انتخاب طرح های تولید فن آوری یکی از وظایف اصلی در طراحی شرکت های صنعتی است، زیرا این طرح فن آوری است که امکان تعیین توالی عملیات، مدت زمان و حالت آنها و همچنین تعیین محل عرضه کمکی را فراهم می کند. اجزاء، ادویه جات ترشی جات و ظروف، و اجازه می دهد تا با بار کافی از تجهیزات، از کاهش مدت چرخه تکنولوژیکی، افزایش بازده محصولات و کاهش تلفات در مراحل جداگانه پردازش، و از بین بردن وخامت کیفیت مواد خام اطمینان حاصل شود. در طول پردازش باید در نظر گرفته شود روندهای مدرندر فناوری ساخت گروه های جداگانه محصولات و معرفی تجهیزات پیشرفته جدید.

نمودار جریان تولید یک لیست متوالی از کلیه عملیات و فرآیندهای فرآوری مواد خام است که از لحظه دریافت آن شروع می شود و با انتشار پایان می یابد. محصولات نهایی، نشان می دهد تصمیمات گرفته شدهپردازش (مدت عملیات یا فرآیند، دما، درجه آسیاب و غیره)

در شرکت طراحی شده مطابق با مشخصات، محصولات کامل ماهیچه ای و بازسازی شده، سوسیس سرخ شده و محصولات نیمه تمام گوشت و استخوان تولید می شود.

مواد اولیه را می توان در حالت سرد یا منجمد به تولید رساند. بهتر است از گوشت سرد استفاده شود، زیرا دارای خواص عملکردی و تکنولوژیکی بالاتری است. هنگام استفاده از گوشت منجمد، ابتدا باید آب شود. برای این منظور، شرکت دارای اتاق های یخ زدایی است. یخ زدایی مواد خام با استفاده از مخلوط بخار و هوا به صورت تسریع انجام می شود که کاهش وزن را کاهش می دهد و این به نوبه خود باعث کاهش از دست رفتن آب گوشت و در نتیجه پروتئین های محلول در آب، ویتامین ها، نیتروژن می شود. مواد استخراجی، اجزای معدنی و همچنین مدت زمان فرآیند را کاهش می دهد.

برای انتقال لاشه ها از اتاق های یخ زدایی و انباشتگی به بخش مواد اولیه، از مسیرهای سربار استفاده می شود که حمل و نقل مواد خام را آسان می کند. از مسیر بالای سر در عملیات برشکاری و برشکاری نیز استفاده می شود که باعث سهولت کار کارگران و همچنین کاهش آلودگی مواد اولیه و در نتیجه بهبود کیفیت محصولات نهایی می شود.

به جای بستری برای برش لاشه در بخش مواد خام، یک مسیر معلق به موازات جداول برای جداسازی قطعات آناتومیکی در نظر گرفته شده است. این امر زمان و تلاش لازم برای انتقال مواد خام به کارگران برش را کاهش می دهد.

نمک زدن محصولات لذیذ با تزریق آب نمک به محصول با استفاده از سرنگ چند سوزنی PSM 12-4.5 I انجام می شود. تزریق آب نمک به شما امکان می دهد زمان نمک زدن را کاهش دهید، وضعیت میکروبیولوژیکی را بهبود بخشید و محصولی آبدار به دست آورید. و استفاده از این انژکتور به دلیل سرعت بالااکستروژن و همچنین توزیع یکنواخت آب نمک در داخل محصول به دلیل مقدار زیادسوزن ها، علاوه بر این، در انژکتور PSM 12-4.5 I، امکان تزریق آب نمک با ویسکوزیته بالا وجود دارد.

سپس مواد اولیه تزریق شده ماساژ داده می شود. فرآیند ماساژ نوعی اختلاط فشرده است و بر اساس اصطکاک تکه های گوشت در برابر یکدیگر و در برابر دیواره های داخلی دستگاه است.

عملیات ماساژ به شما این امکان را می دهد که زمان نمک زدن را کاهش دهید، باعث توزیع کاملتر مواد نمکی در داخل محصول و در نتیجه بهبود خواص عملکردی و تکنولوژیکی مواد اولیه و در نتیجه کیفیت محصول نهایی می شود.

برای اجرای فرآیند ماساژ، شرکت طراحی شده دارای تجهیزات زیر است: VM-750، MK-600، UVM-400، که امکان انجام فرآیند ماساژ را در محیط خلاء، تا عمق 80٪، و این امر تأثیر مثبت فرآیند را افزایش می دهد، استفاده از خلاء ضربان دار باعث انقباض / شل شدن بیشتر فیبرهای عضلانی می شود.

ژامبون یک محصول بازسازی شده است. مواد اولیه به شکل پودر (16-25 میلی متر) روی یک آسیاب ShchFMZ-FV-120 از قبل خرد می شوند؛ در هنگام آسیاب مکانیکی، ساختارهای سلولی فیبرهای عضلانی تا حدی از بین می روند که باعث افزایش بیشتر تعامل بین مولکولی پروتئین های ماهیچه می شود. و مواد پخته کننده

سپس مواد اولیه در ماساژور Eller Vacomat-750 با اضافه کردن آب نمک و ماساژ بیشتر پردازش می‌شوند. ژامبون های تولید شده محصولی با عملکرد بالا هستند. این امر به لطف پروتئین سویا موجود در آماده سازی آب نمک امکان پذیر است که باعث افزایش قابلیت اتصال به آب، ژل شدن و چسبندگی می شود. پروتئین سویا همچنین می تواند نرمی، آبدار بودن، بافت، قوام، رنگ و ثبات محصولات را بهبود بخشد.

ماساژ دادن قطعات کوچک به شما این امکان را می دهد که فرآیند ماساژ و بلوغ را کوتاه کنید و همچنین امکان استفاده از ریزه کاری ها و باقی مانده های قطعات بزرگ مواد خام را فراهم می کند. برای جلوگیری از تشکیل کف در حین ماساژ از ماساژور خلاء استفاده می شود که بر روی رنگ و قوام نیز تاثیر مثبت دارد.

سوسیس های نیمه دودی (سرخ شده) چرخ کرده با نمک در میکسر تهیه می شود SAP IMP 301، با مصرف برق و انرژی کم که به کاهش هزینه های انرژی کمک می کند.

برای تشکیل نان های سوسیس سرخ شده، ژامبون های "Onezhskaya"، "In Casing" و Nut "Special"، از یک سرنگ خلاء جهانی (نیمه اتوماتیک) V-159 Ideal استفاده کنید. استفاده از خلاء در طول فرآیند قالب گیری باعث می شود تا از هوادهی اضافی مواد اولیه جلوگیری شود، از تراکم بسته بندی لازم اطمینان حاصل شود که منجر به ویژگی های ارگانولپتیکی بالای محصول نهایی، حذف احتمال اکسیداسیون چربی و افزایش پایداری محصول می شود. در طول ذخیره سازی

ژامبون ها به یک محفظه مصنوعی "Amiflex" تبدیل می شوند که از ظاهر نان های نیم پز یا بیش از حد پخته شده جلوگیری می کند. با توجه به یکنواختی کالیبر، الاستیسیته بالا به دست آوردن یک نان با سطح صاف، بدون تلفات در طول عملیات حرارتی و ذخیره سازی امکان پذیر است. ارائه عالی (بدون چین و چروک) محصول نهایی در طول عمر مفید. امکان علامت گذاری تایپوگرافی، برش، انتخاب گسترده رنگ.

استفاده از کلیپرهای KORUND-CLIP 1-2.5 و ICH "TECHNOCLIPPER" امکان افزایش بهره وری نیروی کار را برای کاهش سهم فراهم می کند. کار دستی، امکان دوز در طول، حصول اطمینان از تراکم پر شدن مورد نیاز نان ها.

حرارت درمانیژامبون ها و محصولات اغذیه فروشی در محفظه های حرارتی جهانی ElSi ETO مجهز به ژنراتور دود تولید می شوند. مزیت - فایده - سود - منفعت از این تجهیزاتنکته این است که محفظه می تواند در محدوده دمایی وسیعی (تا 180 درجه سانتیگراد) کار کند و تقریباً برای هر محصولی امکان عملیات حرارتی را فراهم می کند. دوربین ها نیز مجهز هستند برنامه کنترل شده، مجموعه ای از برنامه های پردازش استاندارد و قابلیت تنظیم آنها.

برای برش استخوان و محصولات نیمه تمام به دست آمده از برش، از اره نواری PM-FPL-460 استفاده می شود؛ این اره دارای قدرت نصب پایین است که باعث کاهش هزینه های انرژی می شود.

تمام تجهیزات موجود در طرح های فناوری مدرن هستند و به شما امکان می دهند زمان را چندین بار کاهش دهید فرآیند تکنولوژیکی، از طریق عملکرد، کیفیت محصول را بهبود می بخشد و بهره وری را بهبود می بخشد.

نمودار تکنولوژیکی پایه ایده ای در مورد تجهیزاتی که در آن فرآیندهای فناوری انجام می شود، موقعیت ارتفاع آن و همچنین ارائه نمی دهد. وسیله نقلیهآه، برای جابجایی مواد خام، محصولات نیمه تمام و محصولات نهایی استفاده می شود. نمودار سخت افزاری و تکنولوژیکی در یک توالی خاص (در طول دوره تولید) تمام تجهیزاتی را نشان می دهد که پیشرفت فرآیندهای فناوری و سایر تجهیزات کارخانه مرتبط با آن (به عنوان مثال حمل و نقل) و همچنین عناصر اهداف عملکردی مستقل را تضمین می کند. پمپ ها، اتصالات، سنسورها و غیره.)

