Проєкт відділення одержання дибутиладипінату продуктивністю 10000 т/рік

Abstract

У даній дипломній роботі розглянуто технологію процесу естерифікації з одержанням дибутиладипінату — важливого хімічного продукту, який широко застосовується як пластифікатор у полімерній промисловості. Детально розглянуто науково-теоретичні основи процесу естерифікації, включаючи механізм реакції. Особливу увагу приділено дослідженню впливу різних умов на перебіг процесу, включаючи вибір оптимального каталізатора та температурного режиму, що дозволяє підвищити ефективність процесу й забезпечити максимальний вихід цільового продукту. Проведено порівняльний аналіз різних технологічних схем виробництва дибутиладипінату, розглянуто переваги та недоліки періодичного та безперервного процесів. На основі техніко-економічного порівняння була обрана технологічна схема безперервної дії як найбільш ефективна для промислового застосування, що забезпечує високий вихід продукту, стабільність якості, мінімізацію експлуатаційних витрат та економічну доцільність виробництва. Вибрано відкритий варіант компонування технологічного обладнання, що забезпечує оптимальні умови для обслуговування, ремонту та безпечної експлуатації апаратури. У роботі виконано детальні технологічні розрахунки основного обладнання, включаючи реактор, дистиляційні колони, теплообмінники та допоміжне обладнання. Проведено розрахунок матеріального та теплового балансів процесу, визначено оптимальні геометричні параметри апаратів, що сприяє забезпеченню високої енергоефективності. Обґрунтовано вибір конструкційних матеріалів з урахуванням корозійної стійкості, температурних режимів експлуатації, а також впливу агресивного хімічного середовища, характерного для процесів естерифікації. Окрему увагу приділено питанням охорони праці, промислової та екологічної безпеки. Ідентифіковано потенційно небезпечні фактори, пов’язані з виробництвом дибутиладипінату, зокрема можливість витоків хімічних речовин, вплив високих температур і тиску, а також утворення вибухонебезпечних сумішей. Розроблено комплекс організаційних і технічних заходів для забезпечення безпечних умов праці персоналу, включаючи системи примусової вентиляції, автоматичного пожежогасіння, сигналізації та аварійного зупину обладнання, а також систему індивідуального захисту працівників. У економічній частині роботи здійснено детальний розрахунок економічної ефективності виробництва дибутиладипінату. Визначено капітальні витрати на створення виробництва, включаючи вартість обладнання, будівельно-монтажних робіт, пуско-налагоджувальних операцій, витрати на сировину, енергоносії, обслуговування персоналу. Проведено оцінку терміну окупності інвестиційного проєкту та аналіз основних фінансових показників, що підтверджують доцільність впровадження запропонованої технології в умовах сучасного хімічного виробництва. Отримані результати дипломної роботи свідчать про технічну та економічну обґрунтованість застосування безперервного способу виробництва дибутиладипінату. Запропонована технологічна схема дозволяє досягти високих показників ефективності, стабільної якості кінцевого продукту та відповідності вимогам безпеки, що робить її перспективною для масштабного промислового впровадження.In this diploma considers the technology of the esterification process to obtain dibutyl adipate, an important chemical product widely used as a plasticizer in the polymer industry. The scientific and theoretical foundations of the esterification process, including the reaction mechanism, are considered in detail. Particular attention is paid to the study of the influence of various conditions on the course of the process, including the selection of the optimal catalyst and temperature regime, which allows increasing the efficiency of the process and ensuring the maximum yield of the target product. A comparative analysis of various technological schemes for the production of dibutyl adipate is carried out, the advantages and disadvantages of batch and continuous processes are considered. Based on the technical and economic comparison, a continuous technological scheme was selected as the most effective for industrial application, which ensures high product yield, quality stability, minimization of operating costs and economic feasibility of production. An open version of the layout of technological equipment was selected, which provides optimal conditions for maintenance, repair and safe operation of the equipment. The work includes detailed technological calculations of the main equipment, including the reactor, distillation columns, heat exchangers and auxiliary equipment. The material and heat balances of the process are calculated, and the optimal geometric parameters of the apparatus are determined, which contributes to ensuring high energy efficiency. The choice of structural materials is justified, taking into account corrosion resistance, operating temperature conditions, as well as the influence of an aggressive chemical environment characteristic of esterification processes. Special attention is paid to the issues of labor protection, industrial and environmental safety. Potentially dangerous factors associated with the production of dibutyl adipate are identified, in particular the possibility of chemical leaks, the influence of high temperatures and pressures, as well as the formation of explosive mixtures. A set of organizational and technical measures has been developed to ensure safe working conditions for personnel, including forced ventilation systems, automatic fire extinguishing, signaling and emergency shutdown of equipment, as well as a system of personal protection for workers. In the economic part of the work, a detailed calculation of the economic efficiency of dibutyl adipate production was carried out. Capital costs for the creation of production were determined, including the cost of equipment, construction and installation works, commissioning operations, costs for raw materials, energy, and personnel maintenance. An assessment of the payback period of the investment project and an analysis of the main financial indicators were carried out, confirming the feasibility of implementing the proposed technology in the conditions of modern chemical production. The results of the thesis indicate the technical and economic feasibility of using a continuous method of dibutyl adipate production. The proposed technological scheme allows achieving high efficiency indicators, stable quality of the final product and compliance with safety requirements, which makes it promising for large-scale industrial implementation