Установка для радиационно-химического сульфоокисления парафинов - Курсовая работа

РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.Д.И. Институт Материалов Современной Энергетики и нанотехнологии - ИФХ Курсовой проект на тему: Установка для радиационно-химического сульфоокисления парафинов.III. Нормы радиационной безопасностиРеакция радиационного сульфоокисления углеводородов относится к классу цепных радикальных процессов с вырожденным разветвлением цепи. Средняя длина цепей, определяется как отношение радиационно-химического выхода сульфокислот к радиационно-химическому выходу свободных радикалов, составляет 800 - для С6Н14 - С9Н20, 180 - для С16Н34 и 1000 - для циклогексана. Реакция радиационного сульфоокисления углеводородов начинается с распада молекулы углеводорода на радикал и атом водорода. В результате взаимодействия g-излучением?с углеводородом возникает радикал R., реагирующий с молекулой сернистого ангидрида с образованием сульфонового радикала (реакция 3). После присоединения к этому радикалу молекулы кислорода (реакция 4) образуется персульфоновый радикал, при взаимодействии которого с молекулой углеводорода образуется персульфокислота и новый радикал, способный к продолжению цепи.По оси реактора расположен облучатель с двойными стенками из нержавеющей стали. Во внутренней трубе облучателя располагаются источники, а наружная труба, соприкасающаяся с реакционной средой, освинцована. Реактор снабжен барботером, к которому подведен трубопровод для подачи газа. Сам реактор вместе с защитой установлен на чугунных опорах, которые, в свою очередь, расположены на бетонном фундаменте, являющемся одновременно биологической защитой хранилища источников излучения. Хранилище источников представляет собой полость внутри фундамента, заполненную чугунной дробью, в которой располагаются спиральный канал для хранения и перемещения кассет с источниками, канал для подачи неактивных шаров в облучатель и канал для аварийного сброса источников и неактивных шаров.Исходный продукт (линейные парафины со средней молекулярной массой 200) поступает из емкости Е1 с помощью насоса Н1 в сульфоокислитель СО. Реактор находится в индивидуальной чугунной защите. Смесь сульфокислоты и не прореагировавших парафинов поступает в смеситель С, где они смешиваются с водой, поступающей из емкости Е2, в результате чего происходит охлаждение смеси для предотвращения дальнейшей реакции, алкилсульфокислота переходит в водную фазу отделяясь от парафинов. Эта смесь перекачивается в сепаратор СП, где происходит отделение водного раствора алкилсульфокислоты от парафинов которые возвращаются в процесс.Удельная нагрузка U=П/t где: П - годовая производительность; t - рабочее время РХА за год (8000 ч/год). Определим по средней молекулярной массе молекулярный состав парафина CNH2n 2Средняя молекулярная масса смеси: Массовые доли элементов в смесиПроизводительность по сульфокислоте: м = U / Mm = 0.25?1000?0.05/292 = 0.043 моль/чДля вычисления среднего значения необходимо рассчитать значение средней мощности дозы где: vp. o.Коэффициент b найдем из соответствующего уравнения: b = * R, где существует условие его выполнения: b?2,5 Относительную мощность тока энергии первичного ослабления излучения находим из графика = f (, R, ), где = H/R, H - высота реакционного объема, R - радиусПри расчете определяется доля излучения, выходящая за пределы сборки, т.е. та часть излучения, которая входит в реакционный объем. Все стенки выполнены из стали. При расчете КПД облучателя зададимся следующими значениями: Оболочка касеты - 2 мм сталь Источник побирается исходя из следующей таблицы: - Берем источник ГИК-5-1: А=1,58 ТБК = 42702,7 МКИ2) Мощность поглощенной дозы РА от точечного изотропного радионуклида (источника) активностью А на расстоянии R рассчитывается по уравнению: где Гси - гамма-постоянная радионуклида, АГР*м / (с-Бк), А - активность, Бк R - расстояние между источником и точкой детектирования, м Рассчитаем мощность дозы Р, учитывая, что точка детектирования сдвинулась на dобщ: Исходя из этого, рассчитываем кратность ослабления: Для бетона из таблицы (прив. выше): К =106, d = 140 cm, К = 4,6, d =24 см dобщ 1= 164 смБиологическая защита выполнена из железа Толщина защиты из железа в зависимости от кратности ослабления и энергии излучении. Рассчитаем мощность дозы Р, учитывая, что точка детектирования сдвинулась на dобщ: Кратность ослабления"Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ 99/2010)" являются основным документом, регламентирующим облучение как персонала, так и населения, они устанавливают основные дозовые пределы, т.е. значения дозы, которые не должны превышаться при облучении человека при использовании источников ионизирующего излучения. Так как люди могут облучаться по разным причинам и при этом облучению могут подвергаться либо все тело, либо его отдельные органы, ОСПОРБ 99/2010 разделяют население на три категории облучаемых лиц, а органы - на три группы (в зависимости от чувствительности к облучению и роли в обеспечении жизнедеятельности организма).

Оглавление

Введение

I. Методическая часть

1.1 Описание процесса

1.2 Конструкция радиационного сульфоокислителя

1.3 Технологическая схема и ее описание

II. Расчетная часть

2.1 Материальный баланс установки

2.2 Расчет линейного коэффициента поглощения

2.3 Тепловой баланс процесса

2.4 Расчет реакционного объема

2.5 Определение КПД реакционного объема

2.6 Расчет КПД облучателя

2.7 Расчет типа источников Co60и его КПД

2.8 Расчет радиационно-химической защиты хранилища

2.9 Расчет биологической защиты хранилища