Содержание
1.1. История развития процесса 8
1.2. Обоснование мощности и места строительства установки
1.3. Назначение и актуальность процесса 14
1.4. Сырьё и продукты процесса 15
1.5. Техническая характеристика основных и побочных продуктов производства 19
1.6. Техническая характеристика исходного сырья и вспомогательных материалов 21
1.6.1. Силикат натрия растворимый (ГОСТ 13079–67) 21
1.6.2. Тригидрат алюминия – технический (ЦМТУ –945–41) сорт ГД-0 23
1.6.3. Натр едкий технический (сода каустическая) ГОСТ 2263 –59 24
1.6.4. Селитра аммиачная (нитрат аммиака) 24
1.7. Физико–химические константы и свойства исходных, промежуточных и конечных продуктов. 26
1.8. Типы промышленных катализаторов крекинга 32
1.9. Химизм и механизм процесса 34
1.10. Влияние условий приготовления и обработки катализаторов на их свойства 40
1.10.1. Влияние рН золя на время коагуляции 40
1.10.3. Активация гидрогелей 42
1.10.5. Сушка частиц катализатора 45
1.10.6. Прокаливание частиц 47
1.10.7. Влияние концентрации оксида алюминия в алюмосиликате на его активность 48
1.10.8. Влияние концентрации РЗЭY в цеолиталюмосиликатном катализаторе на его активность 49
1.11. Блок-схема приготовления порошкообразного цеолита NaY 50
1.12. Химический состав получаемых и реагирующих веществ в процессе получения катализатора NaY 51
1.13. Способы получения цеолитов 52
1.14. Реакторы для получения цеолитного катализатора NaY 55
1.15. Описание принципиальной технологической схемы производства цеолита NaY 58
1.15.1.Узел приготовления жидкого стекла. 58
1.15.2.Узел приготовления раствора нитрата аммония 61
1.15.3.Узел приготовления суспензии кремнезема 62
1.15.4. Узел приготовления реакционной массы 62
1.15.5. Узел приготовления алюмината натрия 63
1.15.6. Узел кристаллизации и промывки цеолита 65
1.16.1.Узел приготовления раствора жидкого стекла 66
1.16. 2. Узел приготовления раствора азотнокислого аммония 67
1.16.4. Узел фильтрации и отмывки лепешки кремнезема 67
1.16.5. Узел приготовления раствора алюмината натрия 68
1.16.6. Узел приготовления реакционной массы 69
1.16. 7. Узел кристаллизации реакционной массы 69
1.16.8. Узел промывки цеолитной пульпы 70
1.16.9. Узел приготовления суспензии цеолита 70
1.17. Перспективы развития процесса синтеза цеолитов 68
2. Расчетно-технологическая часть 72
2.1.Расчет материального баланса процесса приготовления цеолита NaY 73
2.1.1.Узел кристаллизации реакционной массы 73
2.1.5. Узел приготовления реакционной массы 86
2.1.6. Узел осаждения кремнезема из раствора жидкого стекла 89
2.1.7. Узел фильтрации суспензии кремнезема 92
2.1.8. Узел промывки лепешки кремнезема 94
2.1.10. Узел приготовления крепкого раствора жидкого стекла 100
2.1.11. Узел приготовления 25% раствора нитрата аммония 102
2.1.12. Узел приготовления раствора алюмината натрия 104
2. 2. Технологический расчет автоклава для разварки силикат – глыбы. 107
2.2.1. Исходные данные для расчета 107
2.2.2. Технологический баланс разварки силикат-глыбы в автоклаве 108
3.1. Характеристика объекта автоматизации 113
3.2. Выбор контролируемых и регулируемых параметров 114
3.3. Выбор технических средств АСУТП 115
3.3.1. Характеристики контроллера Decont-182 116
3.3.2. Модули ввода/вывода 117
3.3.3. Коммуникационные возможности 118
3.3.4. Встроенное ПО контроллера Decont-182 120
3.4. Спецификация технических средств АСУ ТП 124
4. Безопасность жизнедеятельности 127
4.1. Задачи безопасности жизнедеятельности 128
4.2. Объекты и предметы БЖД 129
4.3. Пожарная безопасность 133
4.5. Общие требования по технике безопасности 134
4.5. Анализ травматизма на установке получения катализатора NaY 136
5. Охрана окружающей среды 139
5.1.Природоохранные мероприятия 140
6.1. Капитальные вложения на строительство установки 145
6.2. Основные средства установки 146
6.3. Производственная программа установки 148
6.4. Организация труда на установке 149
6.5. Фонд заработной платы работников установки 150
6.6. Себестоимость продукции 153
6.7. Экономическая эффективность строительства
Выводы 163
Список использованной литературы 165
Синтетические цеолиты могут быть отнесены к новому классу синтетических неорганических материалов – классу пористых кристаллов. Интерес к этим материалам начал возрастать особенно быстро с конца 50–х гг. прошлого столетия, когда были выявлены возможности воспроизводимого синтеза цеолитов в сравнительно простых условиях и наметились основные области их практического применения (катализ, осушка газов, адсорбционное разделение смесей, тонкая очистка, хроматография, вакуумная техника).