نمودار باید شامل موارد زیر باشد: الف) یک تصویر گرافیکی ساده شده از تجهیزات در یک اتصال تکنولوژیکی و نصب به هم پیوسته؛ ب) فهرستی از تمام عناصر نمودار (توضیح). ج) جدولی از نقاط برای اندازه گیری و نظارت بر پارامترهای فرآیند. د) جدول نمادهای ارتباطات (خطوط لوله).

شرح بالای کتیبه اصلی (در فاصله حداقل 12 سال از آن) به صورت جدولی قرار می گیرد که مطابق شکل نشان داده شده در شکل از بالا به پایین پر شده است. 2.

برنج. 2. توضیح عناصر نمودار سخت افزاری و تکنولوژیکی.

در ستون "تعیین"، نام های مربوط به عناصر مدار آورده شده است. دو عنوان ممکن وجود دارد. برای اول، تمام عناصر مدار با اعداد صحیح تعیین می شوند. برای دوم - با حروف، به عنوان مثال: پرس پیچ - PSh، پمپ - N، و غیره. اگر چندین عنصر به همین نام در نمودار وجود داشته باشد، یک شاخص عددی به نام حرف اضافه می شود که از سمت راست وارد می شود. سمت بعد از حرف، ارتفاع شاخص عددی می تواند برابر با حروف ارتفاع باشد، به عنوان مثال: تخمیر کننده های BA1، BA2، ...BA10. برای اتصالات و دستگاه ها، ارتفاع شاخص عددی باید برابر با نصف ارتفاع حروف باشد، به عنوان مثال: B32 (شیر قطع کننده دوم)، KP4 (شیر آزمایشی چهارم).

برنج. 1.

تعیین عناصر مدار برای دستگاه ها، ماشین ها و مکانیسم ها مستقیماً روی تصاویر تجهیزات یا در کنار آنها قرار می گیرد. برای اتصالات و ابزار دقیق (ابزار) - فقط در کنار تصویر آنها.

در ستون "Name" نام عنصر مربوطه داده می شود و در ستون "Quantity" اعداد تعداد واحدهای عناصر مدار مربوطه را نشان می دهند.

در ستون "یادداشت"، نام تجاری یا توضیحات کوتاه عنصر مدار را وارد کنید.

تمام تجهیزات در نمودار با خطوط نازک جامد (0.3-0.5 گرم) و خطوط لوله و اتصالات با خطوط اصلی جامد دو تا سه برابر ضخامت کشیده شده اند.

تمام تجهیزات در نمودار به طور متعارف با توجه به نمادهای گرافیکی نشان داده شده است. اگر در دستورالعمل ها هیچ علامت گرافیکی معمولی برای تجهیزات خاصی وجود نداشته باشد، طرح کلی ساختاری آن به صورت شماتیک به تصویر کشیده می شود و اتصالات فرآیند اصلی، دریچه ها، ورودی و خروجی محصول اصلی را نشان می دهد.

مسیر خطوط لوله به صورت شماتیک نشان داده شده است: آنها باید از خطوط لوله اصلی خارج شوند، که همچنین به صورت شماتیک با تجهیزات پایین تر یا بالاتر نشان داده شده در نمودار نشان داده شده است.

نمادهای خطوط لوله نشان داده شده در شکل. 3.

برنج. 3. نمادهای خط لوله

مواد مایع و جامد با فلش های جامد و گاز و بخار با فلش های متساوی الاضلاع نشان داده می شوند.

حرکت محصول اصلی در سراسر نمودار با یک خط ثابت نشان داده شده است - از مواد اولیه تا محصولات نهایی. در این حالت، جریان محصول اصلی به صورت یک خط ضخیم به تصویر کشیده می شود.

توصیه می شود ارتباطات را برای سایر مواد، بر خلاف مواد غذایی، نه به عنوان یک خط جامد، بلکه با یک شکست هر 20-80 میلی متر به تصویر بکشید. در این فضاها عناوین دیجیتالی اتخاذ شده برای این یا آن ماده درج می شود.

نمایش احتمالی ارتباطات با خطوطی از رنگ خاص، اما با تکرار اجباری با نمادهای دیجیتال.

این استاندارد شامل نامگذاری دیجیتالی پذیرفته شده برای 27 ماده است. اگر نمودار نیاز به نشان دادن خطوط لوله برای موادی که در استاندارد ذکر نشده است، در تصویر ارتباط مربوطه، از 28 به بعد، یک عدد قرار می گیرد.

نمادها و نامگذاری خطوط لوله اتخاذ شده در نمودار باید در جداول نمادها به شکل نشان داده شده در شکل رمزگشایی شوند. 4.

جدول در ورق جعلی سمت چپ پایین قرار می گیرد.

برنج. 4. .

روی هر خط لوله، نزدیک محل خروجی (تغذیه) آن از (به) اصلی یا محل اتصال (قطع) آن به (از) دستگاه یا ماشین، فلش هایی قرار می گیرد که جهت جریان را نشان می دهد.

نمودارهای فناوری بر روی ورق های کاغذ طراحی با فرمت های A0، A1، A2، A3، A4 انجام می شود. فرمت های اضافی با افزایش اضلاع اصلی ها با مقادیری که مضربی از اندازه های 297 و 210 گرم در فرمت A4 هستند به دست می آیند.

کتیبه اصلی بر روی ورق جعلی سمت راست قرار گرفته و مطابق شکل نشان داده شده در شکل ساخته شده است. 5.

برنج. 5. فرم بلوک عنوان.

قرار دادن یک ستون اضافی (اندازه 70 (14 سال) برای ثبت مجدد تعیین یک سند در شکل 6 نشان داده شده است.

ترسیم نمودار سخت افزاری-فناوری با کشیدن خطوط افقی نازک سطوح روی ورق های کاغذ طراحی (راحت تر از کاغذ میلی متری) با علامت گذاری در امتداد ارتفاع طبقات محل تولید آغاز می شود. سپس نام‌های گرافیکی متعارف مربوط به تجهیزات فن‌آوری، از جمله موارد کمکی (ذخیره‌ها، کلکتورها، مخازن اندازه‌گیری، تله‌ها، ورودی‌های فاضلاب، مخازن ته‌نشینی، پمپ‌ها، کمپرسورها، کپسول‌های آتش‌نشانی، وسایل نقلیه ویژه و غیره) را ترسیم می‌کنند.

برنج. 6. قرار دادن کتیبه اصلی و ستون اضافی بر روی برگه ها: 1 – کتیبه اصلی; 2 - ستون اضافی.

قرار دادن تجهیزات روی نمودار لزوماً باید با محل قرارگیری کف آن مطابقت داشته باشد، زیرا مربوط به حضور وسایل نقلیه است. به صورت گرافیکی به تصویر می کشد نمادهاتجهیزات و مقیاس رعایت نمی شوند، اما تناسب خاصی را حفظ می کنند.

ترسیم نمودار سخت افزاری و تکنولوژیکی باید خطوط لوله مواد، هشدار و شیرها را نشان دهد که برای انجام صحیح و ایمن فرآیند تکنولوژیکی ضروری است. در دستگاه ها و خطوط لوله، تمام ابزار دقیق و دستگاه های تنظیم (عملگرها و حسگرها)، و همچنین نقاط نمونه برداری لازم برای اطمینان از نظارت و کنترل مناسب فرآیند فن آوری، نشان داده شده است.

نقطه اندازه گیری پارامتر با دایره ای با شماره سریال در داخل نشان داده می شود (به عنوان مثال، 5 - دما، 6 - فشار).

مکان های مشخص شده بر روی تجهیزات و خطوط لوله برای نصب ابزارهای اندازه گیری و نظارت بر دما، فشار، مصرف محیط کار و غیره در جدول درج شده است (شکل 7).

اتصالات و ابزار دقیقی که بر روی تجهیزات نصب می شوند باید بر اساس مکان واقعی آنها در نمودار نشان داده شود و مطابق با یک تصویر گرافیکی معمولی به تصویر کشیده شود.

برنج. 7. .

آغاز فرآیند فن آوری لزوماً روی ورق های سمت چپ و انتها - در سمت راست نشان داده شده است، اگرچه محل تجهیزات در محل تولیدهمیشه این شرایط را ندارد. تجهیزات در نمودار پشت جریان محصول اصلی قرار می گیرند.

در مورد چیدمان تجهیزات در چندین خط موازی (به عنوان مثال، در مورد ترسیم نمودار برای بطری کردن شراب در نزدیکی بشکه و بطری)، نمودار در دو سطح موازی ارائه می شود (به طوری که کشیده نشود)، اما نشان دهنده همان علامت سطح کف است. در صورتی که تولید چند مرحله ای باشد، نمودار سخت افزاری-فناوری برای هر مرحله به طور جداگانه با توجه به نمودار جریان تولید ترسیم می شود.

