Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Аналитический обзор методов получения продуктаСтр 1 из 7Следующая ⇒
Введение
Химическая промышленность является важнейшей отраслью современной индустрии, которая в последние несколько десятилетий, приобрела большое значение в общественном производстве. Нефтехимическая промышленность выросла в крупную индустриальную отрасль в связи с прогрессом в области переработки нефти и газа, который привел к появлению большого количества углеводородного сырья. Промышленность органического синтеза как индустриальная отрасль производства существует более ста лет, после того как во второй половине 19 века была создана теория химического строения, органический синтез получил достаточные теоретические основы для своего развития, что способствовало созданию различных химических производств. Особенно быстро химическая промышленность стала развиваться в начале 20 века. Традиционным сырьём химической промышленности первой половины 20 века были различные минеральные вещества, продукты коксования бурого угля, переработки растительного (целлюлоза) и пищевого растительного сырья (зерно, картофель, масло). Прогресс в области нефтехимического синтеза связан с бурным развитием добычи нефти и нефтепереработки. Сроки и темпы перехода промышленного органического синтеза с угольного сырья на нефтегазовое и с ацетилена на низшие олефины в разных странах были не одинаковы. В странах Западной Европы, Японии и России преобладание низших олефинов в сырьевой базе отрасли стало заметным с 60-х г. 20 века. В США этилен и пропилен, полученные из газов крекинга при переработке нефти, применяли уже в 20–30-е гг., а современный процесс производства низших олефинов – термический пиролиз углеводородов с водяным паром – выделился из процессов нефтепереработки и превратился в основном промышленный метод получения этилена и пропилена в период 1920 – 1940 гг. Современная мировая структура сырья пиролиза выглядит следующим образом: этан – 27, 6 % масс., сжиженные газы (пропан, бутан) – 14, 0 % масс., прямогонный бензин (нафта) – 53, 1 % масс., гидроочищенные керосино-газойлевые фракции – 5, 3 % масс. Использование этих видов сырья в отдельных странах различно. Так, в США и Канаде преобладающим сырьем является этан (49, 1 % масс. и 69, 7 % масс.), в Германии, Китае, Франции и Японии – нафта (57, 4 % масс., 73, 3 % масс., 60, 0 % масс. и 80, 3 % масс.). Кроме того, в Германии и Китае находят широкое применение гидроочищенные керосино-газойлевые фракции (32, 0 % масс. и 26, 7 % масс. ). В России структура сырья пиролиза в 2006 г. имела следующую картину: этан – 7, 9 % масс, сжиженные газы (пропан, бутан) – 29, 6 % масс, ШФЛУ – 6, 5 % масс, прямогонный бензин – 56, 0 % масс. Это, по сравнению со структурой сырья пиролиза СССР 1990 г., показывает увеличение доли газового сырья на 20 % масс. Данный факт объясняется тем, что в период 1990 – 1998 гг. в Российской Федерации резко упали объемы добычи и переработки нефти. Однако, в связи с увеличением в России объемов добычи нефти с 301 млн. т. в 1998 г. до 458, 8 млн.т. в 2004 г., российская структура сырья пиролиза претерпела определенные изменения в сторону увеличения доли жидкого углеводородного сырья. В результате этого, структура сырья пиролиза в России на сегодняшний день имеет следующий вид: этан – 8, 0 % масс., сжиженные газы (пропан, бутан) – 24, 0 % масс., ШФЛУ – 6, 7 % масс., прямогонный бензин – 61, 3 % масс. Ниже в таблицах приведены данные, характеризующие уровень развития производства низших олефинов за рубежом и в России.
