Технологическая схема отделение дегидрирования.

Этилбензольная шихта (ЭБШ) – смесь свежего этилбензола с заводского склада ЛВЖ и возвратного этилбензола из емкости, отделения промпродуктов, насосами подается в испаритель поз. 204 с регулированием расхода через кожухотрубчатый теплообменник поз. 209, где подогревается до 70-95 ⁰С водным конденсатом, проходящим по трубному пространству.

Часть ЭБШ постоянно подается на промышленный хроматограф со сбросом на всос насосов.

В поз. 204 (кожухотрубчатый теплообменник) ЭБШ нагревается до температуры кипения, испаряется и частично перегревается.

Для снижения температуры кипения ЭБШ испарение осуществляют в токе водяного пара.

Расход пара на смешение в трубном пространстве поз. 204 поддерживается регулятором в количестве 10-15% от подачи ЭБШ.

Испарение осуществляется за счет тепла конденсации водяного пара, подаваемого в межтрубное пространство испарителя.

Пары ЭБШ с температурой 150-160 ⁰С, регулируемой расходом пара на испарение, поступают из испарителя в трубное пространство перегревателя поз.203, где нагреваются за счет тепла перегретого водяного пара, поступающего из межступенчатого подогревателя.

Перегретые пары ЗБШ из поз. 203 поступают в смесительную камеру реактора поз. 202, где смешиваются с перегретым водяным паром (не более 750°С) в соотношении I : - 3,5, поступающим из печи поз. 201/11, состоящей из двух радиантных камер и одной конвекционной камеры, объединенных в один блок.

Реактор поз. 202 – вертикальный цилиндрический аппарат, состоящий из двух ступеней, с промежуточным подводом тепла в меж­ступенчатом подогревателе.

В каждой ступени реактора находится слой катализатора с содержанием оксида железа, небольшого количества соединений калия, рубидия, циркония. Для равномерного распределения пароэтилбензольной смеси перед слоями катализатора предусмотрены распределительные устройства.

В реакторе происходит каталитический процесс адиабатического двухступенчатого дегидрирования этилбензола в стирол в токе водяного пара с промежуточным подогревом контактного газа.

Давление на входе в I ступень – не более I ати, на выходе из I ступени – не более 0,6 ати. При завышении давления до I ати включается звуковая и световая сигнализация.

Температура пароэтилбензольной смеси на входе в 1 ступень реактора 550-640⁰С за счет эндотермической реакции и теплопотерь температура выходящего из реактора поз. 202/1 контактного газа понижается.

Далее контактный газ подогревается в межступенчатом подогре­вателе до температуры 550-630⁰ с водяным паром и поступает на 2 ступень реактора поз. 202/2, где продолжается дегидрирование при прохождении газа через слой катализатора.

Контактный газ из реактора поступает в котел-утилизатор поз. 205/1-2, где его тепло используется для получения вторичного водя­ного пары давлением 3-4,5  ати. Об отклонениях уровня в котлах от пределов 50-70% подается звуковой и световой сигналы на ЦПУ.

При завышении давления контактный газ перед аппаратом поз. 209 более 0,2 ати подается звуковой и световой сигналы, срабатывает блокировка и закрываются отсечные клапаны на трубопроводах подачи пара и топливного газа в печь поз. 201, ЭБШ – в испаритель поз.204, и открывается отсечной клапан на трубопроводе контактного газа от сепаратора поз. 212 в гидрозатвор поз. 234.

Далее контактный газ, охлажденный до температуры не более 180⁰С подается в пенный аппарат позиция 209, где проходит через слой вспененного конденсата, подаваемого на сетчатые тарелки аппарата, охлаждается до температуры не более 120⁰С, очищается от катализаторной пыли и извлекает углеводороды из водного конденсата. Производится дополнительное отпаривание углеводородов острым паром из жидкой фазы перед выходом ХЗК из пенного аппарата поз. 209.

