Виды технологических процессов. Термические, барометрические, каталитические процессы. Их суть и особенности. Область использования

Министерство образования  Украины

Одесский Национальный Политехнический Университет

 

 

 

 

Кафедра технологии

промышленности

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

По дисциплине:

Системы технологий промышленности

 

На тему: «Виды  технологических процессов. Термические, барометрические, каталитические процессы. Их суть и особенности. Область использования»

 

 

 

 

 

Специальность

Экономика предприятий

Группа ОП-122

   Руководитель Яровой Ю.В.

Разработала Кармацкая А.П.

 

 

 

 

 

 

 

 

Одесса 2012

 

 

Содержание:

1. Виды технологических процессов …………………………….3-4стр.
2. Суть и особенности термических, барометрических и каталитических процессов……………………………............4-12стр.
1. Термические процессы……………………………...4-9стр.
2. Барометрические процессы………………………....9-10стр.
3. Каталитические процессы……………………………..10-12стр.

3. Список литературы…………………………………………...…..13стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виды технологических  процессов

Технологические процессы в зависимости от своего назначения и условий производства могут иметь различные виды и формы. Вид технологического процесса определяется числом изделий, охватываемых процессом (одно изделие, группа однотипных или разнотипных или разнотипных изделий).

В соответствии с ГОСТ 3 1109—82 технологические процессы подразделяют на: единичные, унифицированные, типовые, групповые, перспективные, рабочие, проектные, временные и стандартные.

Единичный технологический процесс — это технологический процесс изготовления изделия одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства. Разработка такого процесса характерна для оригинальных изделий, не имеющих общих признаков с изделиями, ранее изготовленными на предприятии.

Унифицированный технологический процесс — это технологический процесс, относящийся к группе деталей, характеризующихся общностью конструктивных и технологических признаков. Унифицированные технологические процессы подразделяются на типовые и групповые и находят широкое применение во всех видах серийного производства.

Типовой технологический процесс — это технологический процесс изготовления группы деталей с общими конструктивными и технологическими признаками, характеризуется общностью содержания и последовательности большинства технологических операций для группы таких деталей и используется как информационная основа при разработке рабочего технологического процесса.

Групповой технологический процесс — это технологический процесс изготовления группы деталей с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

В соответствии с этим определением групповой технологический  процесс представляет собой процесс обработки деталей различной конфигурации, состоящий из комплекса групповых технологических операций, выполняемых на специализированных рабочих местах в последовательности технологического маршрута изготовления определенной группы деталей (ГОСТ 14.316—75). Групповые процессы, применяемые в промышленности, разрабатывают на конструктивно и технологически сходные детали для всех типов производства, не только на уровне предприятия.

Перспективный технологический процесс — это технологический процесс, соответствующий современным достижениям науки и техники, методы и средства осуществления, которого полностью или частично предстоит освоить на предприятии.

Рабочий технологический процесс — это технологический процесс, выполняемый по рабочей технологической документации, разрабатывается только на уровне предприятия и применяется для изготовления конкретной детали.

Стандартный технологический процесс — это технологический процесс, установленный стандартом и выполняемый по рабочей технологической документации, оформленной стандартом (ОСТ, СТП), и относящийся к конкретному оборудованию, режимам обработки и технологической оснастке.

Комплексный технологический процесс — это процесс, в состав которого включаются не только технологические операции, но и транспортно-накопительные, контрольные, моечные, загрузочно- разгрузочные и др. Такие процессы проектируются при создании АЛ и ГПС.

 

Суть и особенности  термических, барометрических и  каталитических процессов

 

Под термическими процессами подразумевают процессы химических превращений нефтяного сырья — совокупности реакций крекинга (распада) и уплотнения, осуществляемые термически, т. е. без применения катализаторов. Основные параметры термических процессов, влияющие на ассортимент, материальный баланс и качество получаемых продуктов, — качество сырья, давление, температура и продолжительность термолиза 1.

В современной нефтепереработке применяются  следующие типы термических процессов:

Термический крекинг

высококипящего дистиллятного  или остаточного сырья при  повышенном давлении (2…4 МПа) и температуре 500…540 °С с получением газа и жидких продуктов.