Крупнейшие в мире страны - производители этилена Таблица 1
Крупнейшие в мире компании - производители этилена Таблица 2
Крупнейшие в мире этиленовые комплексы Таблица 3
Крупнейшие российские компании – производители этилена и пропилена Таблица 4
Как видно из таблиц, уровень развития пиролиза в России крайне низок, что явилось следствием неправильной стратегии развития нефтехимии в СССР. В настоящий момент ситуация с показателями выпуска этилена в РФ начинает медленно улучшаться только за счет реконструкции существующих установок пиролиза, например, реконструкции этиленового комплекса «ЭП-450» ОАО «Нижнекамскнефтехим» с наращиванием мощности с 450 тыс. т/год до 600 тыс. т/год. Но на фоне прогресса Китая, Индии, Ближнего востока эти улучшения практически не заметны. Однако, стоит упомянуть о решении ОАО «Нижнекамскнефтехим» (г.Нижнекамск, респ. Татарстан) строительства новой этиленовой установки мощностью 700 тыс. т/год с дальнейшим наращиванием мощности до 1 млн. т/год, что составит треть производимого этилена в стране. Кроме того, предприятиями ОАО «Казаньоргсинтез» (г.Казань р.Татарстан) и ООО «Ставролен» (г.Буденовск, Ставропольский край) в планах модернизации своих этиленовых производств, с увеличением мощности на 600 тыс. т/год. Главная цель отрасли органического синтеза заключается в получении большого ассортимента мономеров, растворителей, исходных продуктов для синтеза лекарственных препаратов, средств защиты растений и других продуктов наиболее простыми, дешевыми способами из доступного сырья. Главными предпосылками ускоренного развития промышленности органического синтеза являются: Необходимость обеспечения основным сырьём практически всех отраслей химической промышленности, выпускающих синтетические материалы; Возможность использования многочисленных источников сырья (нефти, газа, угля, древесины, отходов многих нехимических производств и т.д.); Возможность получения одних и тех же конечных продуктов из различных исходных соединений, что обусловливает гибкость всей отрасли и её приспособляемость к меняющимся источникам сырья. Все вышеперечисленные предпосылки применимы для процесса пиролиза углеводородов. В данном дипломном проекте представлен процесс пиролиза мощностью 110 тыс. тонн/год жидкого углеводородного сырья (фракция гексановая) для получения пирогаза, содержащего в своем составе этилен, пропилен и другие мономеры для нефтехимических синтезов.
Материальный баланс
Основой расчетов химико-технологических процессов являются материальные и тепловые балансы. К расчетам материального баланса следует отнести определение выхода основного и побочных продуктов, расходных коэффициентов по сырью, производственных потерь. Только определив материальные потоки, можно произвести конструктивные расчеты производственного оборудования и коммуникаций, оценить экономическую эффективность и целесообразность процесса. Материальный баланс может быть представлен уравнением, левую часть которого составляет масса всех видов сырья и материалов поступающих на переработку S Gисход, а правую - масса получаемых продуктов S Gкон плюс производственные потери Gпот S G исход = S G кон + G пот
Годовой фонд времени при 365 календарных днях составляет 8760 часов. Принимаем, что установка работает 8 462 часа в году. 298 часов - на остановочный ремонт. При мощности установки 110 тыс. т/год, часовая производительность установки составит 110 000: 8 462 = 13 т/час. Расчет Расчет ведем по печи пиролиза производительностью 13 000 кг/час (приложение 1), сырьем для которой является прямогонный бензин. Для уменьшения парциального давления и коксообразования бензин смешивают с водяным паром в соотношении 60%: 40%, соответственно. Рассчитываем необходимое количество водяного пара:
13 000 (бензина) кг/час – 60% х (водяного пара) кг/час – 40% х= 13 000 ∙ 40/ 60 = 8 666, 80 = 8 667 кг/час Рассчитываем исходную смесь бензина с паром:
13 000 кг + 8 667 кг = 21 667 кг/час
Состав исходного сырья: бензина с водяным паром сведем в табл. 18.