Контактный газ из пенного аппарата направляется на 3-х ступенчатую конденсацию:

1-я ступень конденсации – охлаждение контактного газа – производится до температуры 40-65⁰С в конденсаторах воздушного охлаждения поз. 210.

Конденсатор состоит из 6-и горизонтально расположенных секций, собранных из оребренных биметаллических труб, обдуваемых потоком воздуха, нагнетаемого осевым вентилятором.

В случае необходимости подается обессоленная вода на увлажнение воздуха, охлаждающего воздушные конденсаторы (в летнее время).

Возможна циркуляция обессоленной воды по схеме: через каплеотбойник поз. 211, охлаждаемый обратной водой. Конденсатор представляет собой кожухотрубный теплообменник; по трубному пространству поступает охлаждающая обратная вода, по межтрубному – контактный газ. Из поз. 211 несконденсированный газ поступает последовательно через каплеотбойник поз. 212 (вертикальный, объемом 5 м³) в конденсатор-холодильник поз. 216/1, охлаждаемый раствором этиленгликоля или минуя его, затем в расширитель поз. 212а.

Конденсат из поз. 211, 212, 212”а”, 216/1 самотеком сливается в емкость поз. 218.

Для сброса избыточного давления газа (свыше 500 мм вод. ст.) на всасывающем трубопроводе компрессоров поз. 213/1-4 установлены гидрозатворы поз. 234, освобождение поз. 234 производится в поз. 235. Газы после каплеотбойника поз. 212а направляются во всасывающий трубопровод компрессоров поз. 213/1-4, где сжимаются до давления не более 2,0 кгс/см², нагревается при этом до температуры не более 150⁰С, затем охлаждается обратной водой в холодильнике поз. 214 и поступает в каплеотбойник поз. 215.

Конденсат из каплеотбойника поз. 215 и холодильника поз. 214 периодически выводится в емкость поз. 230, откуда по мере накопления откачивается в емкость насосом поз. 218.

При завышении давления газа на нагнетании компрессоров более 2 ати срабатывает блокировка и компрессора останавливаются с одновременной подачей звукового и светового сигналов.

Аналогичная блокировка предусмотрена при отклонении давления на всасе компрессоров от пределов 0,01-0,04 ати.

Схемой предусмотрено: подача обессоленной воды (в летнее время) в рубашки на охлаждение компрессоров с выводом в емкость поз. 260/3.

Предусмотрено регулирование давления контактного газа в линии всаса компрессоров поз. 213/1-4 перебросом избыточного давления из линии нагнетания в линию всаса.

III ступень конденсации - газ поступает в межтрубное простран­ство конденсаторов поз. 216/2,1 с площадью охлаждения 468 м², где охлаждается до 1÷8⁰С раствором этиленгликоля (антифриз марки "40"), поступающего из заводской сети.

Регулировка температуры газа на выходе из поз. 216/1-2, (абгаза) осуществляется автоматически изменением расхода раствора этиленгликоля на конденсатор поз. 216.

Из конденсатора поз. 216/1-2 несконденсированный газ поступает в сепаратор поз. 224, объемом I м³, освобождается от уносимых капель жидкости, проходя через каплеотбойное устройство тарельчатого типа, и направляется в теплообменник поз. 200.

Конденсат из конденсатора поз. 216/1-2 и сепаратора поз. 224 поступают в емкость поз. 218. Для избежания проскока газа в емкость поз. 218 в сборнике поз. 216/1-2 осуществляется регулирование постоянства уровня. Несконденсированный газ (абгаз), состоящий из метана, водорода, углекислого газа, паров углеводородов и воды, подогревается в кожухотрубном теплообменнике поз. 200 за счет тепла паро­вого конденсата, поступающего из межтрубного пространства испарителя поз. 204. Далее абгаз смешивается с топливным газом и подается на сжигание в пароперегревательную печь поз. 201/2.

