Описание технологического процесса

Содержание

 

 

1. Введение........................................................................................................ 3

2. Описание технологического процесса................................................ 5

3. Физико-химические свойства сырья и готовой продукции........ 11

4. Выбор регулируемых, контролируемых, сигнализируемых параметров и обоснование выбора................................................................................. 12

5. Выбор средств автоматизации............................................................. 14

6. Спецификация на приборы и средства автоматизации................. 15

7. Расчетная часть........................................................................................ 19

8. Монтаж и эксплуатация приборов...................................................... 25

9. Основные правила по технике безопасности.................................. 30

10. Охрана окружающей среды................................................................. 36

Литература...................................................................................................... 38

1. Введение

Ограниченные возможности человеческого организма (утомляемость, недостаточная скорость реакции на изменение окружающей обстановки и на большое количество одновременно поступающей информации, субъективность в оценке обстановки и т.д.) являются препятствием для дальнейшей интенсификации производства. Наступает новый этап машинного производства, когда человек освобождается от непосредственного участия в производстве, а функции управления технологическими и производственными процессами передаются автоматическим устройствам. Автоматизация приводит к улучшению главных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции. Внедрение автоматических устройств обеспечивает высокое качество продукции, сокращение браков и отходов, уменьшение затрат сырья и энергии, уменьшение численности основных рабочих, снижение капитальных затрат на строительство зданий, удлинение межремонтных сроков эксплуатации оборудования.                                 

Проведение некоторых современных производственны процессов возможно только при условии их полной автоматизации. При ручном управлении такими процессами малейшее замешательство человека и несвоевременное воздействие его на процесс могут привести к серьезным последствиям.

Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферного воздуха и водоемов промышленными отходами.

В химической промышленности вопросам автоматизации уделяется особое внимание. Это объясняется сложностью и большой скоростью протекания технологических процессов, высокой чувствительностью их к нарушению режима, вредностью условий работы, взрыво- и пожароопастностью перерабатываемых веществ и т.д.

В цехе ВАА выбор приборов контроля и регулирования произведен с учетом свойств измеряемых сред и категорийности производства.

В качестве средств измерений используются пневматические приборы контроля и регулирования, а также электронные и электротехнические средства измерения.

Питание пневматических приборов осуществляется сжатым воздухом от отдельной магистрали объединения давлением 0,5-0,7 МПа через буферные емкости (ресивера), установленные в корпусе 262/272. Питание электроэнергией осуществляется от щита станции управления 2ЩСУ - корпуса 267, 3ЩСУ - корпуса 262/272.

Питание осуществляется переменным напряжением 220 В. Схема питающей сети принята радиальной с двухсторонним питанием, т.е. для автоматического включения резерва предусмотрены контакторы типа КТ-7012.

В качестве аппаратов защиты электроприемников и их выключения применяются плавкие предохранители типа ПР и ПТ и двухполюсные пакетные выключатели типа ПВ.

Для предупреждения обслуживающего персонала об отклонении параметров от нормы, состояние технологического оборудования предусмотрена система предупредительной сигнализации, а для защиты оборудования от аварийных ситуаций - система блокировок.

Автоматизация производственного процесса цеха ВАА включает в себя следующие виды измерений и управления технологическим процессом:

1. Контроль, регулирование температуры.

2. Контроль, регулирование давления, разряжения, вакуума.

3. Контроль, регулирование расхода.

4. Контроль, регулирование уровня.

5. Контроль взрывоопасных концентраций.

6. Сигнализация, блокировка контролируемых параметров.

Описание технологического процесса

Выделение аммиака из его смеси с водой и аминами производится на ректификационной колонне поз.402. Жидкий аммиак из узла отдувки водорода из сепаратора поз.34 непрерывно подается в ректификационную колонну поз.402 в количестве 2,5-12 м³/час FIR-6.

В ректификационную колонну поз.402 также непрерывно подается 25% аммиачная вода из сборника поз.414 дозировочным насосом типа РПН-2-65 поз.416.

Рабочее давление в колонне поз.402 равно 1,5-2,2мПа (15-22 кгс/см²) PIRC-4. Температура кубовой жидкости 195-220⁰С, верха колонны 40-60⁰С TJIR-1. Понижение температуры верха колонны ниже 40⁰С недопустимо во избежании забивки тарелок колонны аминами, содержащимися в исходной смеси.

Тепло, необходимое для процесса ректификации, сообщается через кожухотрубчатый кипятильник поз.403, обогреваемый паром давления 3,5 мПа (35 кгс/см²) PIR-18.

Отбор парового конденсате из кипятильника поз.403 ведется через промежуточный бачок поз.32.

Пары аммиака из верхней части колонны поз.402 с температурой 40-60⁰С TJIR-1 поступают в кожухотрубчатый конденсатор поз.407, где охлаждаются оборотной водой температурой не более 28⁰С.