Состав исходного сырья с водяным паром Таблица 18
В результате пиролиза бензина образуется пирогаз. Объем компонентов пирогаза рассчитываем с помощью пропорции: Объем получаемого водорода:
21 667, 00 кг – 100% х - 0, 71% х = 0.71 ∙ 21 667, 00/100=153, 84 кг/час
Объем получаемого оксида углерода:
21 667, 00 кг – 100% х - 0.05% х = 0.05 ∙ 21 667, 00/100=10, 84 кг/час
По такому же принципу рассчитываем остальные компоненты пирогаза и сводим в табл. 19 Состав пирогаза Таблица 19
Технологические потери берем из масляного потока и принимаем равные 0, 5%, т.е. 108, 33 кг/час. Следовательно, пересчитываем массовые проценты по пирогазу:
21 667, 00 – 108, 33= 21 558, 67 кг/час Рассчитываем процент массовый объема водорода в пирогазе:
21 450, 33 кг – 100% 153, 84 - х х = 153, 84 ∙ 100/21 450, 33= 0, 72%
Результаты подсчетов материального баланса сведем в табл.21 материального баланса: как по массе исходных веществ и продуктов реакции в целом, так и по углеводородному составу, но уже учитывая масло для нагрева бензина в теплообменнике и воду для закалки в ЗИА.
Материальный баланс печи пиролиза Таблица 21 Приход |
Расход | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Статья баланса |
Кг/час | % | Статья баланса | кг/час | % | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Смесь бензина с водяным паром, в том числе: | 21 667, 00 | 25, 00 | 1. Пирогаз всего, в том числе: | 21 667, 00 | 25, 00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
- бензол | 598, 01 | 0, 69 | Н2 | 153, 84 | 0, 18 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
- циклогексан | 4 064, 73 | 4, 69 | СО | 10, 83 | 0, 02 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
- гексан | 8 337, 46 | 9, 62 | СО2 | 2, 17 | 0, 01 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
- водяной пар | 8 666, 80 | 10, 00 | Н2S | 2, 17 | 0, 01 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| CH4 | 2 489, 54 | 2, 87 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| C2H2 | 101, 83 | 0, 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| C2H4 | 4 606, 40 | 5, 31 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| C2H6 | 452, 84 | 0, 52 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| C3H4 | 153, 84 | 0, 17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| C3H6 | 1 854, 70 | 2, 13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| C3H8 | 49, 83 | 0, 06 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| C4H4 | 28, 17 | 0, 03 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| C4H6 | 634, 84 | 0, 73 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| C4H8 | 448, 51 | 0, 52 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| C4H10 | 45, 50 | 0, 05 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| бензол | 1 167, 85 | 1, 35 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| толуол | 650, 00 | 0, 75 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Ксилол | 229, 67 | 0, 27 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| С5 | 446, 34 | 0, 52 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| С6 | 99, 67 | 0, 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| С7 | 15, 17 | 0, 02 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| С8 | 2, 17 | 0, 01 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| С9 | 138, 67 | 0, 16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| С10 | 62, 83 | 0, 07 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Масло | 708, 52 | 0, 82 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Вода | 7 002, 77 | 8, 08 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Технологические потери: | 108, 33 | 0, 13 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Масло для предварительногонагрева сырья | 40 678, 71 | 46, 93 | 2. Масло после предварительногонагрева сырья | 40 678, 71 | 46, 93 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Вода для закалки пирогаза | 24 341, 46 | 28, 07 | 3. Вода после закалки пирогаза | 24 341, 46 | 28, 07 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Итого: | 86 687, 17 | 100, 00 | Итого: | 86 687, 17 | 100, 00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тепловой баланс
В основе уравнения теплового баланса любого процесса или аппарата лежит закон сохранения энергии, согласно которому количество теплоты ( Σ Q 1 ), поступающей в данный процесс, если в последнем нет превращение ее в другой вид энергии, равно количеству теплоты, выделяющейся в процессе ( Σ Q 2 ).
Σ Q 1 = Σ Q 2
Σ Q 1 - Σ Q 2 = 0 [2]
При сопоставлении теплового баланса необходимо учитывать:
1. теплоту, которую несут с собой входящие и выходящие продукты;
2. теплоту, образующуюся за счет физических и химических превращений, если таковы имеют место в данном процессе;
3. теплоту, теряемую аппаратом в окружающую среду.
