Фрагмент для ознакомления
2
Полимерные материалы занимают ведущее место в развитии промышленности, с каждым годом появляются новые полимеры с различными свойствами. Очень важными по масштабам производства являются капрон и нейлон, для получения которых, основными полупродуктами являются адипиновая кислота и капролактам. В связи с этим выбор правильного направления развития их производства, на основе доступного и дешевого сырья с применением наиболее технически и экономически эффективных процессов при минимальных капитальных вложениях имеет большее значение [1].
С 1899 года, после первого синтеза капролактама, исследователи вели поиск промышленного способа производства. Использование неароматического сырье для получения капролактама: н-бутана, ацетилена, фурфурола и др., не привело к обнадеживающим результатам. На сегодняшний день в производстве используют только ароматическое сырье. Основным исходным сырьем для получения капролактама, до последнего времени, в промышленном масштабе был фенол. Однако он является дефицитным продуктом и основной задачей был поиск более выгодного и доступного сырья. Существует несколько промышленных схем: фенольная, окислительная, фотохимическая, толуольная. Преимущество по технико-экономическим показателям, имеет окислительная схема. В настоящее время, примерно 70 % производства продуктов для полиамидов основывается на этом методе [3].
В промышленности капролактам получают окислением циклогексана до циклогексанола и циклогексанона. В процессе окисления кроме целевых продуктов образуются побочные реакции, а также в оксидате после реактора окисления присутствует большое количество непрореагировавшего циклогексана [2].
АО «СДС Азот» - входит в число крупнейших производителей азотных удобрений в России. Основными потребителями продукции являются промышленные и сельскохозяйственные предприятия более 40 стран мира. Компания объединяет КАО «Азот» (Кемерово) и ООО «Ангарский азотно-туковый завод» (Ангарск). Компания располагает мощностями для производства более 1 млн. тонн аммиака, свыше 1 млн. тонн аммиачной селитры, около 600 тыс. тонн карбамида, свыше 300 тыс. тонн сульфата аммония, более 100 тыс. тонн капролактама.
Компания «СДС Азот»:
- крупнейший производитель азотных удобрений в России;
- основной поставщик аммиачной селитры промышленного применения горнодобывающим предприятиям Сибири и Дальнего Востока с долей рынка в регионе около 85%;
- производит 1/3 общего объёма капролактама в России и обеспечивает около 50% общероссийского экспорта продукта.
Система менеджмента качества КАО «Азот» сертифицирована на соответствие требованиям международного стандарта ISO 9001:2015 и национального стандарта ГОСТ Р ИСО 9001-2015.
Цель данной практики: ознакомление с процессом производства капролактама при полном разделении продуктов окисления производимом на мощностях цеха Анон-2 КАО "Азот". Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: изучить оборудование, провести необходимые исследования, провести обработку полученных данных, составить материальный баланс, изучить альтернативные технологии.
Глава 1 Анализ технологического регламента
Капролактам (лактам - аминокапроновой кислоты) – представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, впервые был синтезирован в 1899 г. из пимелиновой кислоты О. Валлахом, но несколько десятилетий не имело практического значения. Только после того, как в 1938 году немецкий химик П. Шляк провел полимеризацию и установил, что из расплава полимера можно получать застывающие при охлаждении гибкие нити, отношение к капролактаму изменилось [3]. Тем самым было найдено новое исходное вещество для получения полиамидных волокон. Молекулярная формула приведена на рис. 1. Молекулярный вес – 113,16 г/моль. Температура кипения262,5С. Температура плавления – 68-69С [2].
Рисунок 1 – Вид молекулы
Капролактам – исходное сырье для производства полиамида, из которого производиться большой спектр химических продуктов, основными из которых являются синтетические волокна и нити, инженерные пластики и пленки. Крупнейшими конечными потребителями капролактамовых производных являются текстильная, автомобильная и шинная отрасли – инженерные пластики широко применяются в производстве автомобилей (заменитель металла), а кордная ткань – при изготовлении автомобильных шин [19].