در نمودار سخت افزاری-فناوری، نیازی به ترسیم تمام تجهیزات عملیاتی موازی، به عنوان مثال، سطل های دریافت، تخمیر، فیلترها و غیره نیست. تعداد دستگاه های لازم برای نمایش کامل توالی فرآیندهای فناوری را رسم کنید. در این مورد، لیست عناصر مدار باید تعداد کل تجهیزات را برای یک منظور نشان دهد.

اگر نمودار همان نوع تجهیزات را نشان می‌دهد، باید مشخصات استفاده از آن را ذکر کرد و با شاخص‌ها یا اعداد مختلف مشخص کرد، به عنوان مثال، یک سانتریفیوژ برای مواد شراب و یک سانتریفیوژ برای رسوب مخمر. لازم است تصاویر تجهیزات را تا حد امکان فشرده قرار دهید، اما با در نظر گرفتن فواصل لازم برای ارتباطات محصول متصل به دستگاه های ماشین در نقاطی که در واقعیت متصل هستند. خطوط لوله در نمودار به صورت افقی و عمودی موازی با خطوط قاب ورق نشان داده شده است. تصویر ارتباطات نباید از تصویر تجهیزات عبور کند. اگر تلاقی متقابل تصاویر رخ دهد، ردیابی ایجاد می شود.

اگر خط ارتباط محصول بین دستگاه‌ها طولانی باشد، در موارد استثنایی می‌توان آن را قطع کرد. در همان زمان، در یک انتهای خط شکسته، آنها نشان می دهند که این خط باید به کدام موقعیت در نمودار آورده شود، و در انتهای مقابل - از کدام موقعیت باید آورده شود. سطح افقی یا عمودی شکاف حفظ می شود.

روی خطوط ارتباطی که ورود مواد اولیه به تولید یا حذف محصولات نهایی و ضایعات را نشان می دهد، کتیبه ای نوشته می شود که نشان می دهد این یا آن محصول از کجا می آید یا از کجا عرضه می شود. به عنوان مثال، روی خطی که نشان دهنده عرضه الکل است، می نویسند "از انبار الکل"؛ در خطی که خروجی محصول "به ترکیب محصول نهایی" و غیره را نشان می دهد.

علاوه بر این نمونه ای از یک طرح سخت افزاری و تکنولوژیکی برای به دست آوردن مواد شراب میز سفید ارائه می دهد.

دستگاه اصلی طرح فن آوری ستون اکسیداسیون است. استوانه ای با قسمت فوقانی منبسط شده است که نقش تله پاشش به ارتفاع 12 متر و قطر 1 متر را بازی می کند. ستون از آلومینیوم یا فولاد کروم نیکل ساخته شده است که کمی در برابر خوردگی در محیط اسید استیک حساس هستند. داخل ستون دارای قفسه هایی است که در بین آنها یخچال های سرپانتین برای حذف گرمای واکنش و چندین لوله برای تامین اکسیژن وجود دارد.

فصل 9. تولید اتیل بنزن.

زمینه های کاربرد اتیل بنزن: مورد استفاده در تولید استایرن، ماده اولیه مهم برای تولید تعدادی از پلیمرها، پلی استایرن مورد استفاده در صنعت خودروسازی، صنعت برق و رادیو، در ساخت کالاهای خانگی و بسته بندی، در تولید رزین های تبادل یونی - کاتالیزور برای فرآیند به دست آوردن افزودنی های حاوی اکسیژن در تولید بنزین فرموله شده و غیره.

در صنعت، اتیل بنزن از واکنش بنزن با اتیلن تولید می شود:

C 6 H 6 + C 2 H 4 = C 6 H 5 C 2 H 5 (9.1.)

تعدادی از واکنش های جانبی به طور همزمان با واکنش اصلی رخ می دهد. مهمترین واکنش ها آلکیلاسیون متوالی است:

C 6 H 5 C 2 H 5 + C 2 H 4 = C 6 H 4 (C 2 H 5) 2 (9.2.)

C 6 H 4 (C 2 H 5 ) 2 + C 2 H 4 = C 6 H 3 ( C 2 H 5 ) 3 ( 9.3. )

C 6 H 3 (C 2 H 5 ) 3 + C 2 H 4 = C 6 H 2 ( C 2 H 5 ) 4 ( 9.4. )

برای سرکوب واکنش‌های جانبی (2-4)، این فرآیند در مقدار بیش از حد بنزن (نسبت مولی اتیلن: بنزن = 0.4: 1)، در دمای حدود 100 درجه سانتیگراد و فشار 0.15 مگاپاسکال انجام می‌شود.

برای تسریع واکنش اصلی (1)، فرآیند در حضور یک کاتالیزور انتخابی انجام می شود. ترکیب پیچیده ای از AlCl 3 و HCl با هیدروکربن های آروماتیک که در فاز مایع است به عنوان کاتالیزور استفاده می شود.

فرآیند کاتالیزوری ناهمگن، مرحله محدود کننده:

انتشار اتیلن از طریق فیلم مرزی مجتمع کاتالیزوری کلرید آلومینیوم. واکنش آلکیلاسیون بسیار سریع انجام می شود.

در شرایط انتخاب شده، تبدیل اتیلن 98-100٪ است، واکنش اصلی (1) برگشت ناپذیر و گرمازا است.

برای افزایش استفاده از مواد خام، بازیافت بنزن سازماندهی شده است.

یک کاتالیزور مبتنی بر کلرید آلومینیوم باعث افزایش واکنش ترانس آلکیلاسیون دی اتیل بنزن می شود:

C 6 H 4 (C 2 H 5) 2 + C 6 H 6 = 2C 6 H 5 C 2 H 5 (9.5.)

بنابراین، مقادیر کمی دی اتیل بنزن برای ترانس آلکیلاسیون به راکتور آلکیلاتور بازگردانده می شود.

واکنش ترانس آلکیلاسیون باعث تبدیل تقریباً کامل اتیلن و بنزن به اتیل بنزن می شود.

فرآیندهای آلکیلاسیون و ترانس آلکیلاسیون تحت تأثیر عوامل اصلی زیر است: غلظت کاتالیزور (کلرید آلومینیوم)، پروموتر (اسید هیدروکلریک)، دما، زمان تماس، نسبت مولی اتیلن و بنزن، فشار.

طرح فن آوری برای تولید اتیل بنزن.

شکل 9.1. طرح فن آوری برای تولید اتیل بنزن با استفاده از کاتالیزور مبتنی بر AlCl 3.

1،3،15-17 - ستون تقطیر، 2 - مخزن فلورانس، 4 - راکتور آماده سازی کاتالیزور، 6 - کندانسور، 7 - جداکننده مایع از مایع، 8،9،11،13 - اسکرابر، 10،12 - پمپ، 14 - بخاری، 18 - گیرنده خلاء، 19 - یخچال پلی آلکیل بنزن، I - اتیلن، II - بنزن، III - دی اتیل بنزنها، IV - محلول قلیایی، V - اتیل بنزن، VI - پلی آلکیل بنزنها، VII - به خط خلاء، VIII - آب، IX - گازها به شعله ور شدن، X - اتیل کلرید و کلرید آلومینیوم، XI - فاضلاب.

در یک واحد تقطیر هتروآزئوتروپ دو ستونی، متشکل از یک ستون تقطیر 1، یک ستون سلب 3 و یک ظرف فلورانسی 2، بنزن اولیه خشک می شود. بنزن خشک شده از پایین ستون 1 خارج می شود، بخشی از آن وارد دستگاه 4 برای تهیه محلول کاتالیزور می شود و بقیه به عنوان یک معرف به راکتور 5 وارد می شود. ستون 1 هم بنزن تازه و هم بنزن بازیافتی را دریافت می کند. جریان بخار بالایی ستون های 1 و 3 مخلوط های هتروآزئوتروپیک بنزن و آب هستند. پس از چگالش در کندانسور و جداسازی در ظرف فلورانسی 2، لایه بالایی که بنزن آبیاری است وارد ستون 1 می شود و لایه پایینی که آب حاوی بنزن است به ستون 3 فرستاده می شود.

کمپلکس کاتالیزوری در دستگاهی با همزن 4 تهیه می شود که در آن بنزن و همچنین کلرید آلومینیوم، اتیلن کلرید و پلی آلکیل بنزن ها عرضه می شود. راکتور با محلول کاتالیزور پر می شود، و سپس در طول فرآیند، محلول کاتالیزور به عنوان ترکیبی تامین می شود، زیرا تا حدی از راکتور برای بازسازی و همچنین با آب واکنش حذف می شود.

راکتور آلکیلاسیون یک دستگاه ستون 5 است که در آن گرمای واکنش با تامین مواد خام خنک شده و تبخیر بنزن حذف می شود. محلول کاتالیزور، بنزن خشک شده و اتیلن به قسمت پایین راکتور 5 وارد می شود. پس از حباب زدن، مخلوط بخار و گاز واکنش نداده از راکتور خارج شده و به کندانسور 6 فرستاده می شود، جایی که بنزن تبخیر شده در راکتور در آنجا قرار می گیرد. ابتدا متراکم شد. میعانات به راکتور برگردانده می شود و گازهای غیر متراکم حاوی مقادیر قابل توجهی بنزن و هیدروکلراید وارد قسمت پایینی اسکرابر 8 می شوند و برای جذب بنزن با پلی آلکیل بنزن آبیاری می شوند. محلولی از بنزن در پلی آلکیل بنزن ها به راکتور فرستاده می شود و گازهای غیر متراکم وارد اسکرابر 9 می شوند و با آب آبیاری می شوند تا اسید هیدروکلریک را جذب کنند. اسید کلریدریک رقیق برای خنثی سازی و گازها برای بازیابی حرارت ارسال می شوند.

