ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СТАДИЕЙ СИНТЕЗА ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛАМИНОВ - Студенческий научный форум

IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СТАДИЕЙ СИНТЕЗА ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛАМИНОВ

 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Этаноламин HO-CH2CH2-NH2 (2-аминоэтанол) - органическое соединение, представитель класса аминоспиртов, густая маслянистая жидкость, смешивается с водой во всех отношениях, обладает сильными щелочными свойствами.

Этаноламин получают действием аммиака на этиленхлоргидрин (2-хлорэтанол):

HOCH2CH2Cl + NH3 → HOCH2CH2NH2 +HCl

В промышленности синтез этаноламина проводится присоединением аммиака к этиленоксиду:

(CH2)2O + NH3 → HOCH2CH2NH2

Наряду с моноэтаноламином при этом получаются диэтаноламин и триэтаноламин:

2 HOCH2CH2NH2 + 3 (CH2)2O → (HOCH2-CH2)2NH + (HOCH2-CH2)3N

Моноэтаноламин технический применяется в газовой и нефтяной промышленности для поглощения кислых газов и серосодержащих органических соединений, в фармацевтической, текстильной, лакокрасочной промышленности, в производстве пластмасс.

Диэтаноламин технический применяется в технологии органического синтеза, в качестве сорбента для очистки природного газа, в производстве моющих средств, косметических препаратов, производстве эмульгаторов, лекарственных веществ, ингибиторов коррозии.

Триэтаноламин технический применяется для газоочистки при получении чистой углекислоты, в текстильной промышленности, в парфюмерии и цементной промышленности, как сырье в ряде органических синтезов.

Технологический процесс получения этаноламинов состоит из следующих стадий:

  • прием исходного сырья,
  • синтез этаноламинов,
  • отгонка аммиака,
  • отгонка возвратного моноэтаноламина,
  • отгонка товарного моноэтаноламина,
  • доотгонка моноэтаноламина,
  • отгонка диэтаноламина,
  • прием, хранение и отгрузка готового продукта.

В основу производства положена технология получения этаноламинов из окиси этилена и аммиака с использованием продуктов реакции - этаноламинов - в качестве катализаторов основной реакции.

По указанной выше технологии синтез этаноламинов может проводиться при следующих параметрах:

давление    - 1.40-3.50 МПа,

температура   - 40-70 °С,

мольное соотношение аммиака и окиси этилена,

поступающих в зону реакции   - от 8:1 до 30:1.

Избыточный аммиак выделяется из реакционной смеси в три ступени:

  • отгонкой под давлением синтеза;
  • отгонкой под давлением 1.40-1.60 МПа;
  • десорбцией под давлением 0.30-0.40 МПа.

Выделившийся аммиак возвращается в процесс.

Из полученной после удаления аммиака смеси этаноламинов отгоняется в пленочном испарителе возвратный моноэтаноламин, а оставшаяся смесь этаноламинов разделяется на готовые продукты вакуумной ректификацией на трех колоннах с регулярной насадкой и с пленочными кипятильниками.

Все стадии технологического процесса решены по непрерывной схеме.

В соответствии с конъюнктурой рынка этаноламинов технология предусматривает два варианта работы производства по соотношению выпускаемых этаноламинов.

В обоих вариантах минимизирован выпуск триэтаноламина, сбыт которого затруднен. Варианты отличаются соотношением выпускаемых моно- и диэтаноламинов. В первом варианте преобладает диэтаноламин, во втором варианте - моноэтаноламин. Разница в соотношении моно- и диэтаноламинов достигается за счет изменения количества циркулирующего в процессе моноэтаноламина.

Базовые для данной технологии варианты работы производства, характеризующиеся соотношением выпускаемых этаноламинов, приведены в таблице 1.

Таблица 1. Варианты работы производства этаноламинов

Наименование продуктов

Доля в общем выпуске, %

I вариант

II вариант

Моноэтаноламин технический

30

63

Диэтаноламин технический

58

29

Триэтаноламин технический

12

8

Наличие лишь двух режимов работы ограничивает вариативность соотношения получаемых моно-, ди- и триэтаноламинов, отсутствует возможность получения отдельных компонентов в широком диапазоне концентраций. Оптимальным вариантом является такая работа производства, которая обеспечивает максимальную вариативность каждого компонента смеси этаноламинов, а также возможность получения максимального выхода какого-либо компонента при минимальном выходе остальных.

Для создания такого режима работы производства необходима разработка новой системы управления, основанной на использовании математической модели. В связи с этим, в работе определяется критерий оптимизации, выявляются пути создания оптимальной системы управления процессом производства этаноламинов и обосновывается выбор современных средств автоматизации.

Просмотров работы: 54