Главная Контакты В избранное
  • БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА «Химическая технология» РЕКОНСТРУКЦИЯ УСТАНОВКИ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛБЕНЗОЛА С ЦЕЛЬЮ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА

    АвторАвтор: student  Опубликовано: 14-12-2020, 20:45  Комментариев: (0)

     

    Скачать: 00-referat.zip [1,41 Mb] (cкачиваний: 0)  

     

     

    БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА

    по направлению подготовки 18.03.01 - «Химическая технология»

     

    РЕКОНСТРУКЦИЯ УСТАНОВКИ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛБЕНЗОЛА

    С ЦЕЛЬЮ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА

     


    АННОТАЦИЯ

     

    Выпускная квалификационная работа на 59 с., 14 табл., 16 рис., 19 источников информации.

    ЭТИЛБЕНЗОЛ, СТИРОЛ, ВТОРИЧНЫЙ ПАР, ИСПАРИТЕЛЬ С ПАРОВЫМ ПРОСТРАНСТВОМ, ВЫРАБОТКА ПАРА.

     

    Целью выпускной квалификационной работы является увеличение выработки вторичного пара и снижение затрат на приобретение пара из сети комбината за счет установки дополнительного испарителя с паровым пространством.

    В выпускной квалификационной работе проанализированы испарители с паровым пространством, их различные конструкции. Роль испарителей с паровым пространством в производстве по получению стирола.

    Подобран оптимальный испаритель с паровым пространством для получения вторичного пара.

     
     

    СОДЕРЖАНИЕ

    Введение….…………………………………………………………………...

    5

     

    1 Литературный обзор ... ……………………………………...……....…

    7

     

    1.1 Обзор реконструируемого оборудования ……………….….

    7

     

    1.2 Получение дополнительного вторичного пара, краткая характеристика процесса

     

    14

     

    1.3 Технология получения стирола

    1.3.1 Стадия и химизм процесса дегидрирования этилбензола в стирол

    1.3.2 Условия проведения процесса

    2 Обоснование выбора темы

    15

    15

    17

    18

     

    3 Технологическая часть………………………………………………….

    20

     

    3.1 Описание технологической схемы ……………………...……………

    20

     

    3.2 Характеристика сырья и готовой продукции

    22

     

    3.3 Технологические расчеты ……………………

    25

     

    3.3.1 Расчет основной ректификационной колонны К-042 ………...

    25

     

    3.4 Расчет испарителя Т-044.3……….....

    36

     

    3.5 Расчет математической модели конденсатора Т-045……………

    37

     

    4 Автоматизация, контроль и регулирование ………………..….…….....

    39

     

    4.1 Выбор и обоснование параметров контроля и регулирования ……….

    39

     

    4.2 Выбор и обоснование схем автоматического контроля и регулирования

    39

     

    4.3 Выбор и обоснование средств автоматизации ……………………....

    40

     

    4.4 Описание АСУТП.....

    41

     

    5 Экономическая часть ………….…...……...…………….…...…..……..

    45

     

    5.1 Расчет капитальных затрат и стоимости основных фондов

    45

     

    5.2 Расчет производственной мощности и производственной программы …

    45

     

    5.3 Расчет себестоимости продукции …

    5.4 Расчёт эффективности инвестиционного проекта …………......

    48

    52

     

    Заключение...........................................................................................................

    57

     

    Список использованных источников...............................................................

    58

     

    Приложение А................................................................................................

    59

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    ВВЕДЕНИЕ

     

    Цех № 46 предназначен для производства этилбензола и стирола. Мощность по этилбензолу составляет 230 тыс. т/год.

    Производство этилбензола введено в эксплуатацию в 2003г.

    Технологический процесс разработан ВОАО «Синтезкаучукпроект», г. Воронеж. Проект выполнен ВОАО«Синтезкаучукпроект», г.Воронеж и фирмой «Лурги Лайф СайенсГмбХ», Германия. Генеральный проектировщик производства «Салаватгипронефтехим» г. Салават.

    Этилбензол C6H5CH2CH3- бесцветная, прозрачная, горючая жидкость с запахом, напоминающим запах бензола. Смешивается с бензолом, толуолом, гексаном, петролейным эфиром, хлороформом, четыреххлористым углеродом и многими другими органическими растворителями. Практически не растворим в воде (0.014% по массе при 15 °C). Обладает свойствами органических соединений. Взаимодействие с галогенами Cl2и Br2 в газовой фазе при повышенных температурах или при освещении протекает по свободно-радикальному механизму с образованием 1-галогенэтил- и 2-галогенэтилбензолов. При реакции в жидкой фазе образуется набор орто- и пара- замещенных производных. Нитруется этилбензол аналогично толуолу, в результате взаимодействия получаются моно-, ди- и тринитрозамещенные аддукты.