محلول کاتالیزور همراه با محصولات آلکیلاسیون وارد مخزن ته نشینی 7 می شود که لایه زیرین آن (محلول کاتالیزور) به راکتور برگردانده می شود و لایه بالایی (محصولات آلکیلاسیون) با استفاده از پمپ به قسمت پایین اسکرابر 11 ارسال می شود. 10. اسکرابرهای 11 و 13 برای شستشوی کلرید هیدروژن و کلرید آلومینیوم، حل شده در آلکیلات طراحی شده اند. اسکرابر 11 با محلول قلیایی آبیاری می شود که توسط پمپ 12 پمپاژ می شود. برای جبران جریان قلیایی در حال گردش، قلیایی تازه به مقدار لازم برای خنثی سازی HCl عرضه می شود. در مرحله بعد، آلکیلات وارد قسمت پایینی اسکرابر 13 می شود که با آب آبیاری می شود، که قلیایی را از آلکیلات خارج می کند. محلول قلیایی آبی برای خنثی سازی ارسال می شود و آلکیلات از طریق بخاری 14 برای یکسوسازی به ستون 15 فرستاده می شود. بنزن برای آبگیری به ستون 1 فرستاده می شود و ته آن برای جداسازی بیشتر به ستون تقطیر 16 فرستاده می شود تا اتیل بنزن به عنوان تقطیر جدا شود. محصول پایینی ستون 16 به ستون تقطیر 11 پلی آلکیل بنزن ها به دو بخش ارسال می شود. محصول فوقانی به دستگاه 4 و راکتور 5 ارسال می شود و محصول پایینی به عنوان محصول هدف از سیستم حذف می شود.

طراحی سخت افزاری فرآیند

فرآیند آلکیلاسیون بنزن با اتیلن در حضور کاتالیزور مبتنی بر AlCl 3 در فاز مایع است و با آزاد شدن گرما ادامه می یابد. برای انجام این فرآیند، سه نوع راکتور را می توان پیشنهاد کرد که ساده ترین آنها یک دستگاه لوله ای است (شکل 9.2.) که در قسمت پایینی آن یک همزن قدرتمند برای امولسیون کردن محلول کاتالیزور و معرف ها طراحی شده است. این نوع دستگاه اغلب برای سازماندهی یک فرآیند دسته ای استفاده می شود.

شکل 9.2. راکتور لوله ای

معرف ها: بنزن و اتیلن و همچنین محلول کاتالیزور به قسمت پایینی راکتور وارد می شوند. امولسیون از لوله‌ها بالا می‌آید و با آبی که به فضای بین لوله‌ها عرضه می‌شود خنک می‌شود. محصولات سنتز (آلکیلات ها)، بنزن و اتیلن واکنش نداده و همچنین محلول کاتالیزور از قسمت بالایی راکتور خارج شده و وارد جداکننده می شوند. در جداکننده، محلول کاتالیزور از محصولات باقی مانده (آلکیلات) جدا می شود. محلول کاتالیزور به راکتور برگردانده می شود و آلکیلات ها برای جداسازی فرستاده می شوند.

برای اطمینان از تداوم فرآیند، یک آبشار از 2-4 راکتور لوله ای استفاده می شود.

برنج. 9.3. آبشار دو راکتور.

محلول کاتالیزور به هر دو راکتور و معرف ها به قسمت بالایی راکتور اول وارد می شود. هر دو راکتور دستگاه های توخالی با همزن هستند. گرما با استفاده از آبی که به "ژاکت ها" عرضه می شود، حذف می شود. جرم واکنش از قسمت بالایی راکتور اول وارد جداکننده می شود که از آن لایه پایینی (کاتالیست) به راکتور باز می گردد و لایه بالایی وارد راکتور بعدی می شود. از قسمت بالایی راکتور دوم، جرم واکنش نیز وارد جداکننده می شود. لایه پایین (کاتالیزور) از جداکننده وارد راکتور می شود و لایه بالایی (آلکیلات ها) برای جداسازی فرستاده می شود.

آلکیلاسیون مداوم بنزن با اتیلن را می توان در ستون های حبابی انجام داد.

شکل 9.4. راکتور نوع ستونی

سطح داخلی ستون ها با کاشی های مقاوم در برابر اسید محافظت می شود. قسمت بالایی ستون ها با حلقه های Raschig پر شده است، بقیه با محلول کاتالیزور پر شده است. بنزن و اتیلن به پایین ستون تغذیه می شوند. حباب گاز اتیلن از طریق ستون به شدت توده واکنش را مخلوط می کند. تبدیل معرفها به ارتفاع لایه کاتالیست بستگی دارد. گرمای جزئی از طریق یک "جلیقه" تقسیم شده به بخش ها حذف می شود و بقیه گرما با گرم کردن معرف ها و تبخیر بنزن اضافی حذف می شود. بخار بنزن همراه با گازهای دیگر وارد کندانسور می شود که عمدتاً بنزن در آن متراکم می شود. میعانات به راکتور برگردانده می شود و مواد غیر متراکم برای دفع از سیستم خارج می شوند. در این حالت می توانید با تغییر فشار و مقدار گازهای خروجی، حالت اتوترمال را تنظیم کنید.

این فرآیند به راحتی در فشار 0.15-0.20 مگاپاسکال و مقدار کمی گازهای زائد انجام می شود. در این حالت دما از 100 درجه سانتیگراد تجاوز نمی کند و تشکیل رزین کاهش می یابد.

محلول کاتالیزور به همراه محصولات آلکیلاسیون و بنزن واکنش نداده از بالای ستون (قبل از بسته بندی) خارج شده و به جداکننده فرستاده می شود. لایه پایینی (کاتالیست) به ستون برگردانده می شود و لایه بالایی (آلکیلات) برای جداسازی فرستاده می شود.

پس از توسعه نمودار عملیاتی، آنها شروع به ترسیم یک نمودار اساسی فناوری می کنند که در اصل، طراحی سخت افزاری اتاق عمل است. می توان آن را متشکل از تعدادی واحد فناورانه در نظر گرفت. واحد فناورانه دستگاهی (ماشین) یا مجموعه ای از دستگاه ها با خطوط لوله و اتصالات لوله کشی است که یکی از فرآیندهای فیزیکی-شیمیایی یا شیمیایی در آن شروع و به طور کامل خاتمه می یابد.

واحدهای فناورانه شامل اشیایی مانند کلکتورها، مخازن اندازه‌گیری، پمپ‌ها، کمپرسورها، دمنده‌های گاز، جداکننده‌ها، مبدل‌های حرارتی، ستون‌های تقطیر، راکتورها، دیگ‌های بازیابی، فیلترها، سانتریفیوژها، مخازن ته‌نشینی، سنگ شکن‌ها، طبقه‌بندی‌کننده‌ها، خشک‌کن‌ها، اواپراتورها، خطوط لوله، اتصالات خط لوله هستند. ، دستگاه های ایمنی، سنسورها و دستگاه های کنترل و اتوماسیون، مکانیزم ها و دستگاه های فعال کننده و تنظیم کننده.

اکثریت قریب به اتفاق این دستگاه ها و ماشین ها توسط صنعت تولید می شوند و استاندارد هستند. اطلاعات مربوط به انواع ماشین آلات و دستگاه های تولید شده، طرح ها و مشخصات آنها را می توان از کتب مرجع مختلف، کاتالوگ محصولات کارخانه، انتشارات موسسات صنعت و اطلاعات، مطالب تبلیغاتی و مجلات علمی و فنی صنعت به دست آورد.

اما قبل از ترسیم نمودار جریان فرآیند، لازم است تعدادی از وظایفی که در این مرحله از کار حل می شوند، روشن شوند. این، اول از همه، تضمین سلامت و ایمنی شغلی است. بنابراین، طرح فن آوری باید وسایلی را برای جلوگیری از فشار اضافی (دریچه های ایمنی، غشاهای انفجار، آب بندی آب، مخازن اضطراری)، سیستم هایی برای ایجاد یک فضای محافظ، سیستم های خنک کننده اضطراری و غیره فراهم کند.

در مرحله سنتز طرح فن آوری، موضوع کاهش هزینه های پمپاژ محصولات حل می شود. جریان گرانشی باید تا حد امکان برای انتقال مایعات از دستگاهی به دستگاه دیگر استفاده شود. بنابراین، مازاد لازم یک دستگاه نسبت به دستگاه دیگر قبلاً در اینجا ارائه شده است.

در این مرحله مجموعه گرما و خنک کننده هایی که در فرآیند استفاده خواهند شد مشخص می شود. هزینه یک واحد گرما یا سرما به در دسترس بودن حامل های انرژی در شرکت و پارامترهای آن بستگی دارد. ارزان ترین مبرد هوا و آب صنعتی بازیافتی است. انتقال مقدار اصلی گرما به این خنک کننده های ارزان قیمت و صرفاً حذف گرمای باقیمانده با خنک کننده های گران قیمت (آب سرد، آب نمک، آمونیاک مایع و غیره) از نظر اقتصادی مفید است. ارزان ترین خنک کننده ها گازهای دودکش هستند، اما قابل حمل نیستند.