С начала возникновения и до середины XX в. основным назначением этого  «знаменитого» в свое время процесса было получение из тяжелых нефтяных остатков дополнительного количества бензинов, обладающих, по сравнению с прямогонными, повышенной детонационной стойкостью (60…65 пунктов по ОЧММ), но низкой химической стабильностью. В связи с внедрением и развитием таких более эффективных каталитических процессов, как каталитический крекинг, каталитический риформинг, алкилирование и др., процесс термического крекинга остаточного сырья как бензинопроизводящий ныне утратил свое промышленное значение. В настоящее время термический крекинг применяется преимущественно как процесс термоподготовки дистил-лятных видов сырья для установок коксования и производства термогазойля. Применительно к тяжелым нефтяным остаткам промышленное значение в современной нефтепереработке имеет лишь разновидность этого процесса, получившая название висбрекинга, — процесс легкого крекинга с ограниченной глубиной термолиза, проводимый при пониженных давлении (1,5…3 МПа) и температуре с целевым назначением снижения вязкости котельного топлива.

Коксование

— длительный процесс термолиза тяжелых остатков или ароматизированных высококипящих дистиллятов при невысоком давлении и температуре 470…540 °С. Основное целевое назначение коксования — производство нефтяных коксов различных марок в зависимости от качества перерабатываемого сырья. Побочные продукты коксования — малоценный газ, бензины низкого качества и газойли. Кокс-серое, чуть серебристое, пористое и очень твердое вещество, более чем на 96% состоящее из углерода и получаемое при на­гревании каменного угля или нефтяных пеков без доступа воздуха при 950-1050°С. Процесс получения- кокса в результате переработки природных топлив называется коксованием.

 

Схема коксования: 1. - коксовая батарея; 2. - сборный канал продуктов горения; 3. - газопровод; 4. - отделитель конденсата; 5. - газовый холодильник; 6. - электрофильтр; 7. - газодувка; 8. - трубопровод для отвода конденсата; 9. – отстойник; 10. – хранилище смолы; 11. – хранилище аммиачной воды; 12. – аммиачная колонна; 13. – сатуратор; 14. – бензольный скруббер; 15. – бензольная колонка.

Кокс применяют для изготовления элек­тродов, для фильтрования жидкостей и, самое главное, для восстановления железа из железных руд и концентратов в доменном процессе выплавки чугуна.

В наше время 10% добываемого в мире ка­менного угля превращают в кокс. Коксование проводят в камерах коксовой печи, обогре­ваемых снаружи горящим газом. При повы­шении температуры в каменном угле проис­ходят разнообразные процессы. При 2500С из него испаряется влага, выделяются СО и СО2; при 3500С уголь размягчается, перехо­дит в тестообразное, пластическое состояние, из него выделяются углеводороды-газоо­бразные и низкокипящие, а также азотистые и фосфористые соединения. Тяжелые уг-листые остатки спекаются при 5000С, давая полукокс. А при 7000С и выше полукокс те­ряет остаточные летучие вещества, главным образом водород, и превращается в кокс.

Пиролиз

— высокотемпературный (750…800 °С) термолиз газообразного, легкого  или среднедистиллятного углеводородного  сырья, проводимый при низком давлении и исключительно малой продолжительности. Основным целевым назначением пиролиза является производство олефинсодержащих газов. В качестве побочного продукта при пиролизе получают высокоароматизированную жидкость широкого фракционного состава с большим содержанием непредельных углеводородов.

В основу работы газогенераторного  промышленного котла положен принцип пиролизного сгорания (или сухой перегонки) горючего, смысл которого заключается в том, что под действием высокой температуры и в условиях дефицита кислорода сухая древесина распадается на летучую часть - называемую пиролизным газом и твердый остаток – кокс (древесный уголь). Пиролиз древесины происходит при температуре 200 – 800 °С. Пиролиз - процесс экзотермический, проходящий с выделением тепла, за счет чего, улучшается прогрев и сушка топлива в котле, и происходит подогрев поступающего в зону горения воздуха.

Смешение кислорода воздуха  с выделившимся пиролизным газом  при высокой температуре вызывает процесс горения последнего, который  используется в дальнейшем для получения  тепловой энергии. При этом следует  отметить, что пиролизный газ в процессе сгорания взаимодействует с активным углеродом, в результате чего дымовые газы при выходе из котла практически не содержат вредных примесей, состоящие по большей части из смеси углекислого газа и водяного пара. И даже углекислого газа такой котел будет выбрасывать в атмосферу до трёх раз меньше, по сравнению с обычным дровяным и, тем более, угольным котлом. В результате протекания процесса пиролиза выделяется минимальное количество золы, сажи и нагара, поэтому котел реже, чем обычный, нуждается в чистке. Пиролизные (газогенераторные) промышленные твердотопливные котлы. В отличие от традиционных твердотопливных котлов, в пиролизных (газогенераторных) котлах горит древесный газ, выделяющийся из древесины под воздействием высокой температуры. Во время такого горения не выделяется сажа и появляется малое количество золы. В газогенераторных котлах (с пиролизным горением) древесный газ, возникающий по средствам высокой температуры в отсеке топлива, проходит через специальную форсунку и горит очень чистым пламенем желтого, даже почти белого цвета. Котлы с пиролизным сжиганием древесины (газогенераторные котлы) имеют больший КПД (до 85 %) и позволяют автоматически регулировать мощность.

