Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология продуктов органического синтеза

Диссертационная работа:

Лаврентьев Иван Анатольевич. Промышленные технологии получения метилдиэтаноламина и эфиров метилового спирта - абсорбентов нового поколения для очистки природных и технологических газов от кислых примесей : Дис. ... канд. техн. наук : 05.17.04 : Санкт-Петербург, 2004 146 c. РГБ ОД, 61:04-5/2989

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.

  1. Введение 6

  2. Аналитический обзор 9

  1. Алкилэтаноламины и оксиэтилированные спирты как абсорбенты для аминной очистки газов. Научно-технические аспекты выбора абсорбента 11

  2. Кинетика взаимодействия оксида этилена с алкиламинами. Промышленные способы получения метилдиэтаноламина 20

  3. Получение оксиэтилированнных органических гидроксилсо-держащих соединений 32

3 Обоснование выбора технологических решений для произ
водства метилдиэтаноламина и эфиров метилового спир
та 37

  1. Выбор технологических решений для производства метилдиэтаноламина 37

  2. Выбор технологических решений для производства эфиров метилового спирта 45

4 Изучение кинетики получения метилдиэтаноламина из оксида
этилена и метиламина. Разработка математической модели
синтеза 47

  1. Экспериментальное изучение реакции получения метилдиэтаноламина в лабораторных условиях 47

  2. Разработка математического описания получения метилдиэтаноламина из оксида этилена и метиламина 49

5 Технологическая схема производства метилдиэтаноламина из
оксида этилена и метиламина 69

  1. Описание принципиальной технологической схемы 69

  2. Выбор режима работы узла синтеза 74

  3. Выбор аппаратуры для узла синтеза метилдиэтаноламина 75

  4. Реализация предложенной технологической схемы синтеза метилдиэтаноламина в промышленности 75

6. Изучение кинетики получения эфиров метилового спирта из
оксида этилена и метанола, разработка математической моде
ли синтеза 79

  1. Реакция взаимодействия метанола и оксида этилена. Выбор катализатора 79

  2. Изучение кинетики взаимодействия оксида этилена и метанола в лабораторных условиях 82

  1. Методика эксперимента 82

  2. Изучение влияния соотношения реагентов, температуры реакции, концентрации катализатора на селективность процесса 84

  3. Изучение влияния температуры и концентрации катализатора

на скорость процесса 89

  1. Математическое моделирование процесса взаимодействия оксида этилена и метанола 91

  2. Разработка реакторного узла для проведения оксиэтилирова-ния метанола. Опытная проверка технологических решений

на лабораторной установке 98

7 Технологическая схема производства эфиров метилового

спирта из оксида этилена и метанола 114

  1. Описание принципиальной технологической схемы 114

  2. Выбор режима работы узла синтеза 120

  3. Выбор аппаратуры для узла синтеза эфиров метилового спир-

/

7.4 Реализация предложенной технологической схемы синтеза

метоксигликолей в промышленности 121

8 Внедрение метилдиэтаноламина и эфиров метилового спирта
в промышленность в качестве абсорбентов для очистки при
родных и технологических газов от кислых примесей 124

8.1 Внедрение метилдиэтаноламина и эфиров метилового спирта

в газовой промышленности, на предприятиях ОАО «Газпром» 125

  1. Внедрение метилдиэтаноламина в нефтеперерабатывающей промышленности, на ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез» 127

  2. Внедрение (метилдиэтаноламина на предприятиях азотной промышленности 129

  1. Выводы.... ;..,.': 132

  2. Список литературы 135

  3. Приложения

Введение к работе:

Крупнейшие отрасли промышленности: газовая, нефтеперерабатывающая, азотная, металлургическая и другие, используют абсорбционные процессы для очистки газовых потоков от вредных примесей. Основными примесями природного и технологических газов, которые извлекаются из них, являются сероводород, углекислый газ, также удаляются меркаптаны, сероокись углерода, сероуглерод. Перечисленные соединения представляют собой ядовитые соединения, они вызывают коррозию оборудования, отравляют катализаторы в различных химических процессах переработки газа. Сернистые соединения при сгорании образуют диоксид серы. Основной метод получения углекислого газа основан на его абсорбции из синтез-газа при производстве аммиака и из газов при сжигании углеводородного сырья.