برای ترسیم یک نمودار تکنولوژیکی پایه بر روی یک ورق کاغذ گراف، ابتدا خطوطی را برای منیفولدهای عرضه و خروجی جریان مواد، خنک کننده ها و مبردها ترسیم کنید و یک نوار آزاد به ارتفاع 150 میلی متر در قسمت پایین ورق باقی بگذارید، جایی که ابزار دقیق و تجهیزات کنترلی بعدا قرار خواهند گرفت. توصیه می شود خطوط منیفولد گاز در بالای ورق و خطوط منیفولد مایع در پایین کشیده شوند. پس از این، بر روی صفحه ورق بین کلکتورها، تصاویر معمولی از دستگاه ها و ماشین آلات لازم برای انجام عملیات مطابق با طرح عملیاتی توسعه یافته قرار می گیرد. تصاویر متعارف ماشین‌ها و دستگاه‌ها در مقیاس نیستند. فاصله افقی بین آنها تنظیم نشده است، باید برای قرار دادن خطوط جریان مواد و تجهیزات کنترل و اتوماسیون کافی باشد. مکان عمودی تصاویر معمولی باید بیش از حد واقعی دستگاه را بدون رعایت مقیاس منعکس کند. تصاویر معمولی ماشین‌ها و دستگاه‌هایی که روی صفحه ورق قرار می‌گیرند، با خطوط جریان مواد به هم متصل می‌شوند و خطوط مبرد و خنک‌کننده‌ها عرضه می‌شوند. موقعیت دستگاه ها و ماشین ها از چپ به راست شماره گذاری می شود.

هنگام طراحی یک طرح تکنولوژیکی، باید به لوله کشی گره های جداگانه آن توجه ویژه ای شود. نمونه ای از چنین مهاری در شکل نشان داده شده است. 5.3. در اینجا واحدی برای جذب یک جزء از مخلوط گاز به مایع نشان داده شده است. عملکرد نرمال واحد جذب به دمای ثابت، فشار و نسبت مقدار گاز و جاذب بستگی دارد. رعایت این شرایط با نصب دستگاه ها و یراق آلات زیر حاصل می شود.

در خط عرضه گاز (I): دیافراگم دبی سنج، نمونه بردار، سوکت فشار و سوکت دما.

در خط خروجی گاز (II): یک دیافراگم دبی سنج، یک نمونه‌گیر، یک باس برای اندازه‌گیری دما، یک باس برای اندازه‌گیری فشار، یک شیر کنترلی که فشار ثابت را در بالادست حفظ می‌کند، یعنی در جاذب.

در خط تغذیه جاذب تازه (III): دیافراگم دبی سنج یا روتامتر، نمونه‌گیر، باس اندازه‌گیری دما، شیر کنترل متصل به تنظیم‌کننده نسبت گاز به جاذب.

در خط خروجی جاذب اشباع (IV): یک دیافراگم یا روتامتر دبی سنج، یک باس برای اندازه گیری دما، یک شیر کنترل متصل به یک تنظیم کننده سطح مایع در پایین جاذب.

هنگام تهیه نمودار جریان فرآیند، باید در نظر داشت که شیرهای کنترل نمی توانند به عنوان دستگاه خاموش کننده عمل کنند. بنابراین، خط لوله باید مجهز به شیرهای قطع کننده با درایو دستی یا مکانیکی (شیرها، شیرهای دروازه) و خطوط بای پس (بای پس) برای بستن شیرهای کنترل باشد.

نمودار ترسیم شده مقدماتی است. پس از انجام محاسبات اولیه مواد و حرارتی در طرح تکنولوژیکی توسعه یافته، احتمال بازیابی گرما و سرما از جریان مواد تکنولوژیکی باید تجزیه و تحلیل شود.

در طول فرآیند طراحی، ممکن است تغییرات و اضافات دیگری در نمودار جریان ایجاد شود. طراحی نهایی طرح فناورانه پس از اتخاذ تصمیمات طراحی اصلی در مورد محاسبه و انتخاب راکتورها و دستگاه ها، پس از روشن شدن کلیه مسائل مربوط به قرارگیری و چیدمان دستگاه تولید طراحی شده انجام می شود.

بنابراین، گاهی اوقات هنگام انتخاب تجهیزات باید با این واقعیت برخورد کنید که برخی از انواع آن یا در روسیه تولید نمی شوند یا در مرحله توسعه هستند. فقدان هر دستگاه یا دستگاهی با ویژگی های مورد نیاز، ساخته شده از مواد ساختاری که در یک محیط معین پایدار است، اغلب باعث نیاز به تغییر اجزای جداگانه طرح فن آوری می شود و ممکن است باعث انتقال به روش دیگری که از نظر اقتصادی کمتر سودآور باشد. محصول مورد نظر

تا زمانی که تجهیزات مونتاژ نشده باشند، نمودار جریان فرآیند نمی تواند نهایی باشد. به عنوان مثال، با توجه به نسخه اصلی، فرض بر این بود که مایع از دستگاه به دستگاه توسط گرانش منتقل می شود، که در طول توسعه پروژه قرار دادن تجهیزات امکان پذیر نبود. در این مورد، لازم است برای نصب یک مخزن انتقال و پمپ اضافی، اعمال شده در نمودار تکنولوژیکی، پیش بینی شود.

نمودار جریان نهایی پس از توسعه تمام بخش های پروژه و ترسیم بر روی کاغذهای استاندارد مطابق با الزامات ESKD ترسیم می شود.

پس از این، شرحی از طرح فن آوری ترسیم می شود که با مشخصات ارائه می شود. مشخصات تعداد تمام دستگاه ها و ماشین ها را نشان می دهد.

ذخیره تجهیزات با در نظر گرفتن برنامه نگهداری پیشگیرانه و ویژگی های فرآیند تکنولوژیکی انتخاب می شود.

شرح طرح فناورانه بخشی از یادداشت توضیحی است. توصیه می شود طرح را در مراحل فردی فرآیند فن آوری توصیف کنید. در ابتدا باید مشخص کنید که چه مواد اولیه ای به کارگاه عرضه می شود، چگونه می رسد، کجا و چگونه در کارگاه ذخیره می شود، تحت چه فرآوری اولیه قرار می گیرد، چگونه دوز می شود و در دستگاه ها بارگیری می شود.

هنگام توصیف خود عملیات فن آوری، طراحی دستگاه، روش بارگیری و تخلیه آن به طور خلاصه گزارش می شود، ویژگی های فرآیند در حال انجام و روش اجرا (ادواری، مستمر) نشان داده می شود، پارامترهای اصلی فرآیند ( دما، فشار و غیره)، روش های کنترل و تنظیم آن، ضایعات و فرآورده های جانبی آن ذکر شده است.

روش های پذیرفته شده حمل و نقل درون فروشگاهی و بین فروشگاهی محصولات تشریح شده است. توضیحات باید تمام نمودارها، دستگاه‌ها و ماشین‌های نشان‌داده‌شده در نقشه را فهرست کند و اعدادی که طبق نمودار به آنها اختصاص داده شده است را نشان دهد.

قابلیت اطمینان طرح فن آوری توسعه یافته تجزیه و تحلیل شده و روش های مورد استفاده برای افزایش پایداری آن نشان داده شده است.

1.
وضعیت فعلی سنتز پتروشیمی محصولات و فناوری های اصلی
توسعه انواع دیگر سوخت و جهت گیری های جدید در زمینه فرآوری گاز طبیعیو سایر منابع کربن فن آوری برای سنتز دی متیل اتر از زیست توده و گاز سنتز. ویژگی های فرآیندهای غیر استاندارد برای به دست آوردن سوخت.
تست، اضافه شده در 09/04/2010

2.
تمیز کردن گاز تبدیل شده از مونوکسید کربن
شرح روش تبدیل برای تولید هیدروژن به عنوان بازیابی آن از بخار آب با مونوکسید کربن موجود در محصولات تبدیل به گاز سوخت. تجزیه و تحلیل نمودار جریان فرآیند، ویژگی های زباله و راکتورهای شیمیایی مورد استفاده.
کار دوره، اضافه شده در 10/22/2011

3.
تجزیه و تحلیل مقایسه ای: روش های تولید گاز سنتز
روش های تولید گاز سنتز، تبدیل به گاز زغال سنگ. راه حل های مهندسی جدید در گازی سازی زغال سنگ. تبدیل متان به گاز سنتز سنتز فیشر-تروپش. طراحی سخت افزاری و فنی فرآیند. محصولات به دست آمده از گاز سنتز.
پایان نامه، اضافه شده 01/04/2009

4.
هیدروژن سوخت آینده است
بررسی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی هیدروژن، روش های تولید و اجرای آن. یکی از ویژگی های پیل سوختی هیدروژن-اکسیژن بیکن، ذخیره انرژی زمان بندی بار. تجزیه و تحلیل ترکیب سوخت کیهانی، نقش ویژه پلاتین.
کار دوره، اضافه شده در 10/11/2011

5.
سنتز متانول
سنتز متانول از مونوکسید کربن و هیدروژن. مشخصات فنی متانول (متیل الکل). کاربرد متانول و چشم انداز توسعه تولید. مواد اولیه برای تولید متانول: تصفیه گاز سنتز، سنتز، تصحیح متانول خام.
تست، اضافه شده در 2008/03/30