Давление в колонне ректификации поз.402 регулируется сбросом парогазовой смеси из конденсатора поз.407 и сборника поз.408 в абсорбер поз.410. Регулирующий клапан установлен на линии сбро­са парогазовой смеси из конденсаторе поз.407 и сборника поз.408 в абсорбер поз.410. Температура газообразного аммиака на выходе холодильника поз.407 40-50⁰С TJIR-1. Давление газообраз­ного аммиака после регулирующего узла не более 0,1 мПа (1 кгс/см²) PIR-5.

Из конденсатора поз. 407 сконденсированный аммиак стекает в сборник поз.408. Давление в сборнике 1,5-2,2 мПа (15-22 кгс/см²) PIR-19.

Из емкости поз.408 сконденсированный аммиак насосом СНГ-68 поз.409 частично возвращается в виде флегмы в количестве 1.0-6.0 м³/час FIRC-9 в колонну поз.402, а остальное количество этим же насосом подается в узел синтеза, в сборник поз.1. Давление на нагнетание насоса поз.409 не выше 2,5 мПа (25 кгс/см²) PJIR-21. Температура охлаждающей воды на выходе из насоса не выше 45⁰С TJIRSA-3.

Для насоса поз.409 типа ЦНГ-68 предусмотрена автоматическая защита по тепловой схеме, т.е. автоматическое отключение электродвигателя при:

а) повышении температуры охлаждающей воды в водяной рубашке электродвигателя выше установленной 45⁰С TJIRSA-3;

б) понижение давления в линии всасывания ниже 1,4 мПа (14 кгс/см²) PJIRSA-20.

Кубовая жидкость непрерывно отводится из колонны поз.402 через кожухотрубчатый холодильник поз.404, в котором охлаждается до 60-80⁰С TIR-2.

Холодильник поз.404 охлаждается горячей водой е температурой 65-70⁰С. После холодильника поз.404 кубовая жидкость направляется в расслаиватель поз.201.

Сдувки из аппаратов, содержащих аммиак, подаются на очист­ку в абсорбционную колонну поз.410. В абсорбционную колонну поз.410 поступают аммиачно-водородные сдувки:

1. Из узла синтеза высших аминов, от циркуляционных компрессоров.

2. Аммиачные сдувки от насосов поз.5.

3. Аммиачные сдувки из сборника поз.1.

4. Аммиачные сдувки из конденсатора поз.407, из сборника поз.408.

5. Пары аммиака из холодильника поз.33.

Давление в абсорбере близко к атмосферному. Температура не выше 45⁰С TJIR-1. Верхняя часть абсорбера орошается паровым конденсатом, средняя - циркуляционным раствором. Конденсат на орашение поз.410 подается насосами поз.28 из котельной ВОТ через теплообменник поз.275, где охлаждается оборотной водой до температуры не выше 40⁰С.

Для очистки парового конденсата от механических примесей установлен очиститель патронный поз.413. Перепад давления до и после очистителя не более 50 кПа (0,5 кгс/см²) PJIR-24. Из абсорбера поз.410 выходит водный раствор с массовой долей аммиака 15-30%. Охлаждение циркулируемого раствора до 35⁰С производится в холодильнике поз.411, охлаждаемом оборотной водой с температурой не более 28⁰С. Рециркуляция раствора осуществляется с помощью насоса типа ЦНГ-68 поз.412. Для предотвращения попадания осколков колец Рашига и других примесей на всас насосов поз.412, на выходе из поз.410 установлен очиститель поз.417. Давление на нагнетание насоса поз.412 не более 0,5 мПа (5 кгс/см²) PJIR-23. Расход аммиачного раствора 15-25 м³/час FI-12. Для насоса типа ЦНГ-68 поз.412 предусмотрена автоматическая по тепловой схема, т.е. отключение электродвигателя при повышении температуры охлаждающей воды в водяной рубашке.

Раствор, отходящий на абсорбера поз.410, после циркуляцион­ного насоса поз.412 делятся на два потока. Основной поток воз­вращается на орошение абсорбера поз.410 (15-25м³/час) FI-12, остальное количество отбирается в сборник поз. 414. Из сборника поз.414 25-процентный раствор через очиститель патронный поз.415 дозиро­вочным насосом типа РПН-2-65 поз.416 непрерывно подается в ректи­фикационную колонну поз.402. Давление на нагнетании насо­са поз.416 не выше 2,5 мПа (28 кгс/см²) PJIR-22.

Настройка насоса поз.416 на заданную производительность достигается изменением длины хода плунжера.

Описание оборудования

2.1.1. Колонна поз.402 предназначена для выделения аммиака из его смеси с водой и аминами.

Представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с тарелками колпачкового типа, расположенной в верхней части колонны (укрепляющая часть) и куба колонны. Число тарелок 15 штук.

Р_раб = 2,2 мПа (22 кгс/см²)

Н = 13200 мм

Д = 1200 мм

Материал – сталь углеродистая 12Х18Н10Т.

