Химия: Отчет по практике на ОАО Пластик, Реферат

Содержание.

Общая характеристика предприятия ОАО «пластик». 2

2  Аппаратное оформление процесса производства стирола методом дегидрирования этилбензола. 5

2.1  Назначение цеха. 5

2.2  Физико-химические основы процесса. 5

2.3  Технологическая схема отделение дегидрирования. 8

2.4   Описание реактора. 15

3    Характеристика общезаводского хозяйства. 18

3.1  Пароснабжение. 18

3.2  Электроснабжение. 18

3.3  Водоснабжение. 18

3.4  Канализационные сооружения, очистка сточных вод. 18

3.5  Ремонтно-механическая база. 18

3.6  Внутризаводской транспорт. 18

3.7  Складское хозяйство. 18

4  Безопасность жизнедеятельности. 19

4.1  Характеристика опасности производства. 19

4.2     Характеристика исходных веществ и продуктов. 22

4.3  Охрана окружающей среды. 24

Литература. 27

                                             

Общая характеристика предприятия ОАО «пластик».

Свыше 35 лет назад на территории Тульской области был организован Узловский химический завод, первой продукцией которого были текстолитовые каски.

В настоящее гремя Узловское акционерное общество "Пластик" – это крупный химический комплекс, включающий в себя 4 цеха синтеза полимерных   материалов и 5 цехов их переработки с собственной системой энергообеспечения.

К цехам синтеза относится цех по производству стирола, кото­рый был введен в эксплуатацию в конце 1975 года.

Мощность производства - 41000 т/год.

Исходное сырье -  этилбензол. Основными поставщиками являются российские предприятия.

Выпускаемая продукция соответствует ГОСТ 10003-90.

Основные свойства стирола:

-  бесцветная, легковоспламеняющаяся жидкость со слабым специфическим запахом, нерастворимая в воде

-  температура воспламенения - 43⁰С

-  температура кипения            - 145,2⁰С

-  по степени воздействия на организм относится к третьему

классу опасности – умеренно-опасные вещества.

Отличительной особенностью нашего продукта является высо­кое содержание основного вещества – 99,9%.

Цех оснащен автоматизированной системой управления процессом синтеза стирола, которая разработана и внедрена специалистами нашего предприятия.

Имеется опыт экспортирования стирола в Венгрию и Финляндию через Союзхимэкспорт.

Цех по производству АБС-пластиков введен в эксплуатацию в 1973 г. по технологии, закупленной у фирмы "Асахи Кемикл" (Япония). Мощность производства - 23000 т/год.

Основное исходное сырье – стирол собственного производства. Поставщики других исходных компонентов – российские предприятия.

Выпускаемый АБС-пластик – прочный конструкционный материал 8-ми марок, различных цветов, соответствующий ТУ 6-05-1587-84.

Основные свойства:

-  ударная вязкость по Изоду, не менее 20 - 25 кгс / см²

-  предел текучести при растяжении не менее 390  кгс / см²

опасности для здоровья человека при непосредственном контакте с ним.

В настоящее время, начиная с 1993 г., ведется модернизация оборудования с целью наращивания мощности. Работы ведутся достаточно тяжело в условиях общего спада производства.

Цех по производству эмульсионного и суспензионного полистирола был введен в эксплуатации в 1967 году. Мощность цеха по выпуску:

-  суспензионного полистирола - 5387 т/год

-  эмульсионного полистирола   - 1580 т/год

Исходное сырье - стирол собственного производства.

Суспензионный вспенивающийся полистирол предназначен для изго­товления вспененных плит для строительства и в качестве тепло-, звуко­изоляционного и упаковочного материала.

Основные свойства:

-  массовая доля частиц основной фракции - не менее  89-95%

-  массовая доля порообразователя -  не менее    4,5-6% в зависимости от марки.

Отличительной особенностью полистирола ПСВ-С является способ­ность к самозатуханию в течение 2-4 секунд.

Ввиду отсутствия потребителей эмульсионного полистирола специалистами предприятия на базе имеющегося оборудования была разработана технология получения ударопрочного полистирола УПС-М, выпуск которого начат в 1993 г., мощность производства - 2320 т/год.

Ударопрочный полистирол УПС-М соответствует ТУ 6-00-1023832-12-94

Основные характеристики:

-  ударная вязкость по Изоду - 9 кгс/см²

-  предел текучести при растяжении - не менее 380 кгс/см²

-  теплостойкость по Вика - 95°С

-  разрешен для контакта с пищевыми продуктами.

