.
3. Создание методики расчета гидроакустического аппарата с учетом
снижения вихреобразования потока в его роторе.
-
Выбор оптимального числа лопастей и выходного угла лопасти ротора для обеспечения высокого к.п.д. при работе гидроакустического аппарата.
-
Разработка опытно-промышленного образца гидроакустического аппарата для процесса алкилирования.
Научная новизна
1. Решена задача снижения вихревых потоков в каналах ротора
гидродинамического аппарата с помощью камеры снижения вихреобразования
Применение гидродинамического аппарата с камерой снижения
вихреобразования в процессе сернокислотного алкилирования позволяет
снизить температуру в реакторе до 9 С, при этом увеличивается выход
алкилата на 6 % и его детонационная стойкость повышается на 3 пункта по
моторному методу.
2. При исследовании акустического воздействия на полноту
перемешивания фаз «кислота - углеводороды» установлен оптимальный
спектр частот (15-22 кГц) для эмульгирования в процессе алкилирования.
3. Выявлено, что при угловой скорости ротора гидродинамического
аппарата свыше а =100ж с"1 диффузионное торможение не оказывает влияние
на общую скорость процесса алкилирования.
Основные защищаемые положения
1. Результаты исследований по изучению структуры потока в гидродинамическом аппарате и кинетических закономерностей реакции алкилирования.
2. Методика расчета конструкции гидродинамического аппарата для
приготовления тонкодисперсных эмульсий с применением технологии
волнового воздействия.
3. Результаты внедрения гидродинамического аппарата в
технологическую схему сернокислотного алкилирования.
Практическая и теоретическая ценность
А. Разработана и внедрена в процесс переработки пропилена в
синтетический глицерин (ЗАО «Каустик», г. Стерлитамак)
усовершенствованная конструкция гидродинамического аппарата с камерой
снижения вихреобразования, что позволило снизить потерю
непрореагировавшего сырья от 0,43 до 0,26 %. Экономический эффект от внедренной разработки составил 3 454 041 руб. в год.
Б. Теоретическая ценность работы заключается в исследовании и
научном обосновании применения в процессе алкилирования
гидродинамического аппарата, работающего с использованием акустических эффектов.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы за период 2003- 2005 гг. докладывались и обсуждались:
на IV конгрессе нефтегазопромышленников России
«Нефтепереработка и нефтехимия- 2003» (Уфа, 2003);
научной молодежной конференции «Под знаком «Сигма» (Омск,
2003);
Всероссийской научно-практической конференции
«Технологическое обеспечение качества машин и приборов»
(Пенза, 2004);
Международной научно-технической конференции «Актуальные
проблемы технических, естественных и гуманитарных наук»
(Уфа, 2005);
6
VI конгрессе нефтегазопромьппленников России
«Нефтегазопереработка и нефтехимия - 2005» (Уфа, 2005). Публикации
Основные результаты диссертационной работы изложены в 8 печатных трудах, в том числе 2 статьях, тезисах 6 докладов. Объем и структура диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и выводов.
Работа изложена на 117 страницах машинописного текста, содержит 38
рисунков, 9 таблиц, список литературы из 98 наименований,
приложения.
