Методические указания для курсового и дипломного проектирования Москва 2009

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НЕФТИ и ГАЗА им. И.М. ГУБКИНА

_____________________________________________________________________________

Л.И.Толстых, Л.Ф.Давлетшина, О.Ю.Ефанова

ПРОИЗВОДСТВО ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ ДЛЯ НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ НА ОСНОВЕЧЕТВЕРТИЧНЫХ АММОНИЙНЫХ И ПИРИДИНИЕВЫХ СОЛЕЙ

Методические указания для курсового и дипломного проектирования

Москва - 2009

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НЕФТИ и ГАЗА им. И.М. ГУБКИНА

_____________________________________________________________________________

Кафедра технологии химических веществ для нефтяной и газовой промышленности

Л.И.Толстых, Л.Ф.Давлетшина, О.Ю.Ефанова

ПРОИЗВОДСТВО ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ ДЛЯ НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ НА ОСНОВЕЧЕТВЕРТИЧНЫХ АММОНИЙНЫХ И ПИРИДИНИЕВЫХ СОЛЕЙ

Методические указания для курсового и дипломного проектирования

Одобрено методической комиссией факультета химической технологии и экологии.

Москва – 2009

УДК 661.7

Л.И.Толстых, Л.Ф.Давлетшина, О.Ю.Ефанова. Методические указания для курсового и дипломного проектирования. Производство ингибиторов коррозии для нефтегазодобычи на основе четвертичных аммонийных и пиридиниевых солей.- М.: РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2009.- 31 с.

Даны методические рекомендации для курсового и дипломного проектирования на тему «Производство ингибиторов коррозии для нефтегазодобычи на основе четвертичных аммонийных и пиридиниевых солей». Приведены исходные данные и методика расчета материальных и тепловых балансов производства ингибиторов коррозии. Методические указания предназначены для студентов специальности 240401–Химическая технология органических веществ, бакалавров направления 240100- Химическая технология и биотехнология.

Список литературы - 16 наименований.

Рецензент – д.т.н., проф. Лыков О.П.

Методические указания одобрены и рекомендованы к изданию учебно-методической комиссией факультета химической технологии и экологии РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина.

Содержание

Стр.

  1. Общие положения…………………………………………..

5

  1. Структура расчетно-пояснительной записки……………..

5

  1. Физико-химические основы процесса…………………….

7

  1. Технологическая схема процесса………………………….

8

  1. Расчет материального баланса……………………………..

10

  1. Расчет числа реакторов…………………………………….

13

  1. Расчет тепловых балансов……………………………........

16

Приложение 1. Титульный лист курсового проекта (работы)….

26

Приложение 2 . Исходные данные для расчета…………….........

27

Приложение 3. Принципиальная технологическая схема………

29

Литература………………………………………………………….

30

  1. Общие положения

Выполнение курсового проекта по дисциплине «Химия и технология органических веществ» имеет целью приобретение студентами практических навыков при выполнении химико-технологических расчетов и проектировании технологических установок, в том числе установок производства химических реагентов, используемых в нефтегазодобыче, а также закрепление знаний, полученных при изучении теоретического курса.

Курсовой проект выполняется в виде расчетно-пояснительной записки, включающей также графическую часть (формат А1 и А4). Расчетно-пояснительная записка выполняется на компьютере, выполнение графической части возможно как с использованием компьютерной графики, так и от руки с соблюдением требований, содержащихся в пособии [3].

Аналогичные подходы могут быть использованы при выполнении студентами выпускных бакалаврских работ и дипломных проектов.

  1. Структура расчетно-пояснительной записки

  1. Титульный лист (Приложение 1).

  2. Задание на курсовой проект - студент получает его на кафедре технологии химических веществ для нефтяной и газовой промышленности у преподавателя – руководителя курсового проекта. В задании указывается тема курсового проекта; производительность установки, другие исходные данные выбираются в соответствии с предложенными вариантами (Приложение 2) или корректируются преподавателем.

  3. Оглавление.

  4. Введение - следует показать объемы добычи нефти и газа в РФ, основные осложнения в работе нефтегазопромыслового оборудования, связанные с коррозией металлов, современное состояние применения ингибиторов коррозии и бактерицидов в нефтегазодобыче.

  5. Литературный обзор - рассматривается классификация и механизм действия ингибиторов коррозии и бактерицидов, основные методы получения ингибиторов на основе четвертичных аммониевых и пиридиновых солей, технологии использования в нефтедобыче, методы оценки их эффективности. В тексте обязательны ссылки на цитированную литературу, список использованной литературы приводится в конце курсового проекта и должен содержать не менее 3 – 5 ссылок на публикации по данной теме последних пяти лет.