При пуске производства предусмотрена подача абгаза на воздушку. Водноуглеводородный конденсат, состоящий из стирола, этилбензола, бензола, толуола и конденсата водяного пара после поз. 212, 212"а", 217 самотеком поступает в емкость поз. 218 объемом 96 м³ с сетчатой перегородкой, где происходит его отстой и расслоение.

Верхний слой из емкости поз. 216 – углеводородный конденсат (УВК) самотеком поступает в промежуточный сборник поз. 219 объемом 5 м³. Уровень в поз. 219 регулируются непрерывной откачкой УВК центробежными насосами поз. 220/1-2 в отделение промпродуктов в емкости поз. 401/1-2 объемом 100 м³.

Полное освобождение емкости поз. 216 от углеводородов при остановке производится по трубопроводу из верхней точки (люк) через смотровой фонарь на всасе насоса поз. 200 и емкость поз. 219.

При остановке рабочего насоса автоматически включается резервный насос поз. 220.

Нижний слой – водный конденсат из поз. 218 поступает в емкость поз. 221, объемом 8 м³. Уровень в емкости поз. 221 регулируется непрерывной откачкой водного конденсата центробежным насосом поз. 222/1-2, подается в пенный аппарат поз. 220, объемом 37,8 м³. Химзагрязненный конденсат после насоса поз. 222 разделяется на 3 потока: частично на циркуляцию через змеевики для обогрева полов в отделении дегидрирования с возвратом в трубопровод после регулирующего клапана (в зимнее время). Частично на циркуляцию в емкость поз. 246, откуда насосом поз. 247 по уровню в поз. 246 и змеевик для обогрева полов в отделении ректификации и склада с возвратом в трубопровод всаса насоса поз. 222. В пенный аппарат поз. 200 (весь поток) для отпаривания углеводородов.

В летний период насосом поз. 247 производится циркуляция для захолаживания обессоленной воды.

Водный конденсат из пенного аппарата поз. 209 самотеком поступает в емкость 100, откуда насосом 100/1-2 через фильтр 101/1-2 и теплообменник 229, 230 направляется на установку экстракции и перегонки химзагрязненного конденсата.

Через калориферы воздушных конденсаторов поз. 210 или непосред­ственно в емкость поз. 218 подается насосом поз.301. Конденсат с ПЭУ отделения ректификации через емкость поз. 301 объемом 3,98 м³, и водный слой из отделения промпродуктов из емкости воз. 420 объемом 5,4 м³ и поз. 235 объемом 2,2 м³ отделения дегидрирования. Емкость поз.236 служит для освобождения насосов и аппаратов отделе­ния дегидрирования.

Отработанный катализатор из реактора поз. 201/1-2 в период кап­ремонта с помощью вакуума, создаваемого компрессором поз. 237, производительностью 1600 м³/час, выгружается в бункер поз. 236 объемом 48,5 м³ и вывозится в специально отведенное место. Отсасываемый компрессором поз.237 воздух очищается от катализаторной пыли на фильтре поз.239 и сбрасывается в атмосферу.

Перегрев водяного пара

Перегрев водяного вара осуществляется в пароперегревательной печи поз. 201/1-2, состоящей из двух радиантных камер и одной конвекционной камеры, объединенных в один блок.

Пароперегревательная печь имеет 24 подовые горелки, в кото­рых сжигаются природный газ и абгаз.

Водяной пар давлением 3-4,6 атм., получаемый дросселированием поступающего из заводской сети пара с давлением 10-12 атм., через сепаратор поз.199, а также получаемый в котлах-утилизаторах поз. 205/1-2, поступает последовательно в конвекционную часть и радиантную часть печи поз.201/1. При достижении максимального уровни в сепараторе поз. 199-200 мм, подается световой и звуковой сигнал и открывается клапан на трубопроводе конденсата из сепаратора поз. 199 через холодильник поз. 245а в канализацию. Перегретый до температуры не более 750⁰С, пар поступает в межступенчатый перегреватель, где отдает тепло контактному газу, выходящему из первой ступени реактора поз. 202/1, после чего поступает в перегреватель поз. 203, где отдает тепло пароэтилбензольной смеси и поступает на повторный перегрев в печь поз. 201/1. Перегретый до температуры не более 750⁰С, водяной пар из печи поз. 201/2 подается в смесительную камеру реактора поз. 202/1,2, где смешивается с парами ЭБШ в соотношении ЭБШ : пар = I : 3 +3,5. Предусмотрена возможность подачи перегретого пара от промежуточного коллектора печи поз. 201/1 для удаления полимера из оборудования.

