Дипломная работа: Разработка процесса производства изопропилбензола на ОАО "Омский каучук"
Сводный материальный
баланс установки алкилирования
Поступило
|
Кг/ч |
Получено
|
Кг/ч |
Пропан-пропиленовая фракция |
9330 |
Реакционная масса |
32 261,2 |
Бензольная шихта |
24 187 |
Пропановая фракция |
4193,0 |
Полиалкилбензолы |
4736 |
Пропановая фракция |
1157,0 |
Хлорид алюминия |
189 |
Механические потери |
691,0 |
Щёлочь, в пересчёте на 100 % |
89,6 |
Химзагрязнённая вода из отстойной ямы |
76 035,4 |
Углеводороды из цеха 14а |
14,6 |
Вода на разложение комплекса |
56 741,4 |
|
|
Вода из цеха 15 |
1000 |
|
|
Вода на промывку алкилата |
18 000 |
|
|
ИТОГО |
114 337,6 |
ИТОГО |
114337,6 |
2.5. Технологический расчёт узла алкилирования
Реактор предназначен для осуществления реакции
алкилирования бензола пропиленом в присутствии хлорида алюминия с целью получения
ИПБ.
Алкилирование проводится
под давлением 0,4 МПа.
Температура в алкилаторе
принимается 122 0С.
Количество испаренного
бензола определяется из теплового баланса алкилатора.
Тепловой баланс
алкилатора.
Приход тепла. С бензольной шихтой при температуре
35 0С
35440 15,6 = 552864
ккал/ч ,
где: 15,6 ккал/кг –
теплосодержание 1 кг бензольной шихты при температуре 35 0С.
2. Тепло реакции алкилирования.
По практическим данным
тепловой эффект реакции алкилирования равен 621 ккал/кг поглощенного пропилена
и 811 ккал/кг поглощенного этилена
5507,4 621 + 94 811 =
3496329,4 ккал/ч
где: 5507,4; 94 кг/ч
количество поглощенных соответственно пропилена и этилена.
3. С пропан пропиленовой фракции при
температуре 15 0С
13641 0,4 15 = 81846
ккал/ч
где: 0,4 ккал / кг 0С
– теплоемкость ППФ при 15 0С.
4. С суспензией катализатора при Т =
65 0С
1023,2 30,0 = 30696
ккал/ч
где: 30,0 ккал/кг –
теплосодержание 1 кг суспензии катализатора при 65 0С.
5. С фракцией ПАБов при температуре 1 0С
4118,8 0,44 = 1810
ккал/ч,
где: 0,44 ккал/кг –
теплосодержание 1 кг фракции ПАБ.
6. С бензольным конденсатом при Т = 40
0С
(x - 79) 0,43 40 = 17,2 x – 1360 ккал/кг
где: x – количество испаренного бензола и
изопропилбензола;
0,43 ккал / кг 0С
– теплоемкость 1 кг бензола при 40 0С.
Общий приход тепла
552864+3496329+81846+30696+1810+17,2
x – 1360 = 4162185+17,2 x
Расход тепла
1. С реакционной массой при t = 122 0С
50992,6 59,5 = 3034059,7
ккал/ч
где: 59,5 ккал/кг –
теплосодержание 1 кг реакционной массы при 122 0С.
2. С отходящими газами при температуре
122 0С
7830,8 0,48 125 + (0,47
122 + 86) x = 458572 + 143,3 x
где: 7830,8 – количество
паров, выходящих из алкилатора (кг/час);
0,48 и 0,47 ккал / кг 0С
– теплоемкость пропана и бензола при 122 0С.
3. Потери тепла в окружающую среду
176000 ккал/ч
Общий расход тепла
3034059,7 + 458572 +
143,3 х + 176000 = 3668631,7 + 143,3 х
Общий баланс тепла
4162185,4 + 17,2 х =
3668631,7 + 143,3 х
Количество испарившихся
углеводородов
х = (4162185,4 –
3668631,7) / (143,3 – 17,2) = 3900 кг/ч
Всего уносится углеводородов
3260 + 250 = 3510 кг/ч,
что приблизительно
совпадает с количеством испаренных углеводородов определенным из теплового
баланса алкилатора.
К установке принимается
алкилатор диаметром 1600 мм. и высотой столба реакционной жидкости 8,0 м.
Объем реакционной
жидкости в алкилаторе
1,62 0,785 8 =
16,1 м3
По практическим данным в 1 м3 реакционной жидкости содержится 330 кг изопропилбензола.
Производительность одного
алкилатора составит
16,1 ∙ 330 = 5300
кг/ч изопропилбензола.
Необходимое количество
рабочих алкилаторов
14882 / 5300 = 2,81 ≈
3 шт.
где: 14882 кг/ч –
количество ИПБ, полученного при алкилировании.
К установке принимается алкилатор в виде полой колонны со следующей
характеристикой:
- диаметр – 1600 мм.
- высота цилиндрической
части – 10305 мм.
- материал – сталь
углеродистая
- количество – 4шт. (+ 1
– резервный)
3. АВТОМАТИЗАЦИЯ И
АСУТП
В нефтеперерабатывающей
промышленности комплексной механизации и автоматизации уделяется большое
внимание. Это объясняется сложностью и высокой скоростью протекания
технологических процессов, а также чувствительностью их к нарушению режима,
вредностью условий работы, взрыва – и пожароопасностью перерабатываемых веществ.
Автоматизация
производственных процессов является одним из основных направлений технического
прогресса производства. Большое значение имеет автоматизация нефтеперерабатывающей промышленности.
Автоматизация позволяет увеличить производительность технологического
оборудования и производительность труда обслуживающего персонала, улучшает
качество продукции, повышает безопасность работы, предупреждает загрязнение
атмосферного воздуха, также позволяет осуществлять новые высокоинтенсивные
процессы, недоступные при ручном управлении.