Мировой уровень современного промышленного производства синтетических цеолитов достигает нескольких сотен тысяч тонн в год и определяется, главным образом, потребностями нефтехимической промышленности, где синтетические цеолиты некоторых структурных типов находят широкое применение в качестве катализаторов.
Несомненно, что именно перспективы широкого практического использования синтетических цеолитов послужили главным стимулом к развитию исследований в области синтеза цеолитов и изучения их свойств. Вместе с тем цеолиты сами по себе являются интересными объектами для научных исследований: они представляют собой пористые тела, характеризующиеся определенной структурой скелета и регулярной геометрией пор (внутрикристаллических полостей и каналов). Важной особенностью цеолитов является возможность варьирования химического состава кристаллов и геометрических параметров (формы и размеров) внутрикристаллических пор, т.е. возможность их структурного и химического модифицирования, что можно осуществлять либо варьируя условия прямого синтеза цеолитов, либо изменяя химический состав кристаллов цеолитов одного и того же структурного типа.
Благодаря сравнительной легкости химического модифицирования цеолитов появляются широкие возможности для осуществления контролируемых изменений структуры и свойств кристаллов. Это обстоятельство делает цеолиты весьма удобными объектами для исследования адсорбционных равновесий, природы адсорбционных взаимодействий, механизма и кинетики каталитических реакций, молекулярно–ситовых эффектов, диффузии молекул в тонких порах контролируемых размеров [1].
1.15. Описание принципиальной технологической схемы производства цеолита NaY
В качестве исходного сырья для приготовления порошкообразного цеолита используется силикат-глыба, гидроокись алюминия, едкий натр, в качестве реагента - азотнокислый аммоний.
Промежуточными продуктами для получения цеолита NaY являются растворы жидкого стекла, алюмината натрия, нитрата аммония, мелкодисперсный аморфный кремнезем. Процесс получения порошкообразного цеолита NaY состоит из следующих стадий (рисунок 1.3):
– приготовление раствора жидкого стекла;
– приготовление раствора алюмината натрия;
– приготовление раствора азотнокислого аммония;
– осаждение раствора жидкого стекла раствором азотнокислого аммония;
– фильтрация суспензии кремнезема и ее промывка на фильтр– прессах «ФПАК–М–1»;
– приготовление реакционной массы;
– кристаллизация реакционной массы;
– промывка кристаллов цеолитов от избытка щелочи на фильтр – прессах «ФПАК–М–2»;
– приготовление суспензии цеолита
1.15.1.Узел приготовления жидкого стекла.
Силикат-глыба поступает на склад в открытых железнодорожных вагонах. Склад представляет собой утепленное хранилище закрытого типа, вмещающее 200 т силикат-глыбы.
Склад оборудован двумя продольными железобетонными закромами, облицованными листовой сталью толщиной 3–4 мм. Бункер должен исключать замачивание силиката грунтовыми водами. Между закромами хранилища предусмотрена прокладка нормальной железнодорожной колеи для подачи вагонов с силикатом внутрь склада для разгрузки.
Вагоны разгружаются вниз, под себя, с открытием нижних люков, что обеспечивает минимальные затраты ручного труда обслуживающего персонала при их разгрузке и зачистке. Для обслуживания вагонов при открытии днища, для выгрузки силиката по обеим сторонам железнодорожного пути на участке примерно 15 м, должны быть смонтированы обслуживающие площадки шириной 0,8 м с ограждениями с двух сторон, не препятствующими выгрузке силиката. Закрытие днища люков вагонов осуществляется вне склада.