2.1.2. Кипятильник поз.403 – кожухотрубчатый теплообменник, вы­полненный из углеродистой стали. Предназначен для подогрева кубовой жидкости колонны поз.402.

Н = 4800 мм

Д  = 1200 мм

Поверхность теплообмена – 115 м².

В трубное пространство подается кубовая жидкость

В межтрубное пространство подается пар. Давление в трубном пространстве 2,2 мПа, в межтрубном – 3,5 мПа.

Число трубок – 429 шт

Д  = 38х21 мм

2.1.3. Холодильник поз.404 - кожухотрубный двуххововой теплообменник, наготовленный из углеродистой стали. Служит для охлаж­дения кубовой жидкости, выходящей из колонны поз.402.

Поверх­ность теплообмена - 16 м³.

Д = 325 мм

L  = 3800 мм

2.1.4. Конденсатор поз.407 – кожухотрубный двухходовой теплообменник служит для конденсации паров аммиака, выходящих из колонны поз.402.

Поверхность теплообмена - 355 м³.

Д  = 1200 мм.

L  = 6070 мм.

В трубное пространство покается вода, в межтруб­ное - пары аммиака. Давление в трубном пространстве - 0,4 мПа, в межтрубном - 2,2 мПа.

2.1.5. Сборник поз.408 - цилиндрический сварной сосуд с эллиптическими крышками объемом 5 м³. Служит для приема жидкого аммиа­ка из конденсатора поз.407. Изготовлен из углеродистой стали.

Д  = 1000 мм

L  = 2850 мм

Р_раб = 2,2 мПа.

2.1.6. Центробежный насос типа ЦНГ-68 поз.409 - служит для непрерывной подачи жидкого аммиака в вике флегмы в ректификационную колонну поз.402, а также для непрерывного возврата остального аммиака в отделение синтеза в сборник поз.1. Насос состоит из насосной части и электродвигателя, смонтированных в окном корпусе. Изготовлен из нержавеющей стали, производительность насоса – 20 м³/час. Давление нагнетания – 50 м столба жидкости.

Число оборотов электродвигателя – 2800 об/мин.

Напряжение – 380 В

Потребляемая модность – 5,5 квт

2.1.7. Абсорбционная колонна поз.410 служит для абсорбции аммиака из аммиачно-водородных сдувок при атмосферном давлении.

Представляет собой цилиндрический аппарат высотой 17 м и диаметром 800 мм. В верхней части колонны расположено десять тарелок с колпачками капсульного типа, в нижней части два слоя насадки из фарфоровых колец 50х50.

Высота насадки = 6м.

2.1.8. Холодильник поз.411 - кожухотрубный двухходовой теплообменник, предназначенный для охлаждения аммиачной воды. Поверхность теплообмена – 40 м². Теплообменник изготовлен из углеродистой стали. В трубное пространство подается аммиачная вода, в межтрубное пространство – оборотная вода. Давление в трубном пространстве близкое к атмосферному, в межтрубном - 4 атм.

Основные размеры:

Д = 426 мм

Н = 6053 мм

Число трубок = 128 штук

Диаметр трубок = 20х2

2.1.9. Центробежный насос типа ЦНГ-68 поз.412. Служит для циркуляции жидкости, подаваемой в абсорбционную колонну поз.410.

Устройство и характеристики такие же как у насоса поз.409.

2.1.10. Очистители патронные поз.413, 415 - служат для очистки растворов от механических примесей, фильтрация раствора производится через перфорированный металлический цилиндр – патрон, обтя­нутый фильтровальной тканью. Материал очистителей – углеродистая сталь.

Поверхность фильтрации – 0,1 м².

Основные размеры:

Д = 159 мм

Н = 560 мм

2.1.11. Сборник поз.414 – цилиндрический сварной сосуд с эллиптическим днищем и крышкой объемом 3,2 м³. Выполнен из углеродис­той стали. Служит для приема аммиачной воды, поступающей из абсор­бера поз.410. Основные размеры:

Д  = 1400 мм

Н = 2250 мм

2.1.12. Насос дозировочный плунжерный типа РПН-2-65 поз.416. Служит для непрерывной подачи аммиачной воды из сборника поз.414 в ректификационную колонну поз.402.

Производительность – 0-2 м³/час

Давление нагнетания – 25 атм

Число оборотов электродвигателя – 1440 об/мин.

Напряжение – 380 В

мощность – 4 квт.

2.1.13. Конденсатный бачок поз.32 – цилиндрический сварной сосуд с эллиптическими крышкой и днищем. Служит для отбора парового конденсата из кипятильника поз.403. Изготовлен из углеродистой стали.

Рабочее давление – 4,0 мПа

Основные размеры:

Д  = 600 мм

Н = 1500 мм

2.1.14. Очиститель поз.417 служит для очистки выходящего раст­вора из поз.410 от механических примесей и осколков колец Рашига.