В уравнение теплового баланса входят главным образом следующие величины:
В приход:
а) теплота ( Q 1 ) входящих в аппарат продуктов;
б) теплота ( Q 2 ) физических и химических превращений;
в) теплота ( Q 3 ), вносимая за счет посторонних продуктов, не принимающих непосредственного участия в процессе (подогрев извне).
В расход:
г) теплота ( Q 4 ) выходящих из аппарата продуктов;
д) потери тепла ( Q 5 ) в окружающую среду.
Таким образом, уравнение теплового баланса примет вид:
Q 1 + Q 2 + Q 3 = Q 4 + Q 5, [2]
где
Q 1 – теплота входящих в аппарат продуктов;
Q 2 – теплота химических и физических превращений, протекающих в данном процессе;
Q 3 – теплота, подающаяся к аппарату извне через его стенки продуктами, непринимает непосредственного участия в процессе;
Q 4 – теплота уходящих из аппарата продуктов;
Q 5 – тепловые потери в окружающую среду.
Расчет
В печь пиролиза входят следующие тепловые потоки: бензина, водяного пара, природного газа, воздуха. Из печи выходят тепловые потоки пирогаза и дымовых газов. См. схему тепловых потоков. Приложение №2.
По справочным данным определяем удельные теплоемкости компонентов и сводим их в табл. 22 [2, 4, 7, 8]:
Удельные теплоемкости компонентов
Таблица 22
Компонент
Удельная теплоемкость, кДж/кг∙ град
Н2
14, 3
СО
1, 05
СО2
0, 838
Н2S
1, 06
CH4
2, 23
C2H2
1, 68
C2H4
1, 53
C2H6
1, 73
C3H4
1, 64
C3H6
1, 64
C3H8
1, 87
C4H4
2, 16
C4H6
2, 16
C4H8
2, 27
C4H10
1, 98
бензол
1, 70
толуол
1, 71
ксилол
1, 70
С5
2, 27
С6
2, 22
Циклогексан
2, 16
С7
2, 15
С8
2, 03
С9
2, 17
С10
2, 17
Масло
1, 67
Вода
1, 80
Топливный газ
1, 87
Воздух
1, 005
Дымовые газы
1, 424
Рассчитываем теплоту, входящих в аппарат компонентов по формуле:
Q1= t∙ (m1c1+m2c2+…+mncn) [2]
где:
Q1 – теплота, входящих в аппарат продуктов, кДж/час;
t – температура продуктов, водящих в процесс, º С;
m – количество продукта, входящего в процесс, кг;
c – удельная теплоемкость, кДж/кг∙ град.
Рассчитываем Q1, входящих в аппарат продуктов:
Q1 бензина = 120 ∙ (598, 01 ∙ 1, 70+4 064, 73∙ 2, 16+8 337, 46∙ 2, 22)= 3 396 672, 00 кДж/час
Q1 вод.пара = 120 ∙ (8 666, 80 ∙ 1, 80)= 1 872 028, 80 кДж/час
На горелки печи пиролиза поступает топливный газ со скоростью подачи– 1440 м3/час. [Мухина]. Состав топливного газа приведен в табл. 23
Состав топливного газа
Таблица 23
Компоненты | % мас | м3/час |
С2Н6 | 4, 00 | 57, 6 |
С3Н8 | 93, 00 | 1339, 2 |
С4Н10 | 3, 00 | 43, 2 |
Итого: | 100, 00 | 1440, 00 |
Отсюда:
Q1 топл.газа = 60 ∙ (57, 6∙ 1, 73+1339, 2∙ 1, 87+43, 2∙ 1, 92) = 161 213, 4 кДж/час
Для сгорания топливного газа необходима подача воздуха (кислорода воздуха).