Блокировки по пароперегревательной печи.

При снижении расхода пара после регулятора ниже 15 т/ч автоматически прекращаются: подача топливного газа на печь 201/1 и ЭБШ в испаритель 204.

При снижении давления топливного газа до 0,8 атм. после регулятора автоматически прекращаются: подача ЭБШ в испаритель поз. 204 и газа в печь поз. 201/1,2, о срабатывании блокировок подаются звуковой и световой сигналы на ЦПУ. При срабатывании блокировок водяной пар продолжает поступать в печь поз. 201/1 по отводной линии Ф 57 мимо отсечного клапана.

Паровой конденсат

Чистый паровой конденсат отделения промпродуктов и из аппаратов отделений дегидрирования и ректификации поступает в сборник парового конденсата поз. 240/1-2, объемом 10 м³. При отклоне­ниях от уровня 30-70% подаются звуковой и световой сигналы.

Охлаждение парового конденсата производится за счет конден­сации паров вторичного вскипания в конденсаторах поз.242, кожухотрубный теплообменник с поверхностью нагрева 74,8 м², поз. 243, кожухотрубный теплообменник с поверхностью нагрева 29,2 м², откуда конденсат самотеком сливается в сборники поз. 240/1-2.

Конденсация в конденсаторе поз. 243 осуществляется оборот­ной водой, в конденсаторе поз. 242 антифризом в зимнее время и оборотной водой (летом).

Паровой конденсат в зимнее время для подогрева антифриза проходит через межтрубное пространство конденсатора поз. 242 и далее посту­пает в сборники поз. 240/1-2.

Количество парового конденсата проходящего через конденсатор поз. 242 (температура антифриза на входе из поз. 242) регулируется вруч­ную арматурой на трубопроводе, конденсата из отделения дегидри­рования в сборники поз. 240/1-2.

Из сборника поз. 240/1-2 паровой конденсат центробежными насосами поз. 241/1-2 подается на питание котлов-утилизаторов поз. 205/1-2 с регулированием расхода по уровню в котлах-утилизаторах избыток конденсата тем же насосом откачивается в заводскую сеть парового конденсата с регулированием расхода по уровню в поз. 240/1-2. Паровой конденсат во избежание соприкосновения с кисло­родом воздуха находится под паровой подушкой.

При остановке рабочего насоса поз. 241 автоматически включается резервный.

Насосом поз. 241 конденсат подается на увлажнение пара поступающего в испарители ректификационных колонн и на роторно-пленочные аппараты.

Паровой конденсат от поз. 204 (200) выводится в коллектор отделения ректификации (после регулятора давления) и в сборники поз. 240/1-2 ( в зимнее время – через поз. 242 в поз. 240/1-2). Арматура на трубопроводе конденсата от поз. 204 (200) в сборник поз. 240/1-2 открыта полностью для предотвращения запора конденсата от поз. 204 (200) при прекращении подачи пара в кипятильники отделения ректификации.

При переполнении конденсатных сборников поз. 240/1-2 аварийный сброс конденсата осуществляется через гидрозатвор с охлаждением сбрасываемого в канализацию конденсата за счет автоматического перемешивания холодной (оборотной) воды.

Периодические отборы проб конденсата производятся через охладитель проб поз. 244, объемом 0,014 м³, охлаждаемый оборотной водой.

