Разработка компьютерной моделирующей системы процесса получения синтетических моющих средств

Бунаев, Аюр Алексеевич Отделение химической инженерии (ОХИ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Разработана и реализована средствами языка объектно-ориентированного программирования Delphi компьютерная модель, позволяющая рассчитывать основные параметры процессов алкилирования бензола и сульфирования линейных алкилбензолов для производства алкилбензолсульфокислоты. Полученная модель позволяет описывать процессы с различными уровнями детализации в схеме превращения углеводородов, используя разработанный математический аппарат. Данная модель служит основой для создания комплексной программы для расчета технологического процесса получения алкилбензолсульфокислоты

Введение 14
1 Литературный обзор 16
1.1 Конструкции реакторов производства синтетических 16
моющих средств
1.1.1 Реактор смешения 17
1.1.2 Реактор с вращающимся уплотненным слоем (RBM) 18
1.1.3 Пленочный цилиндрический реактор 20
1.1.4 Многотрубный реактор пленочного типа 22
1.1.5 ТО-реактор 25
1.2 Математические модели процессов алкилирования и 27
сульфирования
1.3 Компьютерные моделирующие системы для исследования 34
химико-технологических процессов
1.3.1. Aspen HYSYS 34
1.3.2. PRO/II 35
1.3.3. UniSim Design 36
1.3.4. VMGSim 37
2 Теоретическая часть 38
2.1 Технологическая схема процесса алкилирования 38
2.2 Технологическая схема процесса сульфирования 40
2.3 Химизм процесса алкилирования 41
2.3.1 Алкилирование бензола алкенами 41
2.3.2 Механизм реакции алкилирования 42
2.4 Химизм процесса сульфирования 44
2.4.1. Подготовка газовой смеси SO3 44
2.4.2 Сульфирование линейных алкилбензолов серным
ангидридом 45
2.4.3 Механизм реакции сульфирования 46
2.5 Кинетические модели
3 Экспериментальная часть 54
3.1 Разработка диффузионной математической модели
сульфирования 54
3.2 Оценка адекватности математической модели 60
3.3 Динамика высоковязкого компонента по длине трубки
реактора и толщине пленки органического вещества 65
3.4 Динамика высоковязкого компонента в течении
определенного промежутка времени 67
3.5 Динамика высоковязкого компонента в зависимости от
расхода ЛАБ 70
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 71
4.1 Предпроектный анализ 71
4.1.1 Потенциальные потребители
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с
позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 74
4.1.3 Диаграмма Исикавы 76
4.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 77
4.1.5 Методы коммерциализации результатов научно-
технического исследования 79
4.2 Инициация проекта 80
4.2.1 Цели и результат проекта 80
4.2.2 Организационная структура проекта 81
4.2.3 Ограничения и допущения проекта 81
4.3 Планирование научно-исследовательских работ 82
4.3.1 Иерархическая структура работ проекта 82
4.3.2 Контрольные события проекта 82
4.3.3 План проекта 83
4.4 Бюджет научного исследования 84
4.4.1 Основная заработная плата 85
4.4.2 Дополнительная заработная плата научно-
производственного персонала 87
4.4.3 Отчисления на социальные нужды 88
4.5 Организационная структура проекта 89
4.6 Реестр рисков 89
4.7 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности
исследования 90
4.8 Оценка сравнительной эффективности исследования 90
5 Социальная ответственность 94
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности 94
5.2 Производственная безопасность 96
5.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может
создать объект исследования на рабочем месте 97
5.2.1.1 Повышенное значение напряжения в
электрической цепи, замыкание которой может
произойти через тело человека 98
5.2.1.2 Недостаточная освещенность рабочей зоны 99
5.2.1.3 Отклонение параметров микроклимата в
помещении 100
5.2.1.4 Повышенный уровень шума 101
5.2.1.5 Монотонный режим работы 101
5.2.1.6 Уровень электромагнитного излучения (ЭМП) 103
5.2.2 Вещества, обладающие острой токсичностью по
воздействию на организм (ядовитые вещества / химикаты /
химическая продукция) 104
5.3 Экологическая безопасность 107
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях (техногенного,
природного, социального характера) 109
Заключение 110
Список публикаций 113
Список используемых источников 114
Приложение А 120