Рисунок 2 – Упрощенная схема выпуска капролактама и его производных
Долгое время Европа занимала лидирующие позиции на мировом рынке по выпуску капролактама, однако в последнее время Азия нагнала свои позиции по поставкам на рынок [31].
Азиатский регион занимает значительную долю в мировом производстве капролактама за счет ввода новых и расширения существующих мощностей [31].
В ближайшие годы, спрос на капролактам будет расти примерно на 4%
в год.
На 2015 г. моровые мощности по производству капролактама составили 3,5 млн. т/год [31].
Рисунок 3 – Основные мощности производства капролактама
В России всего три предприятия которые выпускают капролактам, ОАО«Азот» (г. Кемерово), ОАО «Щекиноазот» (Тульская область) и АО «КуйбышевАзот» (г. Тольятти) [53]
Рисунок 4 – Доли Российских производителей капролактама
Технологический регламент №14 производство Капролактама цех Анона - 2, отделение окисления. Корпуса 955, 955а, 981, 985, 985а, 371 – представляет собой документ, состоящий из следующих пунктов:
1. Общая характеристика производства
2. Характеристика производимой продукции
3. Характеристика сырья, материалов, полупродуктов и энергоресурсов
4. Описание технологического процесса и схемы
5. Материальный баланс
6. Нормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсов
7. Контроль производства и управление технологическим процессом
8. Инциденты в работе и способы их устранения
9. Безопасная эксплуатация производства
10. Перечень обязательных инструкций
11. Технологические схемы производства
12. Спецификация на основное технологическое оборудование
Лист подписей Постоянного технологического регламента № 14 производство Капролактама, цех Анона - 2, отделение окисления. Корпуса 955, 955а, 981, 985, 985а, 371
Лист регистрации изменений и дополнений
Общий объем регламента составляет 223 листа.
В разделе общая характеристика производства представлены данные о производителе. Указан год ввода в эксплуатацию: отделение окисления введено в эксплуатацию в 1968 году, первоначальная проектная мощность 22000 тонн капролактама в год.
Мощность производства: проектная мощность цеха 24750 т/год, фактическая мощность 48801,5 т/год при работе оборудования 8400 часов в год по кубовому анону.
Количество технологических линий (потоков), стадий и их названия: в отделении окисления один технологический поток. Отделение окисления состоит из следующих стадий:
Показать больше
Фрагмент для ознакомления
3
1. Фурман, М.С. Производство циклогексанона и адипиновой кислоты окислением циклогексана/М.С. Фурман, А.С. Бадриан, [и д.р.] – М.: Химия, 1967. – 240с.
2. Аристов, Г.Е. Полупродукты для синтеза полиамидов/ Г.Е. Аристов, А.М. Проскурнин. – М.: Госхимиздат, 1963. – 13 с.
3. Бадриан, А.С. Производство капролактама/А.С. Бадриан, Ф.Г. Кокоулин, [и д.р.] / под редакцией В.И. Овчиников, В.Р. Ручинский – м.:Химия, 1977. – 264с.
4. Курганова Е.А., Сапунов В.Н., Кошель Г.Н., Фролов А.С. Селективное аэробное окисление циклогексил- и втор-алкиларенов до гидропероксидов в присутствии N-гидроксифталимида // Изв. академии наук. Сер. химическая. 2016. No 9. С. 2115–2128.