В случае отсутствия парового конденсата предусмотрена под­питка емкостей поз. 240/1-2 обессоленной водой из заводской сети, а при выходе из строя насосов поз. 241/1-2 можно подавать обес­соленную воду непосредственно в котлы-утилизаторы поз. 205/1-2.

Для охлаждения теплообменников поз. 230, 214, конденсатора поз. 211 и рубашек компрессоров поз. 213/1-4, 237 подается оборотная вода давлением не менее 2,5 атм. от заводской сети по подземному трубопроводу. Вводы заполнены в помещении компрессорной и непосредственно у теплообменника поз. 230.

 

 

                                     

 

Описание реактора.

Реактор предназначен для получения стирола дегидрированием этилбензола в присутствии водяного пара на катализаторе при температуре 600-630⁰С.

Реактор состоит из цилиндрической обечайки Ø 4500 мм с верхним и нижним приварными полушаровыми днищами. Внутри реактора размещен подогреватель контактного газа Ø 1600 мм, в межтрубное пространство которого подается перегретый водяной пар при давлении 2,3 кг/см² и температуре 700⁰С, а по трубам Ø 25×2 мм проходит контактный газ, который необходимо подогревать.

Реактор внутри футерован шамотным кирпичом и минераловатными матами.

В верхней и нижней частях аппарата размещен катализатор, на котором происходит превращение этилбензола в стирол при высоких температурах.

В верхней части реактора находится смеситель, в котором этилбензольная шихта смешивается с перегретым водяным паром.

Реактор в рабочем режиме работает следующим образом:

В штуцер А подается перегретый водяной пар при температуре равной 630÷640⁰С с давлением 1 атм., который после смесителя смешивается с парами этилбензола, поступающими из штуцера Н (t=550⁰C, p=1,1 атм.).

Затем смесь водяного пара с парами этилбензола при температуре 600⁰С и давлении 0,9 атм через распределительное устройство поступает на первый слой катализатора, на котором происходит реакция дегидрирования этилбензола в стирол.

За счет эндотермической реакции температура смеси падает до 560-565⁰С.

Для увеличения выхода стирола контактную смесь необходимо снова подогреть до температуры 600÷630⁰С. Это происходит в подогревателе. Контактный газ (t=560÷565⁰C, p=0,6 атм) поступает в трубное пространство; в межтрубное пространство через штуцер В поступает перегретый водяной пар с температурой 700⁰С и давлением 2,3 атм.

Пар из штуцера Г выходит с температурой 600⁰С и давлением 2,2 атм, а контактный газ с температурой 600÷630⁰С и давлением 0,6 атм поступает на второй слой катализатора, где происходит дальнейшее дегидрирование этилбензола в стирол.

С температурой 560÷600⁰С и давлением 0,2 атм контактный газ выходит через штуцер Б на охлаждение и конденсацию.

При регенерации реактор работает следующим образом:

Через штуцер А поступает тоже количество пара с температурой 600÷650⁰С и давлением 1 атм, а через штуцер Н поступает паровоздушная смесь (t=500÷600⁰C, p=1,1 атм), которые после смешивания поступают на слой катализатора.

При температуре 600÷650⁰С, уголь, отложившийся во время работы реактора выгорает.

Затем смесь с температурой 650⁰С поступает в трубное пространство подогревателя, где охлаждается до температуры 550÷600⁰С.

В межтрубное пространство через штуцер В подается водяной пар с температурой 450÷500⁰С и давлением 2,3 атм, который, охлаждая паровоздушную смесь, нагревается до температуры 550⁰С и выходит через штуцер Г.

Затем паровоздушная смесь поступает на второй слой катализатора, где также идет выгорание углерода.

Смесь газов регенераций и водяного пара с температурой 650⁰С выходит через штуцер Б на охлаждение и конденсацию.

Устанавливается реактор на цилиндрическую опору.

Объем реактора V=193 м³.

Масса аппарата составляет 84000 кг. В том числе стали Х17Н1342Т 18900 кг, стали Х18Н10 Т 24900 кг.

Габариты: 23550×7780×5400.