Файл: Проект узла сероочистки метана.pdf

Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Школа природных ресурсов
Направление подготовки: Химическая технология
Отделение школы (НОЦ) химической инженерии
БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА
Тема работы
Проект узла сероочистки метана
УДК 662.767.1.074.37.03-047.74
Студент
Группа
ФИО
Подпись
Дата
2Д4А
Головкова Дарья Вячеславовна
Руководитель
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Доцент
Ротарь Ольга Васи- льевна к.х.н., стар- ший научный сотрудник
КОНСУЛЬТАНТЫ:
По разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Доцент
Рыжакина Татьяна
Гавриловна к.э.н.
По разделу «Социальная ответственность»
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Доцент
Король Ирина Сте- пановна к.х.н.
ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ:
Руководитель ООП
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Доцент
Волгина Татьяна Ни- колаевна к.х.н., доцент
Томск – 2018 г.

2
Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Школа природных ресурсов
Направление подготовки (специальность): Химическая технология
Отделение школы (НОЦ) химической инженерии
УТВЕРЖДАЮ:
Руководитель ООП
_____ _______ ____________
(Подпись) (Дата) (Ф.И.О.)
ЗАДАНИЕ
на выполнение выпускной квалификационной работы
В форме:
Бакалаврской работы
(бакалаврской работы, дипломного проекта/работы, магистерской диссертации)
Студенту:
Группа
ФИО
2Д4А
Головкова Дарья Вячеславовна
Тема работы:
Проект узла сероочистки метана
Утверждена приказом директора (дата, номер)
25.12.2017 №10042
Срок сдачи студентом выполненной работы:
30.05.2018
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ:
Исходные данные к работе
(наименование объекта исследования или проектирования;
производительность или нагрузка; режим работы (непре-
рывный, периодический, циклический и т. д.); вид сырья или
материал изделия; требования к продукту, изделию или
процессу; особые требования к особенностям функциони-
рования (эксплуатации) объекта или изделия в плане без-
опасности эксплуатации, влияния на окружающую среду,
энергозатратам; экономический анализ и т. д.).
Сероочистка метана с использованием в качестве сор- бента оксида цинка. Процесс непрерывный; основной аппарат – контактный аппарат цилиндрической формы.
В аппарате находятся два слоя сорбента, расположенные на тарелках с решетками.
Перечень подлежащих исследованию,
проектированию и разработке вопро-
сов
(аналитический обзор по литературным источникам с це-
лью выяснения достижений мировой науки техники в рас-
сматриваемой области; постановка задачи исследования,
проектирования, конструирования; содержание процедуры
исследования, проектирования, конструирования; обсужде-
ние результатов выполненной работы; наименование до-
полнительных разделов, подлежащих разработке; заключе-
ние по работе).
В ходе работы были разработаны следующие разделы: теоретическая часть;
 объект и методы исследования;
 инженерные расчеты, включающие материаль- ный, тепловой, механический расчеты, расчет вспомога- тельного оборудования;
 контроль производства;
 финансовый менеджмент ресурсоэффективность и ресурсосбережение;
 социальная ответственность.
Заключение по работе

3
Перечень графического материала
(с точным указанием обязательных чертежей)
1. Схема технологическая.
2. Реактор. Вид общий.
3. Реактор. Сборочный чертеж
Консультанты по разделам выпускной квалификационной работы
(с указанием разделов)
Раздел
Консультант
Финансовый менеджмент, ре- сурсоэффективность и ресурсо- сбережение
Рыжакина Татьяна Гавриловна
Социальная ответственность
Король Ирина Степановна
Названия разделов, которые должны быть написаны на русском и иностранном языках:
Дата выдачи задания на выполнение выпускной квалифика-
ционной работы по линейному графику
18.09.2017
Задание выдал руководитель:
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Доцент
Ротарь Ольга Василь- евна к.х.н., старший научный со- трудник
Задание принял к исполнению студент:
Группа
ФИО
Подпись
Дата
2Д4А
Головкова Дарья Вячеславовна

4
Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Школа природных ресурсов
Направление подготовки (специальность): Химическая технология
Уровень образования Бакалавриат
Отделение школы (НОЦ) химической инженерии
Период выполнения
(осенний / весенний семестр 2017/2018 учебного года)
Форма представления работы:
Бакалаврская работа
(бакалаврская работа, дипломный проект/работа, магистерская диссертация)
КАЛЕНДАРНЫЙ РЕЙТИНГ-ПЛАН
выполнения выпускной квалификационной работы
Срок сдачи студентом выполненной работы:
30.05.2018
Дата
контроля
Название раздела (модуля) /
вид работы (исследования)
Максимальный
балл раздела (модуля)
25.12.17
Работа с литературой: теоретическая часть, выбор метода
производства, описание технологической схемы (с учетом во-
просов охраны ОС)
25
12.02.18
Расчет материального баланса
10
04.03.18
Расчет теплового баланса, аппаратурные расчеты.
Контроль производства (КИП реактора)
15
19.03.18
Выполнение чертежа общего вида реактора
10
08.04.18
Оформление пояснительной записки КП и защита проекта
10
13.05.18
Выполнение чертежа технологической схемы, чертежа сбо-
рочных единиц реактора
10
27.05.18
Завершение разделов «Социальная ответственность» и «Фи-
нансовый менеджмент»
Контроль производства (аналитический контроль). Подбор
вспомогательного оборудования
10
30.05.18
Сдача готовой работы
04.06.18
Размещение в ЭБС
Составил преподаватель:
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Доцент
Бондалетова Л.И. к.х.н., доцент
СОГЛАСОВАНО:
Руководитель ООП
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Доцент
Волгина Т.Н к.х.н., доцент