    Этилбензол содержится в незначительных количествах в сырой нефти и продуктах каталитического риформинга нефтяных фракций, однако в промышленных масштабах его получают путем алкилирования бензола этиленом.

    Пар – это очень важный энергоноситель, который находит широкое применение в разных отраслях промышленности.

    Универсальные свойства водяного пара давно и хорошо известны. Это один из самых теплоемких, и наиболее доступных экологически чистых веществ в природе.

    Пар играет значительную роль в производстве стирола и является неотъемлемой частью технологического процесса. На установке 1803 «Стирол» пар применяется для разбавления этилбензольной шихты в реакторе с катализатором. В этом реакторе происходит эндотермическая реакция (требующая большого количества тепла) и получается контактный несконденсированный газ. Данный газ, после ряда операций, превращается в стирол. Для обеспечения установки 1803 «Стирол» паром, применяются три потока пара. Первый поток вырабатывается котлом-утилизатором (4 кгс/см2) на самой установке 1803 «Стирол», второй – вырабатывается на установке 1802 «Этилбензол» в качестве вторичного пара после теплообменника испарителя (4 кгс/см2), третий – берется из сети комбината (16 кгс/см2, который редуцируется до 4 кгс/см2).

    Использование пара из сети комбината, влечет за собой большие материальные затраты. Затраты возможно сократить, благодаря реконструкции установки 1802 «Этилбензол». Предлагаем увеличить количество вторичного пара, путём установки дополнительного теплообменника-испарителя Т – 044.3.

     

     

    1 Литературный обзор

     

    1.1 Обзор реконструируемого оборудования

     

    Теплообменом называется процесс переноса теплоты происходящий между телами, имеющими различную температуру. При этом теплота переходит самопроизвольно от более нагретого к менее нагретому телу. Теплообмен между телами представляет собой обмен энергией между молекулами, атомами и свободными электронами, в результате, которого интенсивность движения частиц более нагретого тела снижается, а менее нагретого - возрастает. Все теплообменные процессы можно условно разделить на следующие группы: нагревание, охлаждение, конденсация, испарение. Нагревание – повышение температуры перерабатываемых материалов путем подвода к ним тепла. Охлаждение – понижение температуры перерабатываемых материалов путём отвода от них тепла. Конденсация – снижение паров какого-либо вещества путём отвода от них тепла. Испарение – перевод в парообразное состояние какой-либо жидкости путём подвода к ней тепла. Частным случаем испарения является процесс выпаривания – концентрирования при кипении растворов твёрдых нелетучих веществ путём удаления жидкого летучего растворителя в виде паров.

    Движущей силой любого теплообменного процесса является разность температур сред, при наличии которой тепло распространяется от среды с большей температурой к среде с меньшей температурой. Тела, участвующие в теплообмене, называются теплоносителями. Теплоносители с более высокой температурой называют горячими, теплоносители с более низкой температурой – холодными[16].

    Расчет теплообменного аппарата включает: определение необходимой поверхности теплопередачи, выбор типа аппарата и нормализованного варианта конструкции, удовлетворяющих заданным технологическим условиям оптимальным образом. Необходимую поверхность теплопередачи определяют из основного уравнения теплопередачи[6]:

    (1.1)

    где

    – средняя разность температур, ºС;

     

     

    К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К).

     

    Тепловую нагрузку Q в соответствии с заданными технологическими условиями находят по формуле:

     

    Q= G×С×(t1 –t2)

    (1.2)

    где

    С – теплоемкость теплоносителя, Дж/(кг×К);

     

     

    t1,t2 – температуры теплоносителя на входе и

    выходе из теплообменника, ºС

     

    Испарители подразделяются на два класса: испарители с паровым пространством типа У – с U-образными трубами и типа П – с плавающей головкой. Испарители типов У и П отличаются достаточно простым устройством и сравнительно дешевы. К тому же эти аппараты имеют очень выгодные конструктивные особенности, позволяющие проводить очистку трубок от загрязнений и ремонт трубчатки без полного демонтажа теплообменника.

    В промышленности используются разнообразные типы жаропрочного теплообменного оборудования, однако наиболее широкое применение находят кожухотрубные теплообменники. Эти теплообменники не обладают особенной компактностью, но имеют высокую механическую прочность и могут быть использованы в разных областях. Как одна из разновидностей кожухотрубных теплообменников, испарители также получили очень широкое распространение в различных областях промышленности. Оборудование этого типа можно применять при больших пло­щадях поверхности теплообмена, давлениях выше 2 МПа и температурах более 250°С.

