Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема

Компонування обладнання процесу окиснення циклогексану

Завдання на проектування стадії окиснення циклогексану

Вихідні дані для графічно - розрахункової частини:

1. Продуктивність 27500 т/рік

2. Фонд робочого часу 330 діб

3. Конверсія циклогексану 4,7%

4. Сумарна селективність за анолом та аноном 79%

5. Втрати 2%

циклогексанон апарат сировина

Вступ

Із циклоалканів найбільше практичне значення має циклогексанон - рідина (т. кип. 157оС), обмежено розчинна у воді. Застосовується для виробництва капролактаму і синтетичного волокна (найлон 6), в якості розчинника і замінника камфори. Метод одержання циклогексанолу та циклогексанону оснований на гідруванні бензолу в циклогексан, окисленні останнього в циклогексанон і циклогексанол з наступною очисткою оксидату і виділенням із нього цільових продуктів. Гідрування бензолу азото-водневою сумішшю відбувається в паровій фазі ( в дифузній області ) під надлишковим тиском 1,5-1,95 МПа і температурі 120-230 о С. на нікель-хромовому каталізаторі.

Окислення циклогексану здійснюється в рідкофазному стані киснем повітря в присутності каталізатора - розчину нафтенату кобальта. При окисленні циклогексану основними джерелами утворення побічних продуктів