5
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА
«ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ»
Студенту:
Группа
ФИО
2Д4А
Головковой Дарье Вячеславовне
Школа
Природных ресурсов
Отделение школы
Химическая инженерия
Уровень образова-
ния
Бакалавриат
Направление/специаль-
ность
18.03.01 Химическая технология
Исходные данные к разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»:
1. Стоимость ресурсов научного исследования (НИ): ма-
териально-технических, энергетических, финансовых,
информационных и человеческих
Работа с информацией, представленной в
российских и иностранных научных публика-
циях, аналитических материалах, статиче-
ских бюллетенях и изданиях, нормативно-
правовых документах; анкетирование;
опрос.
2. Нормы и нормативы расходования ресурсов
3. Используемая система налогообложения, ставки нало-
гов, отчислений, дисконтирования и кредитования
Перечень вопросов, подлежащих исследованию, проектированию и разработке:
1. Оценка коммерческого потенциала, перспективности и
альтернатив проведения НИ с позиции ресурсоэффек-
тивности и ресурсосбережения
Проведение предпроектного анализа. Опре-
деление целевого рынка и проведение его сег-
ментирования. Выполнение SWOT-анализа
проекта
2. Определение возможных альтернатив проведения
научных исследований
Определение целей и ожиданий, требований
проекта. Определение заинтересованных
сторон и их ожиданий.
3. Планирование процесса управления НТИ: структура и
график проведения, бюджет, риски и организация заку-
пок
Составление календарного плана проекта.
Определение бюджета НТИ
4. Определение ресурсной, финансовой, экономической эф-
фективности
Проведение оценки экономической эффек-
тивности исследования получения полиме-
тилметакрилата суспензионным способом
Перечень графического материала(с точным указанием обязательных чертежей):
1.
Оценка конкурентоспособности технических решений
2.
Матрица SWOT
3.
График проведения НТИ
4.
Определение бюджета НТИ
5.
Оценка ресурсной, финансовой и экономической эффективности НТИ
Дата выдачи задания для раздела по линейному графику
06.04.2018
Задание выдал консультант:
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Доцент
Рыжакина Татьяна Гав- риловна к.э.н.
Задание принял к исполнению студент:
Группа
ФИО
Подпись
Дата
2Д4А
Головкова Дарья Вячеславовна

6
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА
«СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ»
Студенту:
Группа
ФИО
2Д4А
Головковой Дарье Вячеславовне
Школа
Инженерная школа природ-
ных ресурсов
Отделение школы (НОЦ)
Отделение химической ин-
женерии
Уровень образования
Бакалавр
Направление/специальность
18.04.01 Химическая техно- логия
Исходные данные к разделу «Социальная ответственность»:
1. Характеристика объекта исследова- ния (вещество, материал, прибор, алго- ритм, методика, рабочая зона) и обла- сти его применения
Объект исследования – природный газ (87-98 % метана) с.
Методика – проектирование узла сероочистки метана.
Рабочая зона – лабораторное помещение ОХИ ТПУ.
Область применения – химическая промышленность
Перечень вопросов, подлежащих исследованию, проектированию и разработке:
1. Производственная безопасность
1.1. Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект исследования.
1.2. Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть при проведении исследований.
1.3. Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия опасных и вредных факторов.
2. Экологическая безопасность:
2.1. Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду
2.2. Анализ «жизненного цикла» объекта исследования.
2.3. Обоснование мероприятий по защите окружающей среды.
3. Безопасность в чрезвычайных си-
туациях:
3.1. Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект исследований.
3.2. Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть при исследовании объекта.
3.3. Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка действия в случае возникновения ЧС.
4. Правовые и организационные во-
просы обеспечения безопасности:
4.1. Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые нормы трудового законодательства.
4.2. Организационные мероприятия при компоновке рабо- чей зоны.
Дата выдачи задания для раздела по линейному графику
Задание выдал консультант:
Должность
ФИО
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Доцент
Король Ирина Сте- пановна к.х.н.
Задание принял к исполнению студент:
Группа
ФИО
Подпись
Дата
2Д4А
Головкова Дарья Вячеславовна