6.
هیدروژن به عنوان منبع سوخت دیگر
ویژگی های تولید و روش های ذخیره سازی هیدروژن، روش های تحویل هیدروژن. ژنراتورهای هیدروژن الکترولیز برای تولید، مزایای استفاده از آنها. ترکیب واحد الکترولیز HySTAT-A. هیدروژن به عنوان جایگزینی غیر خطرناک برای بنزین.
ارائه، اضافه شده در 2012/09/29

7.
فرآوری شیمیایی مواد خام هیدروکربنی
نقش هیدروکربن ها به عنوان مواد خام شیمیایی اخذ مواد اولیه اولیه و تولید اصلی پتروشیمی. ویژگی محصولات پتروشیمی ساختار مجتمع فرآوری پتروشیمی و گاز فدراسیون روسیه. توسعه نوآورانه صنعت.
کار دوره، اضافه شده در 2011/06/24

8.
مرحله تصفیه گاز تبدیل شده از دی اکسید کربن
مبانی فیزیکوشیمیایی فرآیند تولید آمونیاک، ویژگی های فناوری آن، مراحل اصلی و هدف، حجم در مرحله حاضر. ویژگی مواد اولیه اولیه تجزیه و تحلیل و ارزیابی فناوری برای تمیز کردن گاز تبدیل شده از دی اکسید کربن.
کار دوره، اضافه شده در 2012/02/23

9.
گازهای نفتی مرتبط
ماهیت مفهوم "گازهای نفتی". یک ویژگی متناظر از ترکیب گازهای نفتی مرتبط. یافتن نفت و گاز ویژگی های تولید گاز بنزین گاز، کسر پروپان بوتان، گاز خشک. کاربرد گازهای نفتی مرتبط راه های استفاده از APG
ارائه، اضافه شده در 2011/05/18

10.
توسعه فناوری شیمیایی مبتنی بر گاز سنتز
بررسی توانایی معرفی گاز سنتز در قالب ماده خام جایگزین نفت، نقش آن در فناوری نوین شیمیایی. تولید متانول، واکنش تشکیل کل. محصولات سنتز فیشر-تروپش. مکانیسم هیدروفرمیلاسیون الفین ها
چکیده، اضافه شده در 2014/02/27