Из 6-ти цехов переработки 3 цеха работают на автомобилестрое­ние.

Способы переработки пластмасс:

-      литье под давлением

-       прессование                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

-        экструзия

В 1963 году был пущен цех по выпуску изделий методом прямого и трансферного прессования на прессах итальянского производства с усилием смыкания от 40 до 400 тонн с предпластификаторами. Имеется отделение подготовки сырья с усреднением его и таблетированием на роторных и гидравлических таблетмашинах.

Мощность прессового оборудования – 1240 т/год.

Исходное сырьё – пресс-порошки, поставляемые предприятиями России, а также фенопласты собственного производства марок У-1, У-2 (ГОСТ 5639-79).

Основная продукция цеха – детали системы зажигания автомобилей, работающие в условиях высокого напряжения, корпусные детали из термореактивных пластмасс и другие, обладающие сопротивлением изоляции не менее 500 мОм при температуре +100°С, высокой ударной прочностью; изделия машиностроения.

В 1974 - 1975 г.г. были пущены 1-я к 2-я очереди цеха по выпуску деталей для Камского автозавода методом литья под давлением.

Мощность цеха - 3230 т/год.

Цех оснащен термопластавтоматами производства Германии, Италии, Польши с объемом отливки до 1500 см⁸ и удельным давлением до 2000 кг/см².

Исходное сырье: полиэтилен, полиамид, полипропилен и другое, поставляемые российскими предприятиями, а также АБС-пластики и ударопрочный полистирол собственного производства.

Цех выпускает изделия различной конструкционной сложности, в том числе и с арматурой.

В 1970 г. в строй вступил цех по выпуску профильнопогонных изделий для Волжского автозавода.

Мощность цеха – 4249 т/год.

Производство оснащено экструдерами диаметром до 63 мм фирм Италии, Германии, Франции.

Исходное сырье: ПВХ различных марок, полиэтилен, полиамид, пос­тавляемые  российскими предприятиями, а также собственное сырье на базе получения ПВХ-пластиката.

Выпускаемая продукция – трубки и шланги диаметром от 1,8 до 48 мм различного назначения: электроизоляционные, бензо-, антифризостойкие, пищевые; профили сложной конфигурации, уплотнители и другое.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      В цехе имеется отделение металлизации лавсановой плёнки толщиной от 12 до 50 микрон, шириной 1500 мм и получения поливинилхлоридного пластиката в гранулах на основе смол ПВХ. Металлизированная лавса­новая пленка используется для изготовления профилей отделки автомобилей.

В 1985 г. был пущен в строй цех по производству обоев, оснащенный итальянским, австрийским оборудованием.

Мощность производства по выпуску обоев –32619 млн. м² /год.

Цех работает на отечественно сырье, выпускает обои методом глубокой печати, бумажные и моющиеся, с элементами рельефа на основе вспененных паст ПВХ.

Позднее было освоено производство пленки ПВХ, дублированной и декорированной под дерево и черной пленки толщиной 400 микрон, шириной 1200 мм, используемой для отделки мебели и теле-, радиоаппаратуры.

Мощность цеха по выпуску пленки – 5 млн.136 тыс. м²/год.

Цех изготавливает валы для глубокой печати шириной до 1600 мм и диаметром до 700 мм, а также шаблоны для кругло- и плоскотрафаретной печати.

На имеющемся оборудовании предприятие выпускает товары массового спроса:

-    полиэтиленовой пленку толщиной от 50 до 200 микрон и шириной до 2800 мм, а также изделия из неё (скатерти, мешки, сумки-пакеты)

-     каски защитные для нефтяников, газовиков и строителей

-     изделия хозяйственно-бытового назначения и детские игрушки

Предприятие обеспечено собственным энергетическим комплексом: цехами по разделению воздуха и водоподготовке, котельными, электроподстанциями, системой биологической очистки сточных вод.

2  Аппаратное оформление процесса производства стирола методом дегидрирования этилбензола.

2.1  Назначение цеха.

Цех предназначен для производства стирола методом дегидрирования этилбензола.

Характеристика цеха:

1.   Год ввода в эксплуатацию – IV квартал 1975 г.