7
ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ ПО ООП
Код ре-
зультата
Результат обучения
Профессиональные компетенции
Р1
Применять базовые и специальные, математические, есте- ственнонаучные, социально-экономические и профессиональ- ные знания в профессиональной деятельности
Р2
Применять знания в области современных химических техно- логий для решения производственных задач
Р3
Ставить и решать задачи производственного анализа, связан- ные с созданием и переработкой материалов с использованием моделирования объектов и процессов химической технологии
Р4
Разрабатывать новые технологические процессы, проектиро- вать и использовать новое оборудование химической техноло- гии, проектировать объекты химической технологии в контек- сте предприятия, общества и окружающей среды
Р5
Проводить теоретические и экспериментальные исследования в области современных химических технологий
Р6
Внедрять, эксплуатировать и обслуживать современное высо- котехнологичное оборудование, обеспечивать его высокую эффективность, выводить на рынок новые материалы, соблю- дать правила охраны здоровья и безопасности труда на хи- мико-технологическом производстве, выполнять требования по защите окружающей среды
Универсальные компетенции
Р7
Демонстрировать знания социальных, этических и культурных аспектов профессиональной деятельности
Р8
Самостоятельно учиться и непрерывно повышать квалифика- цию в течение всего периода профессиональной деятельности
Р9
Активно владеть иностранным языком на уровне, позволяю- щем разрабатывать документацию, презентовать результаты профессиональной деятельности
Р10
Эффективно работать индивидуально и в коллективе, демон- стрировать лидерство в инженерной деятельности и инженер- ном предпринимательстве, ответственность за результаты ра- боты и готовность следовать корпоративной культуре органи- зации

8
Реферат
Дипломный проект состоит из: 89 страниц, 42 таблицы, 7 рисунков,
48 источника литературы, 4 листов графического материала.
Ключевые слова: природный газ, метан, сероводород, сорбент, ад- сорбция.
Объектом проектирования является аппарат для сероочистки метана.
Целью ВКР является расчет аппарата сероочистки природного газа.
В работе было выполнено:
- расчет материального баланса;
- расчет теплового баланса;
- механический расчет.
На основании расчета построен чертеж общего вида аппарата, сбо- рочные единицы реактора. Приведена технологическая схема производства.
Пояснительная записка содержит такие разделы, как:
 Обзор литературы;
 Расчет и аналитика;
 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсо- сбережение;
 Социальная ответственность;
 Заключение.
Дипломный проект выполнен с использованием графического редак- тора Microsoft Visio и текстовом редакторе Мicrosoft Word 2016, а также
Компас 3D-V16 и записанный на USB носитель.

9
Нормативные ссылки
В работе использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 1.5104-2012 Стандартизация в Российской федерации. Стан- дарты национальные Российской Федерации. Правила построения, изложе- ния, оформления и обозначения.
ГОСТ 2.105-95 Единая система конструкторской документации. Об- щие требования к текстовым документам
ГОСТ 2.106-96 Единая система конструкторской документации. Те- стовые документы.
ГОСТ 2.104-2006 Единая система конструкторской документации.
Основные надписи.
ГОСТ 3.1404-86 Единая система технологической документации.
Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции обработки резанием.
ГОСТ 2.105-95 Единая система конструкторской документации. Об- щие требования к текстовым документам
ГОСТ 5542-2014 Газы горючие природные промышленного и комму- нально-бытового назначения. Технические условия

10
Оглавление
Реферат ..................................................................................................................... 8
Введение ................................................................................................................. 13 1 Теоретическая часть ......................................................................................... 14 1.1 Физико-химические основы технологического процесса ........................ 14 1.1.1 Обоснование выбора метода производства ............................................. 14 1.1.2 Выбор сорбента .......................................................................................... 23 1.1.3 Химизм процесса ........................................................................................ 25 1.1.4 Механизм процесса .................................................................................... 25 1.1.5 Кинетика процесса ..................................................................................... 26 1.2 Характеристика производства ..................................................................... 27 1.2.1 Характеристика производимой продукции, исходного сырья, материалов и полупродуктов ............................................................................... 27 1.2.2 Выбор и обоснование технологической схемы производства .............. 29 1.2.3 Описание средств автоматизации и приборов контроля производства 30 1.2.4 Аналитический контроль .......................................................................... 33 2 Инженерные расчеты ....................................................................................... 35 2.1 Материальный баланс ................................................................................... 35 2.2 Тепловой баланс ............................................................................................ 41 2.3 Механический расчет .................................................................................... 46 2.3.1 Обоснование конструкции основного аппарата ..................................... 46 2.3.2 Расчет высоты и диаметра аппарата ........................................................ 47 2.3.3 Расчёт диаметра штуцеров ........................................................................ 48 2.3.4 Расчет толщины стенок обечайки ............................................................ 48 2.3.5 Расчет днища и крышки ............................................................................ 49 2.3.6 Расчет опор аппарата ................................................................................. 51 2.3.7 Расчет люков для загрузки и выгрузки сорбента ................................... 52 2.3.8 Расчет вспомогательного оборудования .................................................. 53 3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение . 55