    Данный испаритель (рис.1.1) типа U относится к кожухотрубчатым теплообменникам, используемым для теплообмена потоками в агрегатных состояниях пар-жидкость. Аппарат состоит из пучка труб, помещенного внутри цилиндрического корпуса (обечайки), сваренного из листовой стали. Трубки завальцованы в подвижной трубной решетки. Трубки размещаются в пучке по вершинам квадрата с шагом , где - наружный диаметр труб. В теплообменниках с U-образными трубами обеспечивает свободное удлинение труб, что исключает возможность появления температурных напряжений вследствие разности температур труб и корпуса. Преимущество конструкции с U-образными трубами - отсутствие разъемного соединения внутри корпуса.

    Для удлинения пути теплоносителя с целью увеличения скорости интенсификации теплообменника установлена перегородка в распределительной камере. Теплоноситель проходит сначала по трубам лишь половину пучка и в обратном направлении – через вторую половину пучка.

    Трубное и межтрубное пространство разобщены. Второй теплоноситель (жидкий продукт) движется в межтрубном пространстве, снабженном входным и выходным штуцерами.

    1 – кожух;

    2 – теплообменная труба;

    3 – стяжка;

    4 – перегородка;

    5 – прокладка кожуха;

    6 – неподвижная трубная решетка;

    7 – прокладка распределительной камеры;

    8 – распределительная камера;

    9 – подкладка под опору;

    10 – опора.

    Рисунок 1.1 – Конструкция испарителя с паровым пространством типа У

     

    Вторичный пар выходит через штуцер в верхней части аппарата. Упаренный раствор выводится через штуцер выходе остатка продукта.

    Основной частью подогревателя (испарителя) является один или несколько трубных пучков с плавающей головкой или с U-образными трубами. Пучок (один или два, три) монтируют внутри цилиндрического горизонтального корпуса.

    Различают две конструкции устройства подогревателей: с передним полуконическим днищем и с эллиптическим днищем.

    Аппараты с передним полуконическим днищем являются более эффективными и компактными, поэтому применение их предпочтительно.

    Для достижения достаточной поверхности зеркала испарения и правильной работы испарителя следует принимать расстояние от уровня жидкости до верха корпуса аппарата равным 0,35Dв.

    Используя для подогревателей (испарителей) нормальные трубные пучки теплообменников с плавающей головкой или с U-образными трубками (когда теплоносителем должен служить конденсирующийся водяной пар), количество труб распределяют по ходам неравномерно так, что в последующих ходах многоходовых трубных пучков число труб принимают меньшим, чем в первом ходу.

    Верхние трубы пучка внутри корпуса подогревателя всегда должны быть покрыты слоем жидкости высотой не менее 100 мм, для чего уровень жидкости в корпусе аппарата поддерживается сливной перегородкой с верхней зубчатой кромкой, обеспечивающей равномерный слив жидкости по всему поперечному сечению.

    За перегородкой автоматическое поддержание уровня жидкости в корпусе испарителя достигается регулированием уровня, без чего может быть нарушена нормальная работа насоса в результате попадания в него из подогревателя паров. Недопустимо чрезмерное поднятие уровня жидкости в подогревателе, т.к. это нарушает нормальную работу аппарата.

    В заднем днище и в перегородке аппарата предусматривают штуцер и лючок, через которые вводится тяговый трос, присоединяемый к подвижной решетке пучка при монтаже последнего.

    У штуцера для подачи продукта в испаритель внутри корпуса аппарата устанавливают отбойник, способствующий более рациональному обтеканию жидкости внутри пучка. В некоторых случаях для этой же цели ставят дырчатую горизонтальную перегородку, которая вместе с тем защищает близлежащие от штуцера трубы от эрозии.

    Чтобы предать трубному пучку жесткость, устраивают поперечные перегородки толщиной ~10 мм. Перегородки устраивают друг от друга на равном расстоянии и закрепляют четырьмя тягами, ввернутыми в неподвижную трубную решетку и снабженными дистанционными распорными трубками. Расстояние между перегородками в целях обеспечения необходимой жесткости принимается равным (30…50)dн , где dн – наружный диаметр теплообменных трубок.

    Для поддержания трубного пучка в корпусе устанавливаются балки, на которые положены прогоны из уголка. При втаскивании пучка и демонтаже его он скользит по этим прогонам.

