Анализ процесса получения N-метилциклогексиламина

5а. Из приёма №3: Заменить пучок труб с малым числом пучком труб, состоящим из большого количества труб, каждая из которых характеризуется одним значением высоты, диаметра и формы.

5б. Из приёма №5: Использовать трубы в пучке, изменяя диаметр по длине трубы.

5в. Из приёма №8: Использование в качестве теплоносителя вещество, не претерпервающее фазовых переходов в процессе теплообмена.

5г. Из приёма №13: Использование труб в пучке двух различных диаметров.

6. Записать наименование показателя эффективности ТС, который при этом увеличился

6а. Удельная производительность катализатора;

6б. Коэффициент теплопередачи.

 

Для процесса:

 

1. Выбрать недостаток системы:

1а. недостаточная скорость процесса.

2. Выбрать элемент, ответственный за возникновение этого недостатка:

2а. катализатор.

3. Выбрать один из параметров этого элемента в номинальной шкале:

3а. селективность;

3б. диаметр пор;

3в. форма.

4. Определить качественные противоположные границы изменения параметра:

4а. селективность: высокая – низкая;

4б. диаметр пор: большой – маленький;

4в. форма пор: постоянная – изменяющаяся, простая – усложненная.

5. Предложить варианты синтезированного  нового элемента, использовав эвристические приемы: 

5а. Из приема № 2: использовать катализатор, состоящий из частиц разной формы (слой частиц круглого сечения, затем трилистник, затем эллипс и т.д.).

5б. Из приёма №3: Применить вместо катализатора Каталитический комплекс НТК-4, состоящий из CuO*ZnO*Cr₂O₃*Al₂O₃.

5в. Из приема № 7: использовать в качестве носителя для катализатора материал, расширяющийся при выделении тепла.

5г. Из приёма №6: Использование каталитических (регенерация вещества) и автотермических (регенерация тепла) процессов.

6. Наименование показателя эффективности ТС, который при этом увеличился:

6а. увеличение выхода целевого продукта;

6б. увеличение степени конверсии;

6в. увеличение скорости химической реакции.

 

 

Выводы

1. На основе системного подхода проведен функционально-физический анализ процесса получения N-метилциклогексиламина и реактора для его проведения. В результате были выявлены следующие недостатки: перегрев катализатора на входе в трубный пучок и неравномерное распределение теплоносителя.

 

2. Изучен метод эвристических приемов и с его помощью синтезированы новые технические решения:
1. для реактора:

• Заменить пучок труб с малым числом пучком труб, состоящим из большого количества труб, каждая из которых характеризуется одним значением высоты, диаметра и формы.

• Использовать трубы в пучке, изменяя диаметр по длине трубы.
• Использование в качестве теплоносителя вещество, не претерпервающее фазовых переходов в процессе теплообмена.
• Использование труб в пучке двух различных диаметров.

2. для химического процесса:

• Использовать катализатор, состоящий из частиц разной формы (слой частиц круглого сечения, затем трилистник, затем эллипс и т.д.).
• Применить вместо катализатора Каталитический комплекс НТК-4, состоящий из CuO*ZnO*Cr₂O₃*Al₂O₃.
• Использовать в качестве носителя для  катализатора материал, расширяющийся при выделении тепла.
• Использование каталитических (регенерация вещества) и автотермических (регенерация тепла) процессов.

 

3. Проведена постановка задачи для реактора и химического процесса. С помощью фонда приемов разрешения конфликтов в ХТС получены следующие решения:

• для реактора:

а) Удельная производительность катализатора;

б) Коэффициент теплопередачи.

• для химического процесса:

а) Увеличение выхода целевого продукта;

б) Увеличение степени конверсии;

в) Увеличение скорости химической реакции.