Рассчитываем необходимое количество кислорода:
V=1440 V=x
С3Н8 + 5О2 = 3СО2 + 4 Н2О
M=0, 0224 M=5∙ 0, 0224=0, 112
x= 1440 ∙ 0, 112/0, 0224 = 7 200 м3/час
Следовательно, необходимое количество воздуха:
21% - 7 200 м3/час
100% - х м3/час
х=7 200 ∙ 100/ 21 = 34 285, 71 м3/час
Рассчитываем Q1 воздуха:
Q1 воздуха = 25 ∙ 34 285, 71 ∙ 1, 005 = 861 428, 46 кДж/час
Рассчитываем теплоту, выводимую из аппарата с продуктами по формуле:
Q4= t∙ (m1c1+m2c2+…+mncn) (Бесков)
где: Q4 – теплота, выходящих из аппарата с продуктами, кДж/час;
t – температура продуктов, выходящих из аппарата, º С;
m – количество продукта, выходящего из аппарата, кг;
c – удельная теплоемкость, кДж/кг∙ град.
Рассчитываем Q4 пирогаза:
Q4 пирогаза = 850 ∙ (153, 84∙ 14, 3 + 10, 83 ∙ 1, 05 + 2, 17 ∙ 0, 838 + 2, 17 ∙ 1, 060 + 2 489, 54 ∙ 2, 23 + 101, 83 ∙ 1, 68 + 4 606, 40 ∙ 1, 53 + 452, 84 ∙ 1, 73 + 153, 84 ∙ 1, 64 + 1 854, 70 ∙ 2, 16 + 78, 00 ∙ 1, 87 + 634, 84 ∙ 2, 16 + 448, 51 ∙ 2, 27 + 45, 50 ∙ 1, 92 + 1 167, 85 ∙ 1, 70 + 650, 00 ∙ 1, 71 + 229, 67 ∙ 1, 70 + 446, 34 ∙ 2, 27 + 99, 67 ∙ 2, 10 + 15, 17 ∙ 2, 15 + 2, 17 ∙ 2, 03 + 138, 67 ∙ 2, 17 + 62, 83 ∙ 2, 17 + 708, 52 ∙ 1, 67 + 7 002, 77 ∙ 1, 8) = 35 379 278, 00 кДж/час
Объем дымовых газов, образующихся в процессе пиролиза, рассчитываем по формуле:
Vt = V0 ∙ (t+273/273) (Скобло, 511)
Vt – объем дымовых газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива при теоретическом расходе воздуха при н.у., м3/кг;
V0 – теоретический расход воздуха, необходимый для сгорания 1 кг топлива, м3
t – температура дымовых газов
Рассчитываем теплоту сгорания топлива:
Теплота сгорания топливного газа – 2 233 000 кДж/кмоль [2, 483]
Объем топливного газа: для расчета объема газа воспользуемся формулой:
V = V топл.газа/М = 1 440 000л/час: 22, 4 л/моль = 64 285, 71 моль/час = 64, 29 кмоль/час
Теплота сгорания топливного газа для процесса пиролиза:
Qсгор.топл. = 64, 29 ∙ 2 223 000 = 134 479 250, 40 кДж/час
Согласно справочным данным [7, 207] тепловой эффект процесса пиролиза в стандартных условиях – 6133 кДж/кг.
Находим теплоту химических превращений:
Q2 = Gq, [12, 103]
где: Q2 – тепловая нагрузка печи, кДж/час;
G – производительность печи по сырью, кг/час;
q – тепловой эффект процесса пиролиза, кДж/кг.