2.   мощность производства: проектируемая – 40000 т/год

                                                достигнутая – 41000 т/год

3.   Количество технических линий – одна

4.   Метод производства – непрерывный

5.   Генеральный проектировщик – ОНПО «Пластполимер»

6.   проектировщик технологической части – Воронежский филиал Гипрокаучук (АО «Синтезкаучукпроект»)

Разработчик технологического процесса – ВНИИСК, г. Воронеж (НИИСК)

Организации выполнившие рабочие чертежи – Воронежский филиал         Гипрокаучук (АО «Синтезкаучукпроект»), Московский Гипрокаучук.

7.   Категория производства по его технико-экономическому уровню – первая

8.   Производство расширению и реконструкции не подвергалось

2.2  Физико-химические основы процесса.

Стирол получают каталитическим дегидрированием этилбензола с последующей ректификацией продуктов дегидрирования для выделения стирола с содержанием основного вещества не менее 99,8 %.

Дегидрирование этилбензола осуществляется в присутствии водяного пара на катализаторе марки К-28У, содержащим оксид железа и небольшое количество соединений калия, рубидия, циркония. Водяной пар вводится для снижения парциального давления процесса, что способствует сдвигу равновесия реакции в сторону образования стирола, сокращению побочных реакций на поверхности катализатора.

Реакция дегидрирования этилбензола производится в двухступенчатом адиабатическом реакторе с промежуточным подводом тепла через межступенчатый подогреватель. Содержание стирола после первой ступени – не менее 23 %, после второй – не менее 47 %.

Температура процесса 550-640⁰С, соотношение этилбензол : пар равно 1:3÷3,5, давление над слоем катализатора не более 1 атм.

Основная реакция дегидрирования:

Побочные реакции:

Изопропилбензол, содержащийся в этилбензоле, в процессе дегидрирования превращается в L-метилстирол:

Дивинилбензол полимеризуется с образованием нерастворимых полимеров в колоннах ректификации.

Наличие бензола приводит к образованию дивинила:

Одновременно идут реакции дегидроконденсации с получением полициклических соединений – двухзамещенных стильбенов, фенантренов, нафталинов.

Углерод, образующийся при разделении углеводородов, удаляется с катализатора водяным паром:

Для предотвращения полимеризации стирола в процессе его получения используются также ингибиторы: парахинондиоксим (ДОХ), 4-нитрофенол – отход (ПХФ), 2,6-дитретбутил-4-диметиламинометилфенол (основание Манниха).

Нормы технологического режима.

Таблица 2.1

№	Наименование стадий и потоков реагентов	Наименование технологических показателей
		Температура 0С	Давление	Количество загружаемых или подаваемых компонентов	Прочие показатели
1	2	3	4	5	6
1	Водяной пар в печь, поз. 201/1		3÷4,5 атм	не более 40 т/час
2	Топливный газ перед горелками печи, поз.    201/1-2		0,3÷1,1 атм
3	Перегретый пар на выходе из печи, поз. 201/1	не более 750
4	Перегретый пар на выходе из печи, поз. 201/2	не более 750
5	Разряжение в радиантных камерах печи		3÷15 мм вод. ст.
6	Контактный газ над слоем, поз. 202/1		не более 1,0 атм
7	Контактный газ под слоем, поз. 202/1		не более 0,6 атм		Содержание стирола не менее 23%
8	Контактный газ над слоем, поз. 202/2		не более 0,6 атм
9	Контактный газ под слоем, поз. 202/2		не более 0,2 атм		Содержание стирола не менее50%
10	Водяной пар на смачивание в испаритель, поз. 204		3÷4,5 атм перед регулятором расхода		10÷15% весовых от количества ЭБШ
11	Подача ЭБШ в испаритель поз. 204	70÷80		не более 12 т/час	Состав ЭБШ: этилбензола не менее 99%, уровень в поз. 204 не более 10%
12	Пароэтилбензольная шихта на выходе из поз. 204	150÷160
13	Контактный газ на выходе из поз. 205/1-2	не более 180	не более 0,2 атм
14	Паровой конденсат в котлах поз. 205/1-2				Уровень 50÷70%, общая щелочность не более 12          мг экв/кг
15	Вторичный пар с котлов поз. 205/1-2		3÷4,5 атм
16	Контактный газ на выходе из поз. 209	не более 120
17	Водоуглеводородный конденсат на выходе из поз. 217	40÷65
18	Контактный газ на выходе из поз. 211	не более 450
19	Контактный газ на всасе компрессоров, поз. 213/1-4		100÷400 мм вод. ст.
20	Контактный газ на нагнетание, поз. 213/2-4	не более 150	не более 2 атм
20а	Контактный газ на нагнетание, поз. 213/1	не более 170	не более 2 атм
1	2	3	4	5	6
21	Абгаз на поз. 216/1-2	1÷8
22	УВК в емкости поз. 219				Уровень не более 80%
23	Водный конденсат в емкости поз. 221				Уровень 40÷80%
24	Стоки в Х.З.К. после теплообменника поз. 231	не более 40			Содержание углеводородов не более 100 мг/л
25	Некондиционный продукт в емкости поз. 235				Уровень 30÷80%
26	Паровой конденсат в емкости поз. 240/1-2				Уровень 30÷70%
27	Паровой конденсат на сбросе в канализацию, поз. 240	не более 40
28	Ливневые стоки в емкости поз. 260/3				Уровень не более 80%, содержание углеводородов не более 100 мг/л
29	Паровой конденсат от насоса поз. 241/1-2 на питание котлов поз. 205/1-2 и возврат в котельную				Общая жесткость не более 20 мкг экв/кг, прозрачность по шрифту не менее 40 см.