В наши дни увеличение спроса как со стороны различных секторов
промышленного производства, так и повседневным бытовым потреблением на
синтетические моющие средства приводит к соответствующему увеличению
производства данных веществ. Если говорить о мировом рынке в целом, то
необходимо отметить, что объем рынка поверхностно-активных веществ,
являющихся, очевидно, основным компонентом синтетических моющих
средств, в 2016 году оценивался на 31 миллиард долларов США, тогда как в
недалеком будущем, в 2021 году, ожидается увеличение этой цифры до 39,6
млрд. долл. [1].
На сегодняшний день существует постоянный рост до 4,4% в год на
производстве поверхностно-активных веществ [1]. Наиболее востребованными
являются синтетические моющие вещества имеющие в основе своей анионные
ПАВ. Которые, в свою очередь, являются продуктами реакций сульфирования
или сульфатирования. В мире, на данный момент, с использованием данных
технологий работают порядка 800 действующих заводов. Их мощности, при
этом, находятся в диапазоне от 3 до 50 тыс. т/год. При этом, необходимо
отметить, что примерно 20%, что составляет 2,5 млн. т/год мирового
производства расположены в Соединенных Штатах, странах Западной Европы
и Японии [2].
Таким образом, алкилбензолсульфокислота является, по сути, одним из
наиболее типичных представителей класса анионных поверхностно-активных
веществ. Данное вещество получается в результате реакции сульфирования
линейного алкилбензола триоксидом серы. Оно применяется еще с середины
60-х годов прошлого века в качестве компонента синтетических моющих
средств и до наших дней широко используется [3]. Однако имеющиеся
мощности промышленности в данном сегменте не успевают за разрастающимся
спросом на данный продукт и насытить рынок необходимым количеством
продукта. Поэтому уже в наши дни имеется дефицит
алкилбензолсульфокислоты на рынке моющих веществ России, который
восполняется другими путями: заменой на менее эффективные ПАВ или
импортом более дорогих зарубежных аналогов.
Для того, чтобы значительно повысить эффективность производства
алкилбензолфульфокислоты, главное, что необходимо сделать – выяснить
причину, по которой селективность процесса сульфирования недостаточно
высока. Для этого, в свою очередь, необходимо сначала установить связи
между конечным продуктом и, во-первых, непрерывно изменяющимся
составом сырья, а также, во-вторых, технологическими параметрами. Затем,
также, на ранних этапах, необходим термодинамический анализ побочных
реакций. Результаты этого шага позволят сделать выводы о самой возможности
присутствия данных побочных веществ, а также рассмотреть
гидродинамический режим работы реактора сульфирования с целью того,
чтобы показать какие изменения она претерпевает в ходе реакции
сульфирования и во время накопления высоковязкого компонента внутри
трубок реактора. В конечном итоге, результатом этих действий будет являться
математическая модель процесса сульфирования линейных алкилбензолов для
того, чтобы оперативно регулировать управляющие параметры системы.
Целью данной работы является разработка диффузионной
математической модели процесса сульфирования и соответствующего
приложения. Изучение закономерностей, полученных с помощью созданного
программного обеспечения, поможет в выявлении проблем на производстве, а
также разработать рекомендации для изменения технологических параметров
исследуемого процесса с целью повышения эффективности, выраженной
главным образом выходом алкилбензолсульфокислоты необходимого качества,
производства.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Математическое моделирование процесса производства автомобильных бензинов
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Модификация атактического полипропилена
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Исследование золы Северской ТЭЦ как наполнителя в серные композиционные материалы
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)