Q2 = 13 000 ∙ 6133 = 79 729 000 кДж/час = 22 147 Вт/час
Тепловые потери не должны превышать 3-5% от общей тепловой нагрузки. Выбираем 3%. Отсюда: 220 499 593, 06·3/100=6 614 987, 79 кДж/час
Результаты подсчётов теплового баланса сведем в таблицу 24
Тепловой баланс процесса пиролиза
Таблица 24
Приход |
Расход | ||||
Тепловой поток | кДж/час | % | Тепловой поток | кДж/час | % |
1. Q1, теплота входящих в процесс продуктов всего, в т.ч. | 6 130 129, 26 | 2, 78 | 1. Q4, теплота выходящих продуктов | 134 946 801, 11 | 61, 20 |
- с бензином | 3 396 672, 00 | 1, 54 | - с пирогазом | 35 379 278, 00 | 16, 05 |
- с воздухом | 861 428, 46 | 0, 39 | -с дымовыми газами | 99 567 523, 11 | 45, 15 |
- с водяным паром | 1 872 028, 80 | 0, 85 | 2. Qутилиз.тепла, в том числе: | 49 922 901, 50 | 22, 64 |
2. Q1, теплота, входимая в аппарат с топливным газом | 161 213, 40 | 0, 07 | Q4 теплота, используемой для подогрева сырья | 2 507 050, 00 | 1, 14 |
3. Q2, теплота химических превращений | 79 729 000, 00 | 36, 16 | Q4 теплота, использованной в ЗИА | 26 507 852, 66 | 12, 02 |
4. Q сгор.топл | 134 479 250, 40 | 60, 99 | 3.Тепловые потери | 6 614 987, 79 | 3, 00 |
Итого: | 220 499 593, 06 | 100, 00 | Итого: | 220 499 593, 06 | 100, 00 |
Контроль производства
План аналитического контроля
Аналитический контроль широко реализует в самых разнообразных производствах. В промышленности требуется аналитический контроль исходного сырья, промежуточный и конечный продуктов производства.
Необходимо постоянно анализировать продукты химического производства, особенно на присутствие канцерогенных веществ. Эффективное ведение химического производства требуется постоянного контроля. Наблюдение за состоянием окружающих среды – вод, атмосферного воздуха, почв – также требует проведение аналитических определений разнообразных загрязнений.
Совершенствование существующих и создание новых методов аналитического контроля – одна из основных задач, без решения которой невозможен технический прогресс в этой отрасли, дальнейший рост производства и повышение качества продукции. Оперативность аналитического контроля сокращение продолжительности анализа, массовость определений – настолько острые проблемы, что их решение возможно только путем использования последних достижений аналитического науке и практике.
Следует отметить, что круг объектов анализа в основной химической промышленности имеет тенденцию постоянного расширения. Как следствие, значительно расширился арсенал методов аналитической химии, используемых в практике современных химических лабораторий основной химической промышленности. Классические методы химического анализа занимают все меньшую долю в общем объеме аналитических методик. Существенно увеличивается доля физико – химических и физических методов анализа.
Для определения основного компонента или примеси предполагается несколько метолов, что дает возможность выбрать эффективный метод анализа для каждого конкретного случая. Выбор метода для решения конкретных задач обусловлен интервалом измерительных концентраций, погрешностью измерения, длительность анализа.
План аналитического контроля цеха пиролиза УВ нефти сводим в табл.26
Позиция прибора
Единица измерения
Сигнализа-ция
Блокировка
Охрана окружающей среды
Ответственное отношение к окружающей природной среде - важнейший критерий природоохранной деятельности на нашем предприятии. Вопросы охраны окружающей среды принципиально важны, поэтому целью управления природоохранной деятельностью является обеспечение выполнения установленных экологических норм, требований, правил, снижающих вредное воздействие процессов производства на окружающую среду.
Природоохранная деятельность на нашем предприятии – это целенаправленная деятельность по обеспечению благоприятных экологических условий для жизни, гарантии прав человека на здоровую и благоприятную для жизни окружающую природную среду, рационального использования природных ресурсов с учётом законов природы.
Управление природоохранной деятельностью в 2005 году представлено планомерным функционированием системы управления охраной окружающей среды, что привело к постепенному повышению экологической эффективности, и позволило активизировать деятельность производственных подразделений в реализации экологических показателей.
Основными действующими элементами экологического управления на нашем предприятии являются:
политика ООО «Ставролен» в области охраны окружающей среды, которая соответствует масштабу воздействия на окружающую среду, создаваемого деятельностью Общества, и направлена на постоянное улучшение системы экологического менеджмента и на уменьшение воздействия на окружающую природную среду.
планирование природоохранной деятельности исходя из приоритетных экологических аспектов с учётом производственно-хозяйственной деятельности подразделений. Конкретные экологические задачи предусматриваются в ежегодном «Плане природоохранных мероприятий» и «Программах экологической безопасности
ведение экологического мониторинга и производственного экологического контроля за осуществляемой деятельностью предприятия в соответствии с поставленными экологическими целями. Эколого-аналитический контроль проводится экологической лабораторией с целью обеспечения постоянного контроля за соблюдением действующих нормативов качества окружающей природной среды в соответствии с «Положением о производственном контроле в области охраны окружающей среды».