В 1997 году на международном саммите под эгидой ООН был подписан Киотский протокол. Подписавшие его страны (их 121, в том числе и Россия) взяли на себя обязательства к 2012 году сократить выбросы углекислого и других вредных, с точки зрения экологии, газов в атмосферу в среднем на 5,2%, исходя из объемов 1990 года. На сегодняшний день Россия выбрасывает в атмосферу около 17% этих, так называемых, «парниковых» газов от мирового объема загрязнения.

Одним из старейших и наиболее широко используемых в мировой практике способов удаления сероводорода, углекислого газа и других примесей из природного и технологических газов, является процесс абсорбции газов водными растворами аминов. Процесс очистки растворами аминов основан на химическом взаимодействии H2S и СОг с активной составляющей абсорбента. Наибольшее распространение получили абсорбенты на основе этаноламинов: моноэтаноламина и диэтаноламина. В последнее время все большее применение находят абсорбенты на основе метилдиэтаноламина, которые обладают серьезными преимуществами перед абсорбентами на основе моно- и диэтано-

ламинов, а также смешанные абсорбенты, имеющие в своем составе, кроме химического компонента метилдиэтаноламина, компоненты физического действия, которые извлекают целевые компоненты из газов за счет растворимости.

В условиях включения России в рамки мирового рынка особые требования предъявляются к технологиям, которые лежат в основе промышленных процессов производства отечественных сорбентов.

Технологии должны обеспечивать возможность производства конкурентоспособной продукции, как по качеству, так и по цене. Уровень технологии определяет эффективность производства, поэтому при реализации отечественного промышленного процесса особое внимание было уделено технологическим решениям, обеспечивающим снижение как текущих затрат при производстве продукции: минимизация расхода сырья, энергетики, так и снижению инвестиций при строительстве: компактность технологической схемы, снижение металлоемкости.

Крупнейшие производители этаноламинов за рубежом «BASF», «Dow Chemical Company», «Union Carbide» в 80-5-90-ые годы начали предлагать на российский рынок (в первую очередь основному потребителю ОАО «Газпром») новые сорбенты: метилдиэтаноламин и сорбенты смешанного действия на основе метилдиэтаноламина под торговыми марками «aMDEA», «GAS-SPEC», «UCARSOL».

Проведенные испытания показали ряд преимуществ новых сорбентов, что позволило сформировать объем потребности предприятий ОАО «Газпром» в метилдиэтаноламине и смешанных сорбентах. Основными компонентами смешанных сорбентов являются метилдиэтаноламин и эфиры метилового спирта с, преимущественно, тремя присоединенными молекулами оксида этилена к спирту.

Исходя из выше перечисленного, в начале 90-х годов сформировался внутренний спрос на метилдиэтаноламин и эфиры метилового спирта в размере около 10 тыс. тонн в год и 3 тыс. тонн в год, соответственно. Отечественных

крупнотоннажных производств этих продуктов не существовало, что и явилось причиной проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию технологий синтеза метилдиэтаноламина и эфиров метилового спирта.

Таким образом, целью настоящей является разработка промышленных технологий получения метилдиэтаноламина и эфиров метилового спирта - основных компонентов новых, перспективных абсорбентов для очистки природных и технологических газов от кислых примесей, в первую очередь, сероводорода и углекислоты.

Поставленная цель в работе достигается путем:

обобщения и критического анализа материалов по технологиям синтеза алкилэтаноламинов и оксиэтилированию органических гидроксилсодер-жащих соединений, имеющихся в литературе;

изучения кинетических закономерностей реагирования оксида этилена с метиламином, для синтеза метилдиэтаноламина, и с метанолом, для получения эфиров метилового спирта, в лабораторных условиях;

разработки, на основании полученных данных математических моделей процессов;

проверки адекватности математических моделей на лабораторных и пилотных установках;

разработки реакторных узлов синтеза метилдиэтаноламина и эфиров метилового спирта для организации промышленного производства.