کارهای دیگر مانند فن آوری های مدرنتبدیل به گاز

واقع در http://www.allbest.ru/

1. شرایط کار تحقیقاتیدر زمینه تولید سوخت و انرژی از مواد خام هیدروکربنی
منابع اصلی سوخت و انرژی در دنیای مدرن گازهای هیدروکربنی طبیعی، روغن های آبکی و مواد آلی جامد هستند که شامل قیر نفتی، شیل و زغال سنگ می شود. منبع مواد خام برای تولید سوخت موتور و محصولات سنتز آلی پایه در طول قرن گذشته نفت بوده و تا به امروز باقی مانده است. اما در حال حاضر وضعیت شروع به تغییر کرده است. نرخ رشد ذخایر اثبات شده نفت دیگر همگام با مصرف آن نیست. قیمت نفت خام از سال 1999 تا 2008 8 برابر شده است. کاهش ذخایر نفت را اصولاً می توان طی چندین دهه با توسعه سایر مواد معدنی ضروری جبران کرد. در درازمدت، زغال سنگ که ذخایر آن با نرخ مصرف امروزی آن بیش از 1000 سال دوام خواهد داشت، می تواند بر اساس راه حل های فناوری جدید، موقعیت مسلط در بخش انرژی جهان را به خود اختصاص دهد. بر اساس برآوردهای کارشناسان، در سال 2015 سهم نفت در بازار جهانی انرژی به 36 تا 38 درصد کاهش خواهد یافت، در حالی که سهم گاز به 24 تا 26 درصد، زغال سنگ به 25 تا 27 درصد، سهم هیدرو و انرژی هسته ای 5-6 درصد خواهد بود. حجم تولید زغال سنگ در روسیه تا سال 2015 به 335 میلیون تن در سال خواهد رسید. .
توسعه صنعت پالایش نفت در جهان در زمان کنونی با افزایش تقاضا برای سوخت موتور، محصولات پتروشیمی و کاهش مصرف فرآورده های نفتی در بخش های انرژی و صنعت اقتصاد توجیه می شود. در ایالات متحده آمریکا و اروپای غربیدر واقع، کل حجم سرمایه‌گذاری‌های جدی برای ساخت فرآیندهای ثانویه جدید برای ارتقاء و بهبود خواص محصولات میانی پالایش نفت اولیه، بهبود خواص زیست‌محیطی محصولات کارخانه‌های موجود به کار گرفته شد.
وظیفه اصلی صنعت نفت روسیه با در نظر گرفتن نسبت قیمت نفت خام، دیگ بخار و سوخت موتور و روند جهانی مصرف فرآورده های نفتی، افزایش عمق پالایش است. اما، روندهای جهانی در مجتمع نفت و گاز - افزایش عمق و کارایی پردازش مواد خام هیدروکربنی، افزایش خواص فرآورده های نفتی، توسعه پتروشیمی ها به طور کلی - برای روسیه صدق نمی کند، بلکه به طور خاص سطح فنی توسعه را شامل می شود. پالایش نفت و شیمی گاز، تولید سوخت های مصنوعی و مواد اولیه هیدروکربنی برای صنایع شیمیایی و پتروشیمی، در برنامه استراتژیکانطباق مجتمع های معدنی و شیمیایی را به عنوان یک کل تعیین می کند.
در مرحله حاضر برای اجرای برنامه توسعه پایه تولیدصنعت پتروشیمی علاقه زیادی به فناوری‌های مبتنی بر استفاده از نسل‌های جدید سیستم‌های کاتالیزوری دارد. اول، فن آوری هایی که ایجاد بنزین با اکتان بالا را به عنوان یک جزء تضمین می کند، از جمله. سوخت آبکی مصنوعی و مواد اولیه پایه پتروشیمی (الفین ها، هیدروکربن های معطر، مواد خام برای تولید) کربن سیاه). چنین فناوری هایی شامل فرآیندهای ترک خوردگی کاتالیستی عمیق، کمپلکس هایی برای تولید هیدروکربن های معطر، از جمله گازهای هیدروکربنی مایع، تجزیه در اثر حرارت کاتالیزوری و تولید سوخت آبکی مصنوعی است. این فرآیندها یک پایه مواد خام برای توسعه و افزایش کارایی فرآیندهای اساسی سنتز آلی پایه را فراهم می کند. .
به عنوان بخشی از حل مشکل درگیر شدن در پردازش انواع متفاوتمواد خام هیدروکربنی، بهبود خواص سوخت ها، توجه بیشتر به تولید سوخت های دیگر معطوف می شود. تفاوت‌های نظری و راه‌حل‌های فن‌آوری خاص برای تولید سوخت و انرژی از انواع مختلف مواد خام آلی در تعدادی از تک‌نگاشت‌ها، بررسی‌ها و مقالات قابل تشخیص در آینده نزدیک به دقت مورد بررسی قرار گرفته‌اند که نشان‌دهنده ارتباط و علاقه مداوم به این معضل است.
سه گروه از سوخت‌های موتور دیگر وجود دارد: سوخت‌های آبکی مصنوعی (مصنوعی) که از مواد خام آلی غیرسنتی به دست می‌آیند و از نظر خواص عملکردی مشابه سوخت‌های نفتی هستند. سازگاری سوخت های نفتی با ترکیبات حاوی اکسیژن (الکل ها، اترها، امولسیون های سوخت آب) که از نظر خواص عملکردی نزدیک به سوخت های نفتی معمولی هستند. سوخت های غیر نفتی که از نظر خواص با سوخت های معمولی متفاوت هستند (الکل ها، گاز طبیعی فشرده، گازهای مایع).
یکی از مسائل مهم برای پتروشیمی مدرن روسیه، مشکل تولید سوخت موتورهای سازگار با محیط زیست است (به عنوان مثال، محاسن محتوای متوسط ​​هیدروکربن های معطر در بنزین - در محدوده 25-35٪، زیرا محصولات تولید شده در حال حاضر حاوی 43 درصد هستند. درصد هیدروکربن های آروماتیک شامل 3-5 درصد بنزن، گوگرد).
سایر سوخت های موتور بر اساس نوع به شرح زیر سیستم بندی می شوند: سوخت موتورهای گازی (گاز طبیعی مایع، گاز طبیعی فشرده، گازهای نفت مایع - پروپان، بوتان). الکل ها و مخلوط های الکل بنزین (متیل، اتیل، ایزوبوتیل و سایر الکل ها و مخلوط آنها با بنزین به نسبت های مختلف). اترها (متیل ترت بوتیل اتر، متیل ترت بوتیل اتر، اتیل ترت بوتیل اتر، دی ایزوپروپیل اتر، همچنین دی متیل اتر). سوخت های آبکی مصنوعی به دست آمده از گاز طبیعی و زغال سنگ؛ سوخت های زیستی (بیواتانول، بیودیزل) به دست آمده از مواد خام تجدید پذیر؛ هیدروژن و پیل های سوختی که با هیدروژن کار می کنند.
سوخت موتورهای گازسوز به ویژه پروپان و بوتان مایع، گاز طبیعی مایع و گاز طبیعی فشرده شده در جهان رواج یافته است. به عنوان منابع غیر استاندارد مواد خام حاوی کربن، گازهای مرتبط با تولید نفت و گازهای گلخانه‌ای حاوی متان از معادن زغال‌سنگ را می‌توان در صورت وجود فناوری‌های کاتالیزوری مورد استفاده قرار داد. امکان به دست آوردن متان از گازسازی زیرزمینی زغال سنگ به عنوان جایگزینی برای گاز طبیعی مورد توجه ویژه است.
در بین الکل های مختلف و قوام آنها، متانول و اتانول بیشترین شیوع را دارند. یک اشکال قابل توجه این نوع سوخت قیمت بالای آن باقی می ماند - بسته به فناوری تولید، سوخت های الکلی 1.8 - 3.7 برابر گران تر از نفت هستند. از نقطه نظر انرژی، مزیت اصلی الکل ها در بالاترین مقاومت در برابر انفجار آنها نهفته است - معایب اصلی کاهش گرمای احتراق، بالاترین گرمای تبخیر و فشار بخار اشباع کم است؛ اتانول از نظر ویژگی های عملکرد بهتر از متانول است. . متانول برای تولید سوخت های آبکی مصنوعی، به عنوان یک افزودنی سوخت با اکتان بالا، یا به عنوان ماده خام برای تولید یک افزودنی ضد ضربه - متیل ترت بوتیل اتر استفاده می شود.
سوخت های اکسیژنه - قوام بنزین موتور با استرهای مختلف - نیز گسترده شده اند. متیل ترت بوتیل اتر رایج تر یک ماده سمی است و در تعدادی از کشورها به جای متیل ترت بوتیل اتر از اتیل ترت بوتیل اتر استفاده می شود. دی متیل اتر که از گاز طبیعی یا همراه با متانول یا از متانول به دست می آید، جایگاه ویژه ای دارد و یک سوخت دیزل عالی است. اشتیاق زیاد برای این سوخت در کشورهای آسیایی، ابتدا در چین، آشکار می شود، جایی که از آن به عنوان گاز بطری خانگی، به جای سوخت دیزل و به عنوان سوخت نیروگاه ها استفاده می شود. ماده اولیه اصلی تولید آن در چین زغال سنگ است.
حجم فزاینده ای از کار تحقیقاتی در مورد تولید سوخت های زیستی از انواع مختلف مواد خام تجدید پذیر، ابتدا بیواتانول و بیودیزل وجود دارد (طبق استاندارد ایالات متحده، استرهای کم آلکیل اسیدهای چرب از مواد خام گیاهی یا حیوانی به عنوان سوخت بیودیزل در نظر گرفته می شود. ). این محصولات با موفقیت توسط ایالات متحده آمریکا، کشورهای اتحادیه اروپا، برزیل و ... تولید می شوند. کارشناسان بر این باورند که تنها سوخت های زیستی نسل دوم که از نظر اقتصادی توجیه اقتصادی دارند بر اساس مواد خام غیرغذایی بیشتر هستند. فرآیندهای پیچیدهتحولات می تواند سبد انرژی جهان را متنوع کند. چشم انداز تولید و استفاده از سوخت های زیستی در روسیه تردیدهای جدی را ایجاد می کند.
با توجه به ارزیابی انرژی و ویژگی‌های عملکرد سایر سوخت‌های موتور، انواع سوخت‌های قابل استفاده‌تر عبارتند از سوخت‌های آبدار مصنوعی (SHF)، دی متیل اتر، اکسیژن‌های اضافه شده به سوخت‌های معمولی موتورهای نفتی. این نوع سوخت ها دارای ویژگی های انرژی و عملیاتی کاملاً قابل استفاده هستند؛ استفاده از آنها در واقع کاملاً با زیرساخت مصرف سوخت موجود مطابقت دارد و نیازی به سرمایه گذاری اضافی در این زیرساخت ندارد. پیکربندی های کوچک به معرفی دی متیل اتر نیاز دارند.
برای پیاده سازی در موتورها امیدوارکننده تر است احتراق داخلیمحصولات مایع زغال سنگ، گازهای قابل اشتعال و محصولات آبکی فرآوری آنها، الکل ها، روغن های گیاهی، همچنین هیدروژن به عنوان یک حامل انرژی انرژی بر و سازگار با محیط زیست است.
هنگام استفاده از سوخت های گازی و الکل ها، انتشار هیدروکربن ها، CO و اکسیدهای نیتروژن کاهش می یابد و هیدروژن به عنوان سوخت خطر تشکیل CO و هیدروکربن ها را از بین می برد، اما همراه با افزایش انتشار NO2. علاوه بر این، هنگام استفاده از سوخت های الکلی، محتوای آلدئیدها در انتشار 2-4 برابر افزایش می یابد.
گزینه‌هایی برای تولید سوخت‌های جایگزین بر اساس پیشرفت‌های بزرگ در تبدیل و ذخیره‌سازی انرژی با استفاده از سلول انرژی هیدروژن با معرفی منابع انرژی هسته‌ای در نظر گرفته می‌شوند. بزرگترین مصرف کنندگان (تا 90 درصد کل تولید) صنایع شیمیایی (تا 80 درصد کل مصرف) و صنایع پالایش نفت هستند. کار بر روی استفاده از راکتورهای با دمای بالا برای انرژی هیدروژن در کشورهای پیشرفته فناوری - ایالات متحده آمریکا، کره جنوبی، سرزمین طلوع خورشید، فرانسه، آفریقای جنوبی و چین آغاز شده است. توسعه چنین فناوری هایی در روسیه به حفظ موقعیت پیشرو خود در جهان در زمینه انرژی هسته ای کمک می کند.
