Моделирование жидкофазного процесса алкилирования изобутана олефинами

Математическая модель процесса алкилирования позволит подобрать и оптимизировать параметры режима работы установки для повышения селективности и выхода продукта.
Целью данного исследования является разработка и анализ нестационарной математической модели сернокислотного алкилирования, чувствительной к изменению состава сырья и технологических параметров.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 16
1 Литературный обзор …………………………………………………………………………………. 18
1.1 Технология процесса алкилирования ………………………………………………….. 18
1.1.1 Сернокислотное алкилирование ……………………………………………………….. 20
1.1.2 Фтороводородное алкилирование …………………………………………………….. 21
1.1.3 Процесс алкилирования на твердом катализаторе …………………………….. 23
1.1.4 Сравнение технологий алкилирования ……………………………………………… 24
1.2 Химизм процесса………………………………………………………………………………… 26
1.3 Гетерогенные кислотные катализаторы процесса алкилирования ………… 29
1.3.1 Твердые кислоты ……………………………………………………………………………… 30
1.3.2 Сульфатированные катализаторы …………………………………………………….. 30
1.3.3 Ионообменные смолы………………………………………………………………………. 31
1.3.4 Цеолитные катализаторы …………………………………………………………………. 31
2 Объекты и методы исследования ………………………………………………………………. 34
2.1 Объект исследования ………………………………………………………………………….. 34
2.2 Методы исследования …………………………………………………………………………. 36
2.2.1 Кинетическая модель алкилирования ……………………………………………….. 36
2.2.2 Моделирование блока ректификации ……………………………………………….. 37
3 Результаты проведенного исследования ……………………………………………………. 44
3.1 Анализ лабораторных данных …………………………………………………………….. 44
3.1.1 Анализ бутан-бутиленовой фракции ………………………………………………… 44
3.1.2 Анализ состава циркулирующего изобутана …………………………………….. 46
3.1.3 Анализ изобутана-хладогента …………………………………………………………… 48
3.1.4 Анализ продуктового алкилата…………………………………………………………. 48
3.1.5 Анализ серной кислоты ……………………………………………………………………. 49
3.2 Анализ экспериментальных данных технологического режима …………… 51
3.2.1 Анализ расхода сырья ………………………………………………………………………. 51
3.2.2 Анализ температуры ………………………………………………………………………… 52
3.3 Расчет потоков при действующем технологическом режиме ……………….. 55
3.4 Оценка влияния технологических параметров …………………………………….. 57
3.4.1 Влияние температуры ………………………………………………………………………. 58
3.4.2 Влияние расхода бутан-бутиленовой фракции ………………………………….. 62
3.4.3 Влияние расхода циркулирующего изобутана ………………………………….. 63
3.4.4 Влияние расхода свежей кислоты …………………………………………………….. 64
3.4.5 Рекомендации по ведению технологического режима ………………………. 65
3.5 Влияние режима ректификации на качество продуктового алкилата ……. 65
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……. 71
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………………… 71
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения……………………………………………. 71
4.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации ………………………………… 77
4.5 Инициация проекта …………………………………………………………………………….. 78
4.6 Планирование управления научно-техническим проектом…………………… 80
4.7 Бюджет научного исследования ………………………………………………………….. 82
4.8 Организационная структура проекта …………………………………………………… 87
4.9 Реестр рисков проекта ………………………………………………………………………… 88
4.10 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности ……………………….. 88
4.10.1 Оценка абсолютной эффективности исследования ………………………….. 88
4.10.2 Оценка сравнительной эффективности исследования ……………………… 93
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 96
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……… 96
5.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые
нормы трудового законодательства ………………………………………………………….. 96
5.2 Производственная безопасность …………………………………………………………. 97
5.2.1 Анализ выявленных вредных факторов при разработке, изготовлении и
эксплуатации установки алкилирования …………………………………………………… 99
5.2.2 Расчет искусственного освещения ………………………………………………….. 102
5.3 Экологическая безопасность……………………………………………………………… 104
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях…………………………………………… 106
Выводы ……………………………………………………………………………………………………… 109
Список литературы ……………………………………………………………………………………. 111
Приложение А …………………………………………………………………………………………… 117
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………. 118
Приложение В……………………………………………………………………………………………. 124