2.3  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.

                                     

2.4   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.

                                             

3    Характеристика общезаводского хозяйства.

3.1  Пароснабжение.

Пароснабжение и теплоснабжение осуществляет цех №22, который содержит 2 котельные.

3.2  Электроснабжение.

Электроэнергия подводится к предприятия двумя кабелями (6 кВТ): резервным и рабочим. Также на предприятии имеется система подстанций и распределительных щитов.

3.3  Водоснабжение.

Водоснабжение занимается цех №21, который подает питьевую и речную воду. Имеется цех водоподготовки, который подает обессоленную воду. На территории предприятия имеются артезианские скважины.

3.4  Канализационные сооружения, очистка сточных вод.

Цех №32 проводит очистку всех стоков завода и города.

Биологические очистные сооружения полностью введены в эксплуа­тации в 1976 году общей мощностью 50 тыс. м³/сутки. Несмотря на тяжелое положение в экономике, предприятие наметило в 1995 г. провести реконструциию части общей технологической цепочки с целью улучшения биохимического окисления стоков.

Пропускная способность очистных сооружений:

-  по хозпитьевой воде  - 1 млн. 600 тыс. м³/год

-   по речной воде         -  3 млн. 685 тыс. м³/год

3.5  Ремонтно-механическая база.

Цех №22 проводит текущий, плановый и капитальный ремонт. Цех №29 производит ремонт оборудования.

3.6  Внутризаводской транспорт.

Транспортный цех №31 содержит около 40 единиц различной транспортной техники. Также производится наем транспорта для дальних перевозок.

3.7  Складское хозяйство.

На территории предприятия находятся 20 складов: центральные, специальные склады (горючие взрывоопасные соединения).

4  Безопасность жизнедеятельности.

Эксплуатация цеха стирола связана с применением горючих и токсичных жидкостей и газообразных продуктов.

Наличие большого количества аппаратов, насосов, компрессоров, трубопроводов и запорной арматуры создает условия для пропусков и утечек газов и углеводородов, что может привести к загазованности помещений, территорий и возникновению пожаров, взрывов, а также отравлению или травмированию обслуживающего персонала.

Стирол, этилбензол, бензол относятся к легковоспламеняющимся жидкостям.

Основной особенностью производства с точки зрения взрывоопасности продуктов является нижние пределы взрываемости продуктов в смеси с воздухом. Вследствие этого при неплотностях аппаратов и коммуникаций или при авариях в помещениях цеха сравнительно быстро могут образоваться общие или местные взрывоопасные концентрации.

К основным опасностям в цехе относятся:

1.     Отравление парами углеводородов.

2.     Термический ожог паром, горячей водой.

3.     механическое травмирование при нарушении правил обслуживания оборудования.

4.     Поражение электротоком при обслуживании электрооборудования.

5.     Поражение от взрыва паров стирола, этилбензола и других легковоспламеняющихся жидкостей.

6.     Удушье при обслуживании колодцев, приямков, траншей, емкостей и аппаратов в следствии нарушения правил техники безопасности при работе с инертными газами (азотом).

4.1  Характеристика опасности производства

Таблица 4.1

4.2   Характеристика исходных веществ и продуктов.