Автоматизированная
система управления технологическими процессами (АСУТП) – это человеко-машинная
система, обеспечивающая эффективное функционирование технологического объекта
на основе быстрой и точной информации о состоянии объекта и выработки
соответствующих команд управления объектом с помощью средств автоматизации и
вычислительной техники. При этом под технологическим объектом управления (ТОУ)
понимается технологическое оборудование и реализуемый в нем
технологический процесс производства или транспортирования продукции.
Назначение, цель и
функции АСУТП
АСУТП предназначена для
целенаправленного управления технологическими процессом и обеспечения
информацией смежных и вышестоящих автоматизированных систем управления.
Например, технологи-операторы получают оперативную информацию в едином темпе
(реальном времени) с технологическим процессом, что позволяет им своевременно
вмешаться в ход процесса, корректировать режимы и нагрузки машин и установок.
Целью АСУТП является
обеспечение оптимального в определенном смысле функционирования
технологического процесса, например, получение максимального экономического
эффекта с учетом плановых, экономических и технических ограничений. В частном
случае это может быть максимальная производительность технологического процесса
при заданном качестве продукта и исходного сырья, минимальная себестоимость
продукции, минимальный расход дорого сырья и т.п.
Функцией АСУТП называется
совокупность ее действий направленных на достижения определенной цели.
Различают три функции АСУТП: управляющую, информационную и вспомогательную.
К управляющей функции
АСУТП относятся: программные изменения режима (пуск – остановка машин и
агрегатов, аварийные блокировки, распределение нагрузки между агрегатами и
т.п.);
логическое управление,
например, определение «узкого места» и согласования нагрузок технологического
оборудования; оптимизация установившегося режима технологического процесса в
целом и режимов отдельных видов технологического оборудования; оптимальное
управление переходными режимами управляемого процесса; автоматическое
регулирование и стабилизация отдельных параметров технологического процесса с
помощью одноконтурных, комбинированных и многосвязанных АСР; реализация
управления исполнительными органами. Информационная функция включает получение,
обработку и передачу информации о состоянии ТОУ или внешней сферы.
На вспомогательные
функции АСУТП возлагаются контроль за правильностью ее функционирования,
реализация и контроль информационного обмена с системами управления более
высокого уровня, слежения за астрономическим временем и отсчет временных интервалов,
воздействия на соответствующие средства АСУТП т.д. [6].
В данном случае объектом
управления является процесс алкилирования бензола пропиленом. Для ведения технологического процесса
узел алкилирования оснащен следующими средствами контроля и автоматики:
1.Автоматические
регуляторы.
Первичные приборы
регуляторов расположены по месту, в непосредственной близости от отборных
устройств. Вторичные приборы расположены на щитах управления в операторной.
Каждый из регуляторов может быть использован как в автоматическом, так и в ручном
режимах.
2. Автоматические
регистраторы.
Первичные приборы
регистраторов расположены по месту в непосредственной близости от отборных
устройств, вторичные – на щите управления в операторной, компьютер - в
операторной цеха.
3.Предупредительная
сигнализация.
Предупредительная
сигнализация технологических и общецеховых параметров автоматическим включением
звукового (звонок или сирена) и светового (лампа или табло) сигналов на щите
управления в операторной оповещает обслуживающий технологический персонал о
приближении какого-либо технологического параметра к предельно допустимому
значению или достижении каким-либо общецеховым параметром предельно допустимого
значения. Непринятие мер обслуживающим технологическим персоналом может привести
к нарушению норм технологического регламента, технологического режима или
аварийной остановке.
Применение средств
дистанционного управления параметрами позволяет своевременно реагировать на
изменение в рабочей среде аппаратов. Автоматическое регулирование ведется со
щита, в операторном отделении, и, в аварийной ситуации, системой
противоаварийной автоматической защиты.
Управление
технологическим процессом может осуществляться автоматически, а в случае
неисправности возможно переключение полностью на ручное управление.
4. БЕЗОПАСНОСТЬ
ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ОХРАНА
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Главной задачей охраны
труда является обеспечение здоровья и безопасности условий труда.
В получении ИПБ
используется бензол и другое сырье, представленное в таблице 4.1и 4.2.
Таблица 4.1
Характеристика
пожароопасных и токсичных свойств сырья, полупродуктов, готовой продукции и
отходов производства.
Наименование сырья, полупродуктов,
готовой продукции (вещества,% масс.), отходов производства |
Класс опасности
(ГОСТ 12.1.
005-88)
|
Агрегатное
состояние
при нормальных условиях
|
Плотность паров(газа) по воздуху |
Удельный вес для
твердых и
Жидких веществ, г/см2
|
Растворимость в
воде,
% масс.
|
|
|
Бензол
Этилбензол
Изопропилбензол
Фракция полиалкил-
Бензолов
Бутилбензол
Пропан-пропиленовая фракция
Едкий натр
Хлористый алюминий
Смола полиалкилбензольная
Гидроксохлористый алюминий
(алюмохлорид)
|
2
3
4
4
4
4
2
2
4
4
|
Ж
Ж
Ж
Ж
Ж
Г
Ж
ТВ
Ж
Ж
|
2,77(3)
3,70(3)
4,14(3)
-
4,62(3)
1,45(3)
-
-
-
-
|
0,8790(2)
0,8669(2)
0,861-0,863
0,860-0,890
0,8601(2)
-
-
2,47(1)
-
-
|
0,082(2)
(г/100мл)
0,014(2)
(г/100мл)
Н.Р.(2)
Н.Р.
Н.Р.(2)
44,6(2)
(г/100мл)
42(1)
44(1)
(г/100г)
-
-
|
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
|