    Устанавливают подогреватели (испарители) на две опоры. Для того, чтобы испаритель в нагретом состоянии мог одним своим концом свободно перемещаться, отверстия в лапках для крепления его болтами к одной, так называемой, подвижной опоре, выполняются овальными. Т.к. к другой опоре испаритель крепят неподвижно, то для лапок в этом случае отверстия выполняют круглыми.

    Материалы для изготовления химических аппаратов и машин нужно выбирать в соответствии со спецификой их эксплуатации, учитывая при этом возможное изменение исходных физико-химических свойств материалов под воздействием рабочей среды, температуры и протекающих химико-технологических процессов. При выборе материалов для аппаратуры необходимо руководствоваться отраслевым стандартом ОСТ 26-291—94.

    Выбор материала необходимо начинать с уточнения рабочих условий: температуры, давления, концентрации обрабатываемой среды.

    Предъявляются следующие основные требования:

    1) достаточная общая химическая и коррозионная стойкость в агрессивной среде с заданными концентрацией, температурой и давлением;

    2) достаточная механическая прочность при заданных давлении и

    температуре технологического процесса;

    3) способность материала свариваться с обеспечением высоких механических свойств сварных соединений и коррозионной стойкости их в агрессивной среде.

    Работоспособность изделия, т.е. состояние, при котором оно способно нормально выполнять заданные функции, оценивается критериями прочности, жесткости, устойчивости, износостойкости, коррозионной стойкости.

    Благодаря широкому спектру свойств, определяемых составом и химико-термической обработкой, сталь - наиболее распространенный конструкционный материал.

    12Х18Н10Т – относится к классу высоколегированных сталей, способ поставки – листовая сталь. Сталь обладает удовлетворительными прочностными свойствами, в термообработанном состоянии отличается высокой пластичностью и жаропрочна при температуре до 650°С. Данная сталь в виде листового проката широко применяется для сварной химической аппарат уры ответственного назначения, работающих в интервале температур от -253ºС до +650ºС [19].

    Сталь обладает повышенной вязкостью и склонностью к задиранию при трении о другой металл, имеющий одинаковую или близкую с ней твердость. Сталь технологична в обработке, хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях. Штампуемость стали хорошая. Она также хорошо сваривается всеми видами сварки и не требует обязательной термической обработки изделия после сварки

    Сталь характеризуется высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах. Сталь склонна к межкристаллитной коррозии при нагреве в интервале температур 500—800°С, к коррозии ножевого типа при работе сварных соединений в азотной кислоте, мочевине и в некоторых других средах, а также к точечной коррозии.

    Сталь склонна к коррозионному растрескиванию в средах, содержащих хлориды магния, кальция и других металлов, во влажных органических веществах, содержащих хлор, в бромистых, фтористых и йодистых солях, в концентрированных растворах едкого натра (при температурах выше 200°С), в растворах щелочей, содержащих сульфиды и сероводород. Склонность стали к коррозионному растрескиванию может быть предотвращена в результате стабилизирующего отжига металла при 900—920°С, с выдержкой в течение 1—2 ч и последующим охлаждением на воздухе [15].

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Рисунок 1.2 - Поперечные сечения подогревателей (испарителей) с паровым пространством с разным количеством трубных пучков

    1.2 Получение дополнительного вторичного пара, краткая характеристика процесса

     

    На данный момент потребитель вторичного пара – установка «Стирол» забирает из сети комбината 20 т/ч пара 4кгс/см2 температурой 150 ᴼС. Эти затраты возможно компенсировать установкой дополнительного испарителя с паровым пространством. Конденсаторы-испарители поз. Т-044.1,2, используют тепло конденсации паров бензола с верха ректификационной колонны К-042 для получения вторичного водяного пара давления не более 0,4 МПа (4кгс/см2) и температурой 150 ᴼС. В качестве дополнительного аппарата принимаем испаритель с паровым пространством Т-044.3

    Проектируемый испаритель с паровым пространством Т-044.3 будет работать в паре с Т-044.1, в котором вторичный пар будет идти на объект 1803. Т-044.2 направляет вторичный пар на объект 1805.

    Проектируемый испаритель с паровым пространством Т-044.3 не значительно повлияет на работу колонны К-042, так как теплообменник работает преимущественно как испаритель, конденсация в нем практически не проходит. Разность температуры на входе в теплообменники Т-044.1,2 и выходе из них паров бензола составляет всего 4 ᴼС или 2,4 %. При установке Т-044.3 температура конденсации незначительно изменится.