Дается характеристика сырья, рассматриваются основные и побочные реакции, лежащие в основе процесса, условия его осуществления, приводится анализ методов синтеза целевого продукта, его свойств, основных направлений применения целевого продукта, масштабы его производства в настоящее время и перспективы развития.

Характеристика сырья и готовой продукции может быть представлена в виде таблицы основных характеристик (химическая формула, молекулярная масса, растворимость, плотность, вязкость, температуры кипения и плавления, токсикологические характеристики, экологическая опасность и т.д.) с указанием литературных источников информации.

  1. Технологическая схема процесса (Приложение 3) - включает графическую часть и ее описание с указанием параметров технологического режима и способов их регулирования, описанием устройства и принципов работы основных аппаратов. Выполняется в соответствии с требованиями ЕСКД [3] в формате А4 и А1; обозначения аппаратов на чертежах и в пояснительной записке должны соответствовать друг другу.

7. Исходные данные для расчета - приводится таблица конкретных исходных данных в соответствии с вариантом задания, указаниями преподавателя и методическими указаниями к курсовому проекту.

8. Материальный баланс производства по стадиям.

9. Технологический расчет реактора и вспомогательного оборудования (по согласованию с преподавателем) - включает стандартный расчет необходимого объема аппаратов (реакторов с перемешивающим устройством), их количества, тепловые балансы аппаратов с определением поверхности теплообмена. Тепловой эффект реакции и другие необходимые теплофизические параметры могут быть рассчитаны студентом на основании знаний и навыков, полученных в курсе «Физическая химия» с помощью программы ChemOffice 2005, MOPAC, PM3.

10. Список использованной литературы, ссылки на которую даются по ходу изложения литературного материала и проводимых расчетов.

III.Физико-химические основы процесса

О
дним из наиболее распространенных и эффективных видов ингибиторов коррозии и бактерицидов являются четвертичные соли аммония и пиридиния. В основе их получения лежит реакция высших алкилгалогенидов с третичными аминами (1) или алкилпиридином (например, 2-метил-5-этилпиридином) (2):



При наличии в исходном сырье воды возможны побочные реакции

п

(3)

ревращения четвертичных аммонийных солей (ЧАС) и четвертичных пиридиниевых солей (ЧПС) соответственно в четвертичное аммонийное (ЧАО) (3) или четвертичное пиридиниевое основание (ЧПО) (4).


IV. Технологическая схема процесса

Процесс получения ингибиторов коррозии – бактерицидов на основе четвертичных аммонийных и пиридиниевых солей состоит из следующих стадий:

- загрузка сырья;

- получение продукта взаимодействием алкилгалогенидов С10 – С12 (RX) с триалкиламином или 2-метил-5этилпиридином (АМ);

- приготовление товарной формы введением в реакционную массу растворителя (метанол, метанол/нефрас);

- выгрузка готового продукта.

    Алкилгалогениды, алкиламины и растворитель поступают на установку в бочках или автоцистернах. Алкиламин (АМ) и алкилгалогенид (RX) предварительно загружают из товарных емкостей насосами НД-1, НД-2 и НД-3, НД-4 соответственно в приемно-расходные емкости Е-1, Е-2 и Е-3, Е-4.

    Загрузку сырья на стадии взаимодействия RX и АМ производят равными порциями (по 1/3 от расчетного количества).

    Первую порцию RX насосом- дозатором НД-3, НД-4 через мерник М-6, в реакторы Р-1, Р-2, снабженные механической мешалкой и рубашкой для подачи пара с целью разогрева системы и охлаждающей воды для отвода тепла реакции. Затем из мерника М-5 вводят расчетное количество алкиламина (алкилпиридина) (АМ). По окончании загрузки включают мешалку и подачу пара и нагревают смесь до 120 ºС. Реакция RX c АМ сопровождается выделением тепла. При достижении температуры 125ºС -130ºС в рубашку охлаждения реактора подают охлаждающую воду для поддержания температуры на уровне 125ºС -130ºС.

    Незначительно испаряющиеся в процессе реакции алкилгалогенид и алкиламин (пиридин) улавливаются в холодильнике – конденсаторе КХ-1, охлаждаются и самотеком сливаются в реактор.

    После достижения температуры 125ºС отключается подача охлаждающей воды и рубашка реактора освобождается от неё.

    Затем осуществляют загрузку второй порции алкилгалогенида и алкиламина, в рубашку реактора подается водяной пар и реакционная смесь нагревается до 120ºС. Далее повторяют все технологические операции как после загрузки и нагрева первой порции сырья. Аналогично поступают с последней (третьей) порцией сырья.

    После загрузки всего количества RX и АМ реакционная масса перемешивается в течение 1 часа при температуре 120 – 130ºС, затем отбирается проба для анализа степени завершенности реакции.

    Степень завершенности реакции определяется по формуле:

    г
    де, b1 – содержание ионов галоида, полученное по анализу, (%)

    b – содержание ионов галоида в RX, (%),

    RX и АМ – количество взятых в технологический процесс RX и АМ (кг).