استراتژی اکثر کشورها برای تولید سوخت های آبکی با کیفیت بالا از زغال سنگ و گازهای طبیعی با هدف توسعه فناوری های موسوم به CtL (زغال به مایعات) و GtL (گاز به مایعات) است. این فناوری ها مجموعه ای از تاسیسات تولید شیمیایی برای تبدیل زغال سنگ و گاز طبیعی به هیدروکربن های بالاتر، سوخت و محصولات شیمیایی (تولید گاز سنتز از متان، تبدیل گاز سنتز به هیدروکربن های بالاتر با استفاده از روش فیشر- تروپش، جداسازی و نهایی پردازش کالا).
فن آوری ها توانایی پردازش گاز سنتز را به طیف گسترده ای از محصولات - از اتیلن و آلفا الفین ها تا پارافین های سخت که عمدتاً خطی هستند، فراهم می کند. هیدروکربن های غیر اشباع عمدتاً توسط آلفا الفین ها با کمترین محتوای مواد معطر نشان داده می شوند. اما می توان ترکیب جناحی را در محدوده های نسبتاً گسترده ای متنوع کرد. پارامتر اصلی در اینجا دمای سنتز است.
همانطور که متخصصان VNIIGAZ LLC خاطرنشان می کنند، فناوری های شناخته شده هیچ تفاوت اساسی در ساخت زنجیره تکنولوژیکی ندارند. در مرحله اول، سنتز به دست می آید - گاز، مرحله 2 - سنتز فیشر-تروپش و مرحله 3 - یکسوسازی و متعاقب آن هیدروکراکینگ (یا هیدروایزومریزاسیون) بخش های سنگین هیدروکربن ها. بزرگترین شرکت های تولید کننده و پالایش نفت - ExxonMobil، Shell، ConocoPhyllips، Chevron، Marathon، Statol، Syntroleum و دیگران - چنین پروژه هایی را در مراحل مختلف اجرا، از کارخانه های آزمایشی گرفته تا شرکت های عامل، دارند. در واقع، حتی یک شرکت بزرگ نفت و گاز در جهان از جمله OJSC Gazprom وجود ندارد که فناوری خود را برای تولید سوخت از گاز نداشته باشد، در حالی که همه شرکت‌ها تلاش می‌کنند جزو شرکت‌کنندگان در پروژه احتمالی باشند. ایجاد یک کارخانه GTL و عدم مجوز توسعه آنها. به طور معمول، این گروه همچنین فناوری‌های مرتبطی را برای تبدیل متانول به بنزین (MtG)، متانول به الفین (MtO)، الفین به بنزین (الفین‌ها به بنزین و تقطیرها، MtGD) و تولید دی متیل اتر (DME) و انرژی در نظر می‌گیرد. تولید، از جمله از متانول.
واضح است که فناوری های تبدیل متان به گاز سنتز بر اساس واکنش های رفرمینگ بخار متان و اکسیداسیون جزئی است. نسبت CO:H2 در گاز سنتز به روش تولید آن بستگی دارد و برای تبدیل بخار و دی اکسید کربن متفاوت است. در واکنش سنتز هیدروکربن، بسته به کاتالیزور، نسبت CO:H2 = 1:1.5 و بالاتر است. موانع انتقال حرارت در فرآیندهای تبدیل گاز طبیعی خود گرمایی حل می شوند. یکی از رهبران توسعه فرآیندهای گاز سنتز گرمایی، Haldor Topsoe است که کارخانه‌هایی را برای پروژه‌های GtL در آفریقای جنوبی، قطر و نیجریه طراحی کرده است.
کارشناسان نسبت به قابلیت های توسعه صنعت GTL کاملا خوشبین هستند. البته، محصولات تاسیساتی که بر اساس واکنش فیشر-تروپش کار می‌کنند، به مفهوم رقابت با سوخت‌های دیزل نفتی، حل مشکلات نه جهانی، بلکه فردی منطقه‌ای در تامین سوخت را ممکن می‌سازد. امکان ترکیب واحدهای GTL و GtL (عملاً فاقد گوگرد و دارای محتوای کم ترکیبات معطر) با محصولات کلاسیک پالایشگاه‌های نفت برای به دست آوردن سوخت‌هایی که الزامات ایمنی محیطی را برآورده می‌کنند، به وضوح مشاهده می‌شود.
فن آوری برای تولید GTL از گاز طبیعی در روسیه توسعه یافته است. این مقاله توسعه مرحله پایین تولید LTL را در نیروگاه‌های کم فشار توصیف می‌کند که با کمترین تعداد مراحل، فشار پایین فرآیند، و توانایی استفاده از مواد خام گاز از میادین کم فشار و خارج از تعادل مشخص می‌شود. . این فرآیند دارای کنترل توان انعطاف پذیر، امکان مقیاس بندی چندگانه و ویژگی های اقتصادی خاصی است.
در حال حاضر علاقه به زغال سنگ به عنوان منبع مواد خام برای تولید GTL و محصولات شیمیایی با ارزش افزایش یافته است. تحقیقات در زمینه تولید محصولات مختلف از زغال سنگ در کشورهایی با ذخایر قابل توجه زغال سنگ یا افزایش مورد انتظار در تقاضای انرژی به شدت در حال انجام است. اما اطلاعات در مورد فن آوری استفاده جامع از زغال سنگ برای تولید فلزات متالورژی مایع مصنوعی و الکتریسیته، که امکان پاسخگویی انعطاف پذیر به نیازهای بازار برای یک یا محصول دیگر، از جمله آنهایی که برای درجات مختلف زغال سنگ طراحی شده اند، محدود است.
تحقیقات در زمینه تولید سوخت موتور مصنوعی و توسعه صنعتی آن توسط کشورهای مختلفی از جمله ایالات متحده آمریکا، آلمان، آفریقای جنوبی، ژاپن، بریتانیا، هلند، ایتالیا، فرانسه، نروژ و غیره انجام می شود.
چین که از نظر ذخایر زغال سنگ در رتبه سوم جهان قرار دارد (پس از ایالات متحده آمریکا و روسیه)، در تولید (بیش از 2 میلیارد تن)، مصرف (34٪) و ایجاد کارخانه های صنعتی CtL پیشرو در جهان است. مجتمع سوخت و انرژی حدود 60 درصد از کل زغال سنگ استخراج شده را مصرف می کند. ساخت تعدادی از شرکت های مختلف CtL، ابتدا در استان های شمالی استخراج زغال سنگ برنامه ریزی شده است. ساخت کارخانه های صنعتی در سال های 2010 تا 2011 برنامه ریزی شده است؛ در مجموع، 30 پروژه مختلف CtL در چین اعلام شده است که اجرای آن ها سهم GTL را به 10 درصد از کل مصرف فرآورده های نفتی تا سال 2020 می رساند که بیش از آن است. میانگین نرخ توسعه صنعت در جهان
برای راه حل ها مشکلات فنیهنگام پردازش زغال سنگ به عنوان ماده خام در فرآیند تولید سوخت های آبکی مصنوعی، فناوری هایی با استفاده از انرژی پلاسما مورد توجه قرار می گیرند. اثربخشی اجرای فناوری در بالاترین غلظت انرژی، بالاترین دما و فعالیت شیمیایی پلاسما به دست می آید. در مقایسه با فناوری های تولید کلاسیک (بازده GTL 120-140 کیلوگرم در تن زغال سنگ)، بازده GTL حدود 161 کیلوگرم در تن زغال سنگ خواهد بود. همراه با بالاترین بهره وری خاص، این فرآیند با سادگی، انعطاف پذیری و تجهیزات فشرده مشخص می شود، اما، به دلایل کاملا قابل درک، نمی تواند به طور گسترده توسط اقتصاد روسیه مورد نیاز باشد.
تحقیقات در مورد معضل تولید سوخت مصنوعی از زغال سنگ نیز در روسیه در حال انجام است. در فدراسیون روسیه در دهه 70-80 قرن گذشته، توسعه های تحقیقاتی، تجربی و طراحی شدیدی برای ایجاد یک تولید رقابتی سوخت موتور و محصولات شیمیایی از پالایش نفت از زغال سنگ قهوه ای و سخت، عمدتاً استخراج معادن روباز انجام شد. بزرگترین ذخایر جهان از کانسکو-آچینسک، کوزنتسک و سایر حوضه های زغال سنگ.
عنصری از فناوری‌های GtL و CtL، سنتز هیدروکربن‌ها از CO و H2 با استفاده از روش فیشر-تروپش است که یک سیستم پیچیده از واکنش‌های شیمیایی است که به طور متناوب و موازی در حضور یک کاتالیزور رخ می‌دهد. معادلات واکنش برای سنتز هیدروکربن ها در نمای کلیدر زیر ارائه می شوند.
برای سنتز آلکان ها:
nCO + (2n+1)H2 = CnH2n+2 + nH2O
2nCO + (n +1)H2 = CnH2n+2 + nCO2
3nCO + (n +1)H2 = CnH2n+2 +(2n+1)CO2
nCO2 + 3nH2 = CnH2n + 2 + 2nH2O
برای سنتز آلکن ها:
nCO + 2nH2 = CnH2n + nH2O
2nCO + nH2 = CnH2n + nCO2
3nCO + nH2O = CnH2n + 2nCO2
nCO2 + 3nH2 = CnH2n + 2nH2O
برای الکل ها و آلدئیدها:
nCO + 2nH2 = CnH2n + 1OH + (n - 1)H2O
(2n - 1)CO + (n+1)H2 = CnH2n+1OH + (n - 1)CO2
3nCO + (n+1)H2O = CnH2n+1OH + 2nCO2
(n+1)CO + (2n+1)H2 = CnH2n+1CHO + nH2O
(2n+1)CO + (n+1)H2 = CnH2n+1CHO + nCO2
کتون ها، اسیدهای کربوکسیلیک و استرها را می توان در مقادیر کم ایجاد کرد. یکی از عوارض فرآیند سنتز، تشکیل کربن از طریق واکنش بودوار است.
محصولات سنتز فیشر-تروپش به عنوان مواد خام شیمیایی زغال سنگ از اهمیت عملی بالایی برخوردار هستند، به ویژه به دلیل اینکه حاوی الفین های زیادی هستند. ترکیب محصولات نهایی را می توان با پیکربندی معیارهای اجرای سنتز تنظیم کرد: دما، فشار، ترکیب قوام تاریک کننده، کاتالیزور، زمان تماس، طراحی تکنولوژیکی فرآیند. بیشترین بازده هیدروکربن ها در سنتز با نسبت CO:H2 = 1:2 که بر اساس مجموع معادلات استوکیومتری محاسبه می شود، 208.5 گرم بر متر مکعب است.
برای بهینه سازی سنتز، لازم است استوکیومتری پیچیده، ترمودینامیک، سینتیک برهمکنش شیمیایی با در نظر گرفتن پارامترهای کاتالیزورها، وضعیت هیدرودینامیکی در راکتور، جرم و فرآیندهای تبادل حرارتی در نظر گرفته شود. بنابراین، انتخاب معیارهای تکنولوژیکی خوب برای سنتز هیدروکربن ها کار دشواری است که پیچیدگی آن در نیاز به دانش دقیق از الگوهای نفوذ است. ویژگی های تکنولوژیکیبر روی ترکیب محصول و روی یکدیگر. راه حل این مشکل شناسایی فرآیند با استفاده از مدل‌سازی ریاضی - ترسیم معادلاتی است که سینتیک فرآیند، وضعیت هیدرودینامیکی در راکتور، جرم و انتقال حرارت را توصیف می‌کند.
برای اجرای سنتز، تعداد زیادی طرح راکتور ایجاد شده است و تعداد زیادی گزینه برای سازماندهی طرح های تکنولوژیکی، از جمله موارد گردش، پیشنهاد شده است. در آفریقای جنوبی، کارخانه ساسول از سال 1983 با ظرفیت کل حدود 33 میلیون تن زغال سنگ در سال یا 4.5 میلیون تن در سال سوخت موتور فعالیت می کند. این فناوری مبتنی بر گازسازی زغال سنگ با استفاده از روش Lurgi تحت فشار و سپس سنتز هیدروکربن ها با استفاده از روش فیشر-تروپش است. از 3 روش سنتز فیشر-تروپش (فرایند در یک لایه معلق از یک کاتالیزور گرد و غبار طبق روش شرکت کلوگ، سنتز با عملکرد بالا بر روی یک کاتالیزور فلزی ثابت طبق روش رورکمی-لورگی و سنتز فاز مایع مطابق با روش Rheinpreuben-Koppers)، تنها 1 و تا حدی 2، بر اساس تجربه کاری بنگاه صنعتیدر Sasolburg (آفریقای جنوبی)، برای به دست آوردن مقادیر قابل توجهی سوخت موتور نسبتا مطلوب هستند.
یکی از گزینه های ارزیابی پارامترهای مثبت و منفی راکتورهای سنتز هیدروکربن در کار ارائه شده است. تعمیم سازندگان در جدول 1.1 آورده شده است.
جدول 1.1 - راکتورهای سنتز فیشر-تروپش