Стирол соответствует ГОСТ 10003-90 и должен удовлетворять следующим условиям:

Таблица 4.2

№	Наименование показателя	Требования ГОСТ
		Высший сорт	Первый сорт
1	2	3	4
1	Внешний вид	Прозрачная однородная жидкость без механических примесей и не растворенной влаги
2	Массовая доля стирола, % не менее	99,80	99,60
3	Массовая доля фенилацетилена, % не более	0,01	0,02
4	Массовая доля дивинилбензола, % не более	0,0005	0,0005
5	Массовая доля карбонильных соединений в пересчете на бензальдегид, % не более	0,01	0,01
6	Массовая доля перекисных соединений в пересчете на активный кислород, % не более	0,0005	0,0005
7	Массовая доля полимера, % не более	0,001	0,001
8	Цветность по платиновокобальтовой шкале, ед. Хазена не более	10	10
9	Массовая доля стабилизатора пара-трет-бутилпирокатехина, %	0,0005-0,0010	0,0005-0,0010

Основные физико-химические свойства и константы стирола.

Таблица 4.3

№	физико-химические свойства и константы стирола	Значение и размерность
1	Молекулярный вес	104,15
2	Плотность при 20 0С	906,0 кг/м3
3	Температура кипения	145,2 0С
4	Температура плавления	-30,63 0С
5	Показатель преломления	1,5462
6	Критическая температура	358 0С
7	Критическое давление	46,1 атм
8	Теплоемкость при 20 0С	43,64 кал/моль 0С
9	Теплота испарения при 145,2 0С	8,9 ккал/моль
10	Теплота плавления	25,9 ккал/кг
11	Вязкость при 25 0С	0,771
12	Давление насыщенных паров при 20 0С	4,9 мм рт. Ст.
13	Удельное объемное электрическое сопротивление	10-11 ом/м
14	Диэлектрическая проницаемость	2,431

Характеристика исходного сырья, материалов и полупродуктов.

Таблица 4.4

№	Наименование сырья, материалов, полупродуктов	Государственный или отраслевой стандарт, техни­ческие условия, регламент или ме­тодика по подготовке сырья	Показатели, обязательные для проверки	Регламентируемые показатели с допускаемыми отклонениями
1	2	3	4	5
1	Этилбензол технический	ГОСТ 9385-77 высший сорт	1.   внешний вид 2.   реакция водной вытяжки 3.   плотность при 20 0С, г/см3 4.   массовая доля этилбензола, % не менее 5.   массовая доля изопропилбензо­ла и высших углеводородов, % не более 6.   массовая доля хлора, % не более	Прозрачная, однород­ная, бесцветная жидкость Нейтральная 0,866-0,870 99,8 0,01 0,0005
2	Катализатор К-28У	ТУ 38.403227-89	Внешний вид	Гранулы красно-коричневого цвета
3	Парахинон­диоксим	ТУ 6-02945-84	Внешний вид Массовая доля летучих примесей, % не более	Мелкокристаллический комкающийся порошок от светло-серого или серовато-коричневого до темно-серого цвета 20
4	2,6 –дитретбутил-4-диметиламинометил­фенол	ТУ 38-10330-81	Внешний вид Массовая доля летучих веществ, % не более	Особой чистоты, высший сорт – крис­таллический порошок от светло-желтого до оранжевого цвета 0,2
5	4-нитрофенол отход	ТУ 6-14-0876	Внешний вид Содержание воды, % не более	Паста от светло-желтого до коричневого цвета 10,0
6	Паратретичный бутилпирокате­хин	Импорт	Внешний вид	От белого до светло-серого цвета

4.3  Охрана окружающей среды.

Выбросы в атмосферу.

Таблица 4.5

Сточные воды.

Таблица 4.6

Наименование стока, отделение, аппарат.	Куда сбрасыва­е­тся	Количе­ство стоков	Периодичность сброса	Характеристика сброса
				Состав сброса, мг/л (по компонентам)	Допустимое количество сбрасываемых вредных веществ, кг/сутки
Сточные воды из аппаратов поз. 260/1-3 (атмосферные воды с открытых площадок, конденсат после пропаривания аппаратов)	Очистные	150 т/месяц	1 раз в месяц	Стирол – 70, этилбензол – 30	0,5

Для уменьшения загрязнения атмосферы азот с парами угле­водородов из линий азотного дыхания аппаратов поз. 396/1, 2, 390/1,2, 398/1, 2, 272/1, 2, 320, 301 направляются на конденсатор поз. 345, охлаждаемыq раствором этиленгликоля, сконденсированные углеводо­роды сливаются в емкость поз. 370, азот выбрасывается в атмосферу.