    Если степень завершенности реакции менее 95%, то реакционная масса перемешивается при температуре 120 – 130ºС ещё в течение 1- 1,5 часов.

    При степени завершенности 95 – 98 % в рубашку реактора подается охлаждающая вода, и температура реакционной смеси снижается до 50 – 60ºС. Затем насосом НД-7 в реактор загружается растворитель: метиловый спирт или смесь спирт/нефрас в расчетном количестве. При закачке растворителя подача охлаждающей воды в рубашку реактора не прекращается. Реакционная смесь перемешивается при температуре 30 – 40ºС в течение 1,5 часов, затем отбирается проба готового продукта на соответствие ТУ. При положительных результатах анализа готовый продукт откачивается насосом НД-5, НД-6 в емкости хранения.

V. Расчет материального баланса

1
. Количество активного вещества (ЧАС, ЧПС), содержащегося в товарном ингибиторе коррозии:

2
. Теоретическое количество алкилгалогенида (RX), необходимое для получения ЧАС (ЧПС):

3. Необходимое количество алкилгалогенида с учетом расходного коэффициента:



4. Необходимое количество алкилгалогенида с учетом его конверсии:



5. Содержание воды в алкилгалогениде:



6. Теоретическое количество триалкиламина (алкилпиридина) для получения ЧАС (ЧПС):



7. Необходимое количество амина с учетом расходного коэффициента:



8
. Содержание воды в триалкиламине (алкилпиридине):

9
. Общее количество воды в сырье:

10. Количество ЧАС (ЧПС), разлагающееся водой:



11. Количество ЧАС (ЧПС), образующейся с учетом принятых расходных коэффициентов:



12. Количество ЧАС (ЧПС), содержащейся в реакционной массе:



13. Количество четвертичного аммонийного основания (ЧАО) или четвертичного пиридиниевого основания (ЧПО), образующегося в результате взаимодействия ЧАС (ЧПС) с водой:



1
4. Количество НХ, образующегося в результате взаимодействия ЧАС (ЧПС) с водой:

15. Остаточное содержание алкилгалогенида в реакционной массе:



16. Количество растворителя для получения товарной формы ингибитора коррозии с учетом потерь:



На основании приведенных расчетов составляется материальный баланс установки (табл. 5.1).

  1. Методические указания для студентов специальности 1-40 01 02-03 «Информационные системы и технологии (издательско-полиграфический комплекс)» Минск 2010

    Методические указания
    кандидат технических наук, доцент кафедры полиграфического оборудования и систем обработки информации Белорусского государственного технологического университета М.
  2. Методические указания по выполнению дипломного проекта оптимизация маршрутов доставки

    Методические указания
    Настоящие Методические указания (МУ) разработаны в 2009 году научно-образовательным коллективом, сформированным на базе кафедры «Автомобильные перевозки» МАДИ (ГТУ), в рамках выполнения договора на оказание безвозмездных образовательных
  3. Методические рекомендации по подготовке и оформлению дипломных и курсовых работ по юриспруденции москва 2009

    Методические рекомендации
    В Методических рекомендациях изложены методология и методика подготовки дипломных и курсовых работ по юриспруденции, а также требования к их оформлению; кроме того, определены основные обязанности кафедры юриспруденции и научных руководителей
  4. Методические указания к курсовому проектированию по учебной дисциплине «инновационный менеджмент» для студентов специальности

    Методические указания
    Методические указания к курсовому проектированию по учебной дисциплине «Инновационный менеджмент» / Сост.: А.Я. Кибанов, Т.В. Лукьянова, В.Г. Коновалова.
  5. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «моделирование микро- и макроэкономических процессов»

    Методические указания
    Федеральное государственное образовательное учреждение высшего пРофессионального образованияроссийский государственный аграрный университет – МСха имени К.
  6. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 1-25 01 07 «Экономика и управление на предприятии»

    Методические указания
  7. Методические указания для выполнения курсовых работ по дисциплине «Финансы» для студентов очной и заочной формы обучения направления 080105 «Финансы и кредит»

    Методические указания
  8. Методические указания по выполнению выпускной квалификационной работы специальность 080502 «Экономика и управление на предприятии (торговли)» (1)

    Методические указания
    Данные методические указания по выполнению, оформлению и защите выпускной квалификационной работы предназначены для студентов специальности 080502 «Экономика и управление на предприятии торговли».
  9. Методические указания по выполнению выпускной квалификационной работы специальность 080502 «Экономика и управление на предприятии (торговли)» (2)

    Методические указания
    Методические указания знакомят студентов с организационной стороной выполнения работы. Устанавливают требования, предъявляемые к выпускной работе, и обязанности руководителей и консультантов выпускных работ.

Другие похожие документы..