Настоящая работа выполнялась в рамках хоздоговорных научно-исследовательских работ в ЗАО «Химтэк Инжиниринг» (г. Санкт-Петербург), совместно с предприятиями ОАО «Газпром» (г. Москва), ОАО «Синтез» и ЗАО «Химсорбент» (г. Дзержинск, Нижегородской обл.), в период с 1986 по 2004 год.

2 Аналитический обзор

Этаноламины, алкилэтаноламины, простые эфиры метилового спирта -продукты оксиэтилирования аминов и метилового спирта - находят широчайшее применение во многих отраслях промышленности. Объем производства этих продуктов в мире составляет более миллиона тонн в год. Основные области применения этаноламинов, алкилэтаноламинов: аминная очистка природного и технологических газов от кислых примесей (сероводорода и углекислого газа), производство поверхностно-активных веществ, производство ингибиторов коррозии, сырье для производства других продуктов. Их широко используют в процессах металлообработки, в производстве гербицидов, в текстильной промышленности, в качестве эмульгаторов в производстве цементов и пестицидов. Впервые алканоламины были получены в 1860 году Вюрцем из этилен-хлоргидрина и аммиака, однако их коммерческое применение началось лишь в 1930 году - в США создано производство этаноламинов из оксида этилена и водного аммиака.

В основе всех процессов синтеза перечисленных продуктов лежит реакция оксида этилена с различными реагентами: с аммиаком, метиламином, про-пиламином и др. аминами, с различными спиртами. С начала промышленного производства этих продуктов, в 30-е годы, технологии их синтеза претерпели значительные изменения — от небольших, периодических и энергоемких до высокопроизводительных, высокотехнологичных производственных комплексов мощностью в десятки тысяч тонн в год.

Наибольший объем потребления этаноламинов, алкилэтаноламинов и ок-сиэтилированных спиртов в Российской Федерации и мире приходится на аминную очистку газов от кислых примесей, где эти продукты используются как абсорбенты, в виде водных растворов. На сегодняшний день в мире наиболее перспективным абсорбентом химического действия считается метилдиэта-ноламин, а также его смеси с физическими сорбентами (например, оксиэтили-

рованным метиловым спиртом) и активирующими добавками (моноэтанола-

мин, диэтаноламин, пиперазин и др.)

Ниже будут рассмотрены следующие разделы:

Подобные работы
Колесниченко Василий Васильевич
Разработка технологии получения покрытий из сополимеров тетрафторэтилена с повышенной адгезионной прочностью
Рябова Татьяна Анатольевна
Разработка высокоэффективной технологии получения 1,3-диоксолана
Шарифуллин Рафаэль Ривхатович
Разработка технологий получения новых модификаторов буровых растворов на основе оксидов этилена и пропилена
Федосов Алексей Евгеньевич
Разработка высокоэффективной технологии получения метилэтилкетона
Мантров Сергей Николаевич
Теоретические основы технологии получения N-арил-О-алкилкарбаматов методом алкоголиза симметричных диарилмочевин
Котельников Николай Георгиевич
Физико-химические основы и технология получения транс-2-метокси-3-пентена и транс-пентадиена-1,3 из пипериленовых фракций
Желонкин Александр Валентинович
Разработка технологии получения метилбензилкетона гетерогенным ацидолизом смеси уксусной и фенилуксусной кислот
Орлова Александра Анатольевна
Научные основы технологии получения N-алкил-O-алкилкарбаматов методом алкоголиза симметричных диалкилмочевин
Нургалиева Светлана Михайловна
Разработка научных основ промышленной технологии получения перфторалкилсульфонилфторидов газофазным фторированием производных сультона
Каралин Эрнест Александрович
Управление стадиями дегидратации метилфенилкарбинола и гидрирования ацетофенона в технологии совместного получения оксида пропилена и стирола

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net