Азот с парами  углеводородов из линий  азотного дыхания емкостей поз. 413/1, 2, 411/1-3 направляются  на конденсацию  на конденсатор поз. 417, из линий азотного дыхания емкостей 401/1, 2, 405/l, 2, 409/l, 2, 425 на конденсатор поз. 429.

Углеводороды из конденсаторов сливаются в емкость поз. 420,азот выбрасывается и атмосферу.

Несконденсированные газы от ПЭУ отделения ректификации направляются на дополнительные  конденсаторы поз. 375/11,12 для конденсации углеводородов.

.Химзагрязненные воды образуются из водного конден­сата отделения дегидрирования, конденсата с ПЭУ отделения  ректи­фикации, отстойных вод отделения промпродуктов, периодически сюда добавляются воды от промывки аппаратов в период подготовки их к ремонту. Очистка всей химзагрязненной воды от  органики про­изводится путем отпарки в пенном аппарате.

Общее количество химзагрязненных вод цеха 6,0-8,0 м³/1 тн стирола.

Водноуглеводородный конденсат из конденсаторов поз. 210, 211, 216, 224 отделения дегидрирования поступает в емкость поз. 218.

В отделении ректификации источником химзагрязненных сточных вод являются пароэжекционные установки, предназначенные для созда­ния вакуума в колоннах  ректификации. Конденсат из барометрических ящиков  поз. 376а, 378а, 379а, 380а, через емкости поз. 301, 360 пос­тупает в емкость поз. 218.

Водный конденсат отделения промпродуктов содержит  аромати­ческие углеводороды (бензол, толуол, этилбензол, стирол) в пределах растворимости и направляются в емкость поз. 218.

В емкости поз. 218 происходит расслоение  и отстой, затем химзагрязненные воды отпариваются от углеводородов в пенном аппа­рате поз. 209 и направляются  на установку  очистки химзагрязненного конденсата (в случае сброса в химзагрязненную  канализацию  охлаж­дается   в теплообменнике поз. 231 до  температуры не выше 40⁰С).

Сброс очищенных стоков в водоемы осуществляется в соответ­ствии с требованиями "правил охраны поверхностных вод от загряз­нения сточными водами" и величинами ПДК (смотрите таблицу).

ПДК веществ, используемых в производстве стирола, установлен­ные для водоемов санитарно-бытового водоиспользования и рыбохозяйственного значения.

Таблица 4.7

№ пп	Наименование веществ	ПДК очистных сооружений	Водоемы санитарно-бытового водоиспользования		Водоемы рыбохозяйственного значения
			ПДК, мг/л	Лимитирующий показатель вредности	ПДК, мг/л	Лимитирующий показатель вредности
1	Стирол	100÷300	0,1	Органолептический	0,1	Органолептический
2	Этилбензол	140	0,01	Органолептический	0,01	Органолептический
3	Толуол	200	0,5	Органолептический	0,5	Органолептический
4	Бензол	100	0,5	Санитарнотокси­логический	0,06	Органолептический

Для исключения  попадания в ливневую канализацию продуктов производства с атмосферными водами, стекающими с открытых площадок, сброс их производится в зависимости от анализа в химзагрязненную канализацию или  незагрязненные производственные стоки через  сбор­ные подземные емкости поз. 260/1-3; при содержании углеводородов в емкостях поз. 260/1-3, более 100 мг/л производится откачка из них в емкость поз. 218.

В аварийных случаях (при разрушении аппаратов, трубопроводов) продукты производства с наружных площадок по меткам собираются в подземные  емкости поз. 260/1-3,  и  тупиковый колодец, откуда возвра­щается в производство через емкость поз. 218.

                                                                            

Литература.

1.   постоянный технологический регламент производства стирола метдом дегидрирования этилбензола цеха 04-№1-04. Узловское ОАО «пластик».

Еще из раздела Химия:

• Контрольная работа: Биконтинуальные типы микроэмульсий
• Реферат: Аналитические весы
• Реферат: Мас-спектроскопия
• Курсовая работа: Производство и переработка масличного сырья
• Реферат: Химический элемент ванадий
• Контрольная работа: Неорганічні сполуки. Основні закони хімії та їх наслідки
• Курсовая работа: Новые научные направления современной химии и их прикладное использование

---