5. Апарнев А. И., Казакова А. А., Шевницына Л. В. - ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для вузов - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 160с. - ISBN: 978-5-534-04608-3 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/obschaya-i-neorganicheskaya-himiya-laboratornyy-praktikum-437997
6. Гельфман, М., & Юстратов, В. (2019). Неорганическая Химия. Современные Проблемы Науки и Образования, (1). Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsclk&AN=edsclk.14705189
7. Никитина Н. Г., Гребенькова В. И. - ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ В 2 Ч. ЧАСТЬ 1, ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 2-е изд., пер. и доп. Учебник и практикум для прикладного бакалавриата - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 211с. - ISBN: 978-5-534-04785-1 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/obschaya-i-neorganicheskaya-himiya-v-2-ch-chast-1-teoreticheskie-osnovy-438698
8. Никитина Н. Г., Гребенькова В. И. - ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. В 2 Ч. ЧАСТЬ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 2-е изд., пер. и доп. Учебник и практикум для СПО - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 211с. - ISBN: 978-5-534-03676-3 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/obschaya-i-neorganicheskaya-himiya-v-2-ch-chast-1-teoreticheskie-osnovy-438695
9. Сечко, О. И. (2018). Химия : дидактические материалы. В 2 ч. Ч. 1. Общая и неорганическая химия. Belarus, Europe: БГУ. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsbas&AN=edsbas.AFA8C77A
10. Стрельцов, Е. А., & Василевская, Е. И. (2008). Неорганическая химия. Учебно-методическое пособие для студентов химического факультета. Belarus, Europe: Минск: БГУ. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsbas&AN=edsbas.CC2BC7E4
11. Хаханина Т.И., Никитина Н.Г., Гребенькова В.И. - ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. Учебное пособие для прикладного бакалавриата - М.:Издательство Юрайт - 2017 - 287с. - ISBN: 978-5-534-03463-9 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/obschaya-i-neorganicheskaya-himiya-404014
12. Mazurina, S. A., Simonov-Emel'yanov, I. D., Lomovskoy, V. A., Kiselev, M. R., and Konstantinov, N. Y. Relaxation spectroscopy of polyethylenes of different molecular weight. – 2019 - Vol. 10, №. 1. - P. 174– 183.
13. ГОСТ 12.02.003 – 91 ССБТ. Оборудование производственное. Общее требования безопасности. – Взамен ГОСТ 12.2.003.74; введ. 1992-01- 01. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1992. – 11 с.
14. Kobayashi, S. Regioselective Ring-Opening Metathesis Polymerization of 3-Substituted Cyclooctenes with Ether Side Chains / S. Kobayashi, K. Fukuda, M. Kataoka, M. Tanaka // Macromolecules. – 2016. – Vol. 49. – P. 2493−2501.
15. Denisova, Yu. I. Facile synthesis of norbornene–ethylene–vinyl acetate/vinyl alcohol multiblock copolymers by the olefin cross-metathesis of polynorbornene with poly(5-acetoxy-1-octenylene) / Yu.I. Denisova, A.V. Roenko, O.A. Adzhieva et al. // Polymer Chemistry. – 2020. – Vol. 11. – P. 7063–7077.
16. Houang J, Perrone G.G., Pedrinazzi C., Longo L., Mawad D., Boughton P.C., Ruys A.J., Lauto A. Genetic Tolerance to Rose Bengal Photodynamic Therapy and Antifungal Clinical Application for Onychomycosis // Advanced Therapeutics. – 2019. – V. 2. – Iss. 2. – Paper № 1800105.
17. Anokhina, T. Phase Separation within a Thin Layer of Polymer Solution as Prompt Technique to Predict Membrane Morphology and Transport Properties / T. Anokhina, I.Borisov, A.Yushkin, G.Vaganov, A.Didenko, A.Volkov // Polymers. – 2020. – Vol. 12 №12. – P. 2785.
18. Anokhina, T. Express Method of Preparation of Hollow Fiber Membrane Samples for Spinning Solution Optimization: Polysulfone as Example / T. Anokhina, A.Raeva, S.Makaev, I.Borisov, V.Vasilevsky, A.Volkov // Membranes. – 2021. – Vol. 11 №6 – P. 396.
19. Anokhina, T. Express Method of Preparation of Hollow Fiber Membrane Samples for Spinning Solution Optimization: Polysulfone as Example / T. Anokhina, A.Raeva, S.Makaev, I.Borisov, V.Vasilevsky, A.Volkov // Membranes. – 2021. – Vol. 11 №6 – P. 396.