     

    Рисунок – 1.3 Снижение температуры паров бензола при устройстве дополнительного конденсатора-испарителя Т-044.3.

     

    Для получения вторичного пара, в конденсаторы-испарители подаётся конденсат с объекта 1805 «Стирол», который предварительно подогревается в печи П-011А до 120 ᴼС, образуя паровой конденсат[12].

    Объект 1805 «Стирол» набирает конденсат непосредственно с установок цеха, в случае необходимости увеличения расхода конденсата, дополнительно возможен забор химобессоленной воды с 54 цеха или химочищенной воды с ТЭЦ расходом до 30т/ч.

    Условная схема установки конденсатора-испарителя с паровым пространством Т-044.3 представлена на рис. 1.4. Водный конденсат, подаваемый в корпус аппарата, нагревается парами бензола, пропускаемым через трубные пучки.

     

    Рисунок 1.4 - Схема установки конденсатора-испарителя

    В результате нагрева происходит испарение водного конденсата. Пары последнего транспортируются на объект 1803 «Стирол».

     

    1.3Технология получения стирола

     

    1.3.1 Стадия и химизм процесса дегидрирования этилбензола в стирол

     

    Основным промышленным способом получения стирола является дегидрирование этилбензола. Процесс каталитического дегидрирования этилбензола в стирол осуществляется в адиабатических реакторах, заполненных железоокисным катализатором, в присутствии водяного пара по уравнению реакции:

     

    ‑Н2

    2

    СН=СН2

     

    - Q

     

    - Q

    СН2‑СН3

     

     

     


    С6Н5С2Н5 → С6Н5С2Н3 + Н2

    этилбензол стирол водород

     

    Для протекания реакции необходимо подвести тепло, поскольку реакция эндотермична (тепловой эффект ~30 ккал/моль).

    Вследствие того, что реакция идет с увеличением объема, на показатели процесса благоприятно сказывается понижение парциального давления – при этом повышается равновесная степень превращения этилбензола.

    Технологически эти условия выполняются за счет использования в процессе перегретого водяного пара и осуществления процесса дегидрирования под вакуумом. Кроме того, водяной пар непрерывно удаляет с катализатора углерод, образующийся в процессе реакции.

    Применение катализатора позволяет увеличить скорость основной реакции и обеспечить высокую избирательность процесса дегидрирования при достаточно глубокой конверсии этилбензола в стирол.

    Необходимо учитывать отрицательное влияние хлора и серосодержащих соединений на железоокисный катализатор. Массовое содержание хлора и серы в этилбензольной шихте не должно превышать 0,0002% соответственно.

    При прочих равных условиях (температура, катализатор и т.п.) понижение давления в зоне реакции от избыточного до вакуума позволяет увеличить степень превращения этилбензола в стирол.

    Дегидрирование этилбензола осуществляется под вакуумом в двухступенчатом адиабатическом реакторе с промежуточным подогревом контактного газа. Тип реактора – радиальный с центральной подачей потока. Для выравнивания скорости во входном канале предусмотрено тело вращения заданного профиля.

     

    1.3.2 Условия проведения процесса

    Процесс возможен при следующих условиях:

    -температура (580¸645)оС на входе в слои катализатора;

    Подогрев контактного газа, поступающего во вторую ступень реактора, производится в межступенчатом подогревателе кожухотрубчатого типа, который обогревается перегретым водяным паром, поступающим из.

    Ректификация углеводородного конденсата имеет конечной целью выделение стирола‑ректификата с концентрацией основного вещества не менее 99,8% масс, возвратного этилбензола, бензол‑толуольной фракции и кубовых остатков ректификации стирола[12].

     

     

     

     

     

     

     

    2 Обоснование выбора темы

     

    Большую роль в различных отраслях промышленности играет промышленный пар, получаемый как на самих установках комбината, так и непосредственно на теплоэлектроцентрали ООО «НСТЭЦ». Количество пара получаемого на установках комбината, влияет на экономические показатели.

    Объект 1802 по производству этилбензола находится в эксплуатации более 10 лет. Анализ работы отдельных узлов, блоков и аппаратов установки позволил сделать вывод о возможности ее совершенствования с целью повышения количества вторичных паров.

    Так, в частности, предлагается провести реконструкцию объекта, внедрением дополнительного теплообменника Т-044.3 В качестве теплообменника предлагается использовать испаритель с паровым пространством.

    Задачей реконструкции является снижение затрат на закупку пара из сети ООО «НСТЭЦ» При установке дополнительного конденсатора-испарителя с паровым пространством, установка этилбензол сможет вырабатывать собственный вторичный пар, путём нагрева водного конденсата бензольными парами с верха колонны К-042, запас мощности по бензольным парам которой, позволяет получить до 30 т/ч вторичного пара. Применение конденсатора-испарителя с паровым пространством имеет ряд достоинств:

    - Работа при высоком проценте испаряемой части продукта – 80% масс и больше.

    - Возможность работы при высоких давлениях, когда плотность газа близка к плотности жидкости.

    - Работа при малых разностях температуры.

    - Работа на различных теплоносителях.

    - Работа в очень большом диапазоне нагрузок по теплу[6].

    Эти мероприятия позволят повысить количество вторичного пара разделения исходной смеси, уменьшить расход пара забираемого из сети ООО «НСТЭЦ».

    Предлагаемые мероприятия предлагается провести в период капитального ремонта установки. Необходимо произвести монтаж конденсатора-испарителя с паровым пространством, путем установки двух опор и последующей установкой на них теплообменника.

    Таким образом, вышеизложенное позволило сформулировать тему дипломного проекта в следующей редакции «Реконструкция установки получения этилбензола с целью утилизации тепла».

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    3 Технологическая часть

     

    3.1 Описание технологической схемы

     

    Колонна поз.К-032 предназначена для азеотропной осушки бензола.

    Пары с верха колонны поз.К-032 с температурой не выше 160 °С поступают в конденсатор-испаритель поз.Т-034, где тепло конденсации используется для получения вторичного водяного пара давления не более 0,25 МПа (2,5 кгс/см2). Давление, температура и расход вторичного пара вырабатываемого конденсатором-испарителем поз.Т-034 Углеводородный конденсат, выходящий из конденсатора-испарителя поз.Т-034 последовательно охлаждается в теплообменниках поз.Т-038 и Т-038А для улучшения отстоя от воды и поступает в отстойник поз.Е-036.

    В теплообменнике поз.Т-038 тепло углеводородного конденсата используется для подогрева флегмы, возвращаемой в колонну поз.К-032 после отстоя ее от воды в отстойнике поз.Е-036. В теплообменнике поз.Т-038А углеводородный конденсат охлаждается оборотной водой. Теплообменники поз.Т-038 и Т-038А работают под заливом углеводородного конденсата.

    Отстойник поз.Е-036 состоит из двух отсеков: отстойника и сборника углеводородов. Углеводороды из сборника отстойника поз.Е-036 насосом поз.Н-037.1,2 через теплообменник поз.Т-038 подаются в колонну поз.К-032.

    Кубовая жидкость колонны поз.К-032 с температурой не выше 170 °С насосом поз.Н-039.1,2 подается на 9, 11, 13 тарелку колонны поз.К-042 .

    Колонна поз.К-042 предназначена для отгона части бензола из алкилата-1.

    Тепло перегрева паров алкилата-1 используется в испарителе поз.Т-043А. При этом охлажденные пары алкилата-1 поступают на 6 тарелку колонны поз.К-042.

    В колонну поз.К-042 поступают:

    - алкилат-1;

    - алкилат-2;

    - кубовая жидкость колонны поз.К-032;

    Пары с верха колонны поз.К-042 с температурой в пределах 170 ¸ 185 °С по прибору в конденсаторы-испарители поз.Т-044.1,2, где тепло конденсации паров используется для получения вторичного водяного пара давления не более 0,4 МПа
    (4 кгс/см2). Сконденсированный углеводородный конденсат из конденсаторов-испарителей поз.Т-044.1,2 поступает в емкость поз.Е-046 и насосом поз.Н-047.1,2, подается в колонну в виде флегмы, и частично насосом поз.Н‑047А.1,2, в качестве шихты-1 подается на. Расход парового конденсата поступающего в конденсаторы-испарители поз.Т-044.1,2 регулируется с коррекцией по расходу получаемого пара и уровню конденсата в конденсаторах-испарителях.

    Несконденсированные пары бензольной фракции из емкости поз.Е-046 поступают на конденсацию в конденсатор поз.Т-045 охлаждаемый оборотной водой. Несконденсированные в конденсаторе поз.Т-045 пары поступают на дальнейшую конденсацию в конденсатор поз.Т-045А, охлаждаемый захоложенной водой. Углеводородный конденсат после конденсаторов поз.Т‑045, Т-045А поступает в емкость поз.Е-046.