управление персоналом мотивацией к деятельности в области охраны окружающей среды и профессиональная подготовка специалистов, непосредственно отвечающих за экологическую безопасность предприятия. Для реализации этого элемента действует «Положение о смотре – конкурсе по вопросам охраны окружающей среды», целью которого является привлечение к вопросам охраны окружающей среды всех работников Общества.
внедрение системы экологического менеджмента, в соответствии с «Программой сертификации единой корпоративной системы на соответствие требованиям международных стандартов в области качества (ISO 9001), охраны окружающей среды (ISO 14001), промышленной безопасности и охраны труда (OHSAS 18001).
Производственный экологический контроль и мониторинг за состоянием атмосферного воздуха ведет экологическая лаборатория ООО «Ставролен», которая осуществляет:
за выбросами от стационарных источников загрязнения;
контроль за работой пылегазоочистного оборудования;
контроль за состоянием воздуха на рабочих местах и на промплощадке;
контроль за состоянием воздуха в санитарно-защитной и селитебной зонах;
проведение подфакельных наблюдений;
контроль за состоянием воздуха в период неблагоприятных метеоусловий.
С целью обеспечения гарантии качества аналитической информации экологическая лаборатория аттестована ФГУ «Ставропольским Центром стандартизации, метрологии и сертификации». В работе используется 85 инструментальных методик количественного химического анализа.
Для оперативного наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы экологическая лаборатория производит отбор проб и определяет содержание загрязняющих веществ в воздухе санитарно-защитной зоны, на границе санитарно-защитной зоны и селитебной зоне с помощью передвижного экологического поста на базе автомобиля «Газель».
Эта передвижная лаборатория, оснащенная современными приборами, позволяет оперативно определять концентрацию загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и промышленных выбросах.
Для проведения анализов в воздухе рабочей зоны с системой обработки данных и сетевым оборудованием был приобретён двухканальный газовый хроматограф TRACE GC Ultra производства фирмы «Thermo Electron S.p.A.» с полным цифровым контролем всех газов. Хроматограф откалиброван на определение этилена, пропилена, изопентана, ацетальдегида, ВАЦ, этилацетата в воздухе рабочей зоны. Ввод в работу нового хроматографа с капиллярными колонками увеличило селективность определения вредных веществ.
В цехе разделения пирогаза и получения бензола производства пиролиза углеводородов нефти, очистки, компримирования, разделения пирогаза для снижения выбросов вредных веществ от неорганизованных источников произведёна замена насосов на герметичные с двойными торцевыми уплотнениями.
Выбросы в атмосферу по печи пиролиза сводим в табл. 28.
Наименование вещества
Требования безопасности при складировании и хранении сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, обращении с ними, а также при упаковке и перевозке готовой продукции
На территории производства этилена складирование, хранение сырья углеводородного и газового, полуфабрикатов и готовой продукции, а также упаковка и перевозка готовой продукции не производится.
Катализаторы, адсорбенты, ингибиторы, аммиак, гидразин – гидрат поступают со склада предприятия в специальной таре в количествах, необходимых для загрузки в аппараты.
Метанол, диэтиленгликоль, серная кислота, едкий натр, масло КП-8С принимаются из отделения ЛВЖиГЖ цеха СУГ в емкости D853, D251, D233, D231, D221 соответственно.
Экономическая часть
Введение
Химическая промышленность является важнейшей отраслью современной индустрии, которая в последние несколько десятилетий, приобрела большое значение в общественном производстве.
Нефтехимическая промышленность выросла в крупную индустриальную отрасль в связи с прогрессом в области переработки нефти и газа, который привел к появлению большого количества углеводородного сырья.
Последнее изменение этой страницы: 2020-02-16; Просмотров: 86; Нарушение авторского права страницы