 

 

 

Процесс получения  технического углерода

(сажи) — исключительно высокотемпературный (свыше 1200 °С) термолиз тяжелого высокоароматизированного дистиллятного сырья, проводимый при низком давлении и малой продолжительности. Этот процесс можно рассматривать как жесткий пиролиз, направленный не на получение олефинсодержащих газов, а на производство твердого высокодисперсного углерода — продукта глубокого термического разложения углеводородного сырья, по существу на составляющие элементы.

Процесс предназначен для получения техниче­ского  углерода марок ПМ-50, ПМ-75 и ПМ-100 путем  термического разложения углеводородов  при неполном турбулентном горении. Эти марки техни­ческого углерода в основном применяют при изго­товлении  шин и резиновых технических изделий.

В качестве сырья используют смеси жидких продуктов нефтяного (60—70 % об.) и каменно­угольного (30—40 % об.) происхождения. Из про­дуктов нефтепереработки наиболее широко приме­няют термогазойль, зеленое масло, экстракты га­зойлей  каталитического крекинга, а из продуктов коксохимии — антраценовое  масло,   хризеновую фракцию и пековый дистиллят. Сырье представляет собой углеводородные фракции, выкипающие при температуре выше 200 °С и содержащие значитель­ное количество ароматических углеводородов (60— 90 % масс.). Применяемое сырье в соответствии с тре­бованиями стандартов контролируется по следу­ющим показателям: плотность, индекс корреляции, показатель преломления, вязкость, содержание серы, влаги и механических примесей, коксуемость.

Процесс получения нефтяных пеков

(пекование)  — новый внедряемый в отечественную  нефтепереработку процесс термолиза  (карбонизации) тяжелого дистиллятного  или остаточного сырья, проводимый  при пониженном давлении, умеренной  температуре (360…420 °С) и длительной продолжительности. Помимо целевого продукта — пека — в процессе получают газы и керосино-газойлевые фракции.

В последние годы все  более актуальной становится проблема получения заменителя каменноугольного пека, применяющегося во все возрастающих количествах в ряде отраслей промышленности. Острота этой проблемы обусловливается непрерывным ростом дефицита и повышенной канцерогенностью пеков каменноугольного происхождения.

Пек представляет собой  битуминозный материал черного или  бурого цвета с блестящим раковистым изломом. При нормальных условиях — обычно твердое вещество, а при нагревании выше температуры размягчения переходит в вязко-текучее состояние. Пеки в зависимости от применения классифицируются на следующие группы:

I —  пеки-связующие,  применяемые при изготовлении самообжигаю-

щихся или обожженных анодов, графитированных электродов, электроугольных изделий и конструкционных  материалов на основе графита;

II  — пропитывающие;

III  — брикетные  пеки-связующие (для частичного  брикетирования

углей перед их коксованием, литейных коксобрикетов, коксо-брикетов для цветной металлургии);

IV — волокнообразующие;

V —  специальные  пеки;

VI — сырье коксования.

Наиболее крупномасштабными  потребителями пеков (как и неф

тяных коксов) являются производства анодов и графитированнных

электродов.

Процесс получения нефтяных битумов

— среднетемператур-ный  продолжительный процесс окислительной  дегидроконденсации (карбонизации) тяжелых  нефтяных остатков (гудронов, асфальтитов  деасфальтизации), проводимый при атмосферном  давлении и температуре 250…300 °С.

Различают три основных способа производства нефтяных битумов.

1.Концентрирование нефтяных остатков путем перегонки их в вакууме в присутствии водяного пара или инертного газа (при переработке сверхтяжелых асфальтосмолистых нефтей остаточные битумы могут быть получены атмо-сферной перегонкой). В некоторых странах к остаточным битумам относят и асфальт процесса деасфальтизации гудрона. В других странах его выделяют в отдельный способ - получение осажденных битумов.

2.Окисление кислородом воздуха различных нефтяных остатков (мазутов, гудронов, полугудронов, асфальтов деасфальтизации, экстрактов селективной очистки масел, крекинг- остатков или их смесей) при температуре 180 - 300° С .

3.Компаундирование (смешение) различных нефтяных остатков с дистилля-тами и с окисленными или остаточными битумами и др.