    Углеводородный конденсат из емкости поз.Е-046 поступает на всас насоса поз.Н-047В.1,2 и в качестве шихты-2 подается на об. 1801 на трансалкилирование Во время пуска колонны поз.К-042, при отсутствии алкилата-1, подвод тепла к колонне осуществляется через испаритель поз.Т-043В, обогреваемый водяным паром давления 2,5 МПа (25 кгс/см2).

    Кубовая жидкость колонны поз.К-042 поступает в колонну поз.К-052[13].

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    3.2 Характеристика сырья и готовой продукции

     

    Таблица 3.1 – Характеристика сырья и готовой продукции

    Сырье и готовая продукция

    Показатели качества

    Нормы

    1

    2

    3

    Свежий бензол (используется в качестве сырья в производстве этилбензола)

    1. Внешний вид и цвет;

     

     

    2. Плотность при 200 °С, г/см3;

    3. Массовая доля основного вещества, %, не менее;

    4. Массовая доля примесей, %,

    не более:

    - н-гептана;

    - метилциклогексана + толуола;

    - метилциклопентана;

    - толуола;

    5. Окраска серной кислоты, номер образцовой шкалы, не более;

    6. Массовая доля общей серы, %, не более;

    Прозрачная жидкость, не содержащая посторонних примесей и воды

    0,878 – 0,880

     

    99,7

     

     

    0,06

    0,13

    0,08

    отсутствие

     

     

     

    0,1

    0,00010

    Водяной пар (Полученный в конденсаторах-испарителях

    Т-044.1,2,3)

    1. Водородный показатель (рН), ед., не менее;

    2. Общая жесткость, ммоль/м3 (мкг-экв/дм3) или моль/м3 (мг-экв/дм3), не более;

    3. Общая щелочность, моль/м3 (мг-экв/дм3), не более;

    4. Солесодержание в пересчете на хлористый натрий, мг/дм3, не более;

    6. Удельная электропроводимость, мкСм/см, не более;

    7. Массовая концентрация нефтепродуктов, мг/дм3, не более.

     

    6

     

     

    40

     

    0,70

     

     

    30,00

     

    10

     

     

    5

    Продолжение таблицы 3.1

    1

    2

    3

    Сжатый воздух (используется для средств управления КИПиА).

     

    1. Класс загрязненности по ГОСТ17433‑80;

    2. размер твердой частицы, мкм, неболее;

    3. содержание посторонних примесей, мг/м3, неболее;

    4. твердые частицы, мг/м3;

    5. вода (в жидком состоянии);

    6. масла (в жидком состоянии);

    7. температура точки росы, °С, неболее.

     

    1

     

    5

     

     

    1

    не допускается

    не допускается

     

    минус 50

    Масла индустриальные марка И‑50А (используется для смазки подшипников и трущихся частей насосов).

     

    1. кинематическая вязкость при 400 °С,мм2/с;

    2. кислотное число, мг КОН на 1г. масла, неболее;

    3. зольность, %, неболее;

    4. массовая доля серы в маслах из сернистых нефтей, %, неболее;

    5. содержание механических примесей;

    6. содержание воды;

    7. температура застывания, оС, не выше;

    8. температура вспышки, определяемая в открытом тигле, оС не ниже;

    9. плотность при 20 °С, кг/м3, неболее;

    10. цвет на калориметре ЦТН, неболее;

    11. содержание растворителей в маслах селективной очистки;

    12. содержание водорастворимых кислот и щелочей в маслах щелочной очистки.

     

    90-110

     

    0,05

    0,005

     

     

    1,1

     

    отсутствие

    следы

     

    минус 15

     

     

    225

     

    910

     

    4,5

     

    отсутствие

     

     

    отсутствие

     

    Продолжение таблицы 3.1

    1

    2

    3

    Азот высшего сорта (Используется для продувки и о прессовки аппаратов, трубопроводов и азотного дыхания в аппаратах)

    1. объемная доля азота, %, неменее;

    2. объемная доля кислорода, %, неболее.

     

     

    99,98

     

    0,02

    Смазка, солидол жировой (используется для смазки подшипников и трущихся частей насосов).

     

    1. внешний вид - марка солидола Ж;

     

    2. температура каплепадения, °С, не ниже;

    3. предел прочности на сдвиг при 500 °С, Па (2,0 Гс/см2), неменее;

    4. массовая доля свободной щелочи в пересчете на NaOH, %, неболее;

    5. содержание свободных органических кислот;

    6. содержание механических примесей, нерастворимых в соляной кислоте;

    7. массовая доля воды, %, неболее;

     

    Однородная мазь без комков, от светло‑желтого до темно‑коричневого цвета

     

    780

     

     

    196

     

     

    0,2

     

    отсутствуют

     

     

    отсутствуют

     

    2,5

     

     

     

     

     

     

     

    3.3 Технологические расчеты

     

    3.3.1 Расчет основной ректификационной колонны К-042

    Расчет колонны К-042 был произведен в программе Aspen HYSYS.

    3.3.2 Рабочие условия колоны К-042

    Рабочие условия для К-042 представлены в таблице 3.1

     

    Таблица 3.2 – Рабочие условия для К-042.

     

    Бензол

    Алкилат-2

    Алкилат-1

    Пары К-042

    Кубовая часть

    Доля пара

    0,0000

    0,0000

    1,0000

    1,0000

    0,0000

    Температура, оС

    140

    175,0

    280,0

    173,1

    209,9

    Давление, кПа

    1471,0

    2745,9

    1569,1

    686,5

    850,0

    Мольный расход, кг·моль/ч

    221,7

    171,2

    1967,2

    1836,6

    523,5

    Массовый расход, кг/ч

    170000,0

    150000,0

    167000,0

    146832,5

    52167,5

    Ст.расх. ид.ж., м3/ч

    19,6

    17,1

    190,7

    167,8

    59,6

    Мольная энтальпия, кДж/кг

    61494,2

    55242,3

    100700,5

    91413,5

    41492,9

    Мольная энтропия, кДж/кг·моль·С

    -91,2

    -28,2

    37,5

    -15,6

    49,6

    Теплосодержание, Мккал/ч

    13630852,6

    9460212,4

    198099105,9

    167894214,0

    21720521,4

     

    3.3.3 Кривые разгонок для продуктовых потоков из колонны К-042

     

     

    Рисунок 3.1 – Кривые разгонок для потока «Алкилат-1»

     

    Рисунок 3.2 – Кривые разгонок для потока «Алкилат-2»

     

     

    Рисунок 3.3 – Кривые разгонок для потока «Бензол»

     

    Рисунок 3.4 – Кривые разгонок для потока «Пары верха колонны»

     

     

    Рисунок 3.5 – Кривые разгонок для потока «Куб колонны»


    3.3.4 Сводка основных активных спецификаций для колонны К-042

     

    Таблица 3.3 – Сводка активных спецификаций для колонны К-042

    Свойство

    Задано

    Рассчитано

    Температура верха, °С

    173,0

    173,1

    Температура куба, °С

    205,0

    206,3

     

    3.3.5 Потарелочные профили по температуре, давлению, расходу, транспортным свойствам, составу К-042

     

     

    Рисунок 3.6 – Потарелочный расчет по температуре

     

    Рисунок 3.7 – Потарелочный расчет по давлению

     

     

    Рисунок 3.8 – Потарелочный профиль по расходу для К-042

     

    Рисунок 3.9 – Потарелочный профиль по транспортным свойствам для К-042

     

     

    Рисунок 3.10 – Потарелочный профиль по составу для К-042

     

    3.3.6 Потарелочный расчет К-042

    Результаты потарелочного расчета колонны К-042 с колпачковыми тарелками показаны в таблице 3.4

     

    Таблица 3.4 – Результаты потарелочного расчета колонны К-042 с колпачковыми тарелками

    Номер тарелки

    Температура, 0С

    Давление, кПа

    Расход жидкости, кг/ч

    Расход пара, кг/ч

    Расход питания, кг/ч

    Отбор продукта, кг/ч

    Ребойлер

    173,2

    686,5

    1218,7

    -

    -

    183,66

    20

    173,1

    686,5

    1179,3

    3055,3

    -

    -

    19

    177,0

    695,1

    1155,1

    3015,9

    -

    -

    18

    179,8

    703,7

    1141,1

    2991,8

    -

    -

    17

    181,8

    712,3

    1132,6

    2977,7

    -

    -

    16

    183,3

    720,9

    1126,8

    2969,2

    -

    -

    15

    184,4

    729,5

    1123,3

    2963,4

    -

    -

    14

    185,2

    738,1

    1129,1

    2959,9

    -

    -

    13

    185,3

    746,7

    1337,6

    2965,8

    221,7

    -

    12

    188,7

    755,3

    1491,5

    2952,6

    171,2

    -

    11

    191,9

    763,9

    1477,8

    2935,2

    -

    -

    10

    194,4

    772,5

    1466,4

    2921,6

    -

    -

    9

    196,3

    781,1

    1450,2

    2910,1

    -

    -

    8

    198,4

    789,8

    1399,1

    скачать dle 10.6фильмы бесплатно