Введение к работе
Актуальность работы. На сегодняшний день индустрия этанолами-нов (ЭА) занимает значительный сегмент мирового химического комплекса. Основные мощности по производству этаноламинов созданы в США и Западной Европе. Общий мировой объем выпуска этаноламинов составляет около 1000 тыс.тонн/год, в том числе в России 40 тыс.тонн/год.
Основными направлениями применения этаноламинов являются очистка природных и технологических газов от кислых примесей в нефтегазовой и азотной промышленности. Кроме того, их используют в качестве растворителей и ПАВ, в производстве этилендиамина и гербицидов, в текстильной промышленности, при производстве цементов для интенсификации помола. При этом наибольшим спросом пользуются моноэтаноламин (МЭА) и диэтаноламин (ДЭА), применяемые для очистки газов.
Действующие в настоящее время в России и за рубежом промышленные технологии основаны на процессе оксиэтилирования аммиака с использованием воды в качестве катализатора и, как правило, производят смеси моно-, ди-, и триэтаноламина примерно в равном соотношении. Однако, в последние годы спрос на триэтаноламин (ТЭА) очень невелик, а известные способы не позволяют рационально менять технологические режимы в направлении получения моно- или диэтаноламина. Использование воды приводит к значительным энергетическим затратам на стадии выделения целевых продуктов и обуславливает протекание побочных реакций оксида этилена с водой с образованием гликолей. Одним из путей снижения удельной энергоемкости производства этаноламинов и повышения качества продукции является применение безводных технологий синтеза, где в качестве катализатора вместо воды используются собственно этаноламины. Отсутствие энергетически эффективных технологий синтеза для получения преимущественно моно- и/или диэтаноламина и определяет актуальность работы.
Цель работы заключалась в создании новой энергосберегающей технологии синтеза этаноламинов, обеспечивающей возможность варьирования соотношения товарных продуктов в зависимости от спроса и по качеству не уступающим лучшим зарубежным образцам.
Научная новизна. Впервые показано, что при отсутствии воды и концентрации этаноламинов более 10% масс, достаточно точное описание процесса синтеза этаноламинов возможно без учета автокатализа моделью последовательно-параллельных реакций второго порядка. Изучена формальная кинетика процесса оксиэтилирования аммиака, катализируемого продуктами реакции. Определены эффективные константы скорости и энергии активации реакций.
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ} БИБЛИОТЕКА }
Обоснован выбор реакторного узла и его аппаратурно-технологического оформления в виде каскада реакторов смешения и вытеснения с рециркуляцией аммиака и моноэтаноламина (МЭА).
Разработана математическая модель реакторного узла, проведено математическое моделирование процесса синтеза, рассчитаны технологические режимы, обеспечивающие гибкость производства по соотношению выпускаемых продуктов МЭА, ДЭА, ТЭА.
Разработан метод расчета процесса синтеза этаноламинов, который позволяет определить конструктивные и технологические параметры реакторного узла.
Практическая ценность.
Разработана и внедрена в промышленность новая энергосберегающая технология синтеза этаноламинов из оксида этилена (ОЭ) и аммиака, имеющая следующие преимущества:
безводный низкотемпературный синтез, снижающий энергоемкость производства и обеспечивающий высокое качество товарной продукции;
аппаратурно-технологическое оформление, позволяющее осуществлять катализ продуктами реакции и обеспечивающее тепловую устойчивость синтеза и безопасность процесса, а также возможность варьирования соотношения МЭА, ДЭА и ТЭА в широком интервале в соответствии с конъюнктурой рынка.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на научно-техническом совете ОАО «Синтез» в г. Дзержинске (1999г.), на научно-промышленном семинаре «Современные способы очистки газов от сероводорода и углекислоты» (г. Дзержинск, 2001г.) и на III международном форуме «Топливно-энергетический комплекс России: региональные аспекты» (г. Санкт-Петербург, 2003 г.).
Реализация результатов работы. На основе материалов диссертационной работы разработаны «Исходные данные для проектирования производства этаноламинов мощностью 10 тыс. т/год», выполнен проект и создано производство на ОАО «Синтез» (г.Дзержинск Нижегородской обл.). Продукция этого производства конкурентноспособна по цене и качеству в условиях рыночной экономики.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 4 патента и тезисы одного доклада.
Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 116 страницах и содержит 7 таблиц, 27 рисунков, список литературы из 80 наименований и 2 приложения.
![СИНТЕЗ (4-ФТОРБЕНЗИЛ)[R-(1H-ТЕТРАЗОЛ-1-ИЛ)ФЕНИЛ]АМИНОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ](/i/i/5406/570610.png "СИНТЕЗ (4-ФТОРБЕНЗИЛ)[R-(1H-ТЕТРАЗОЛ-1-ИЛ)ФЕНИЛ]АМИНОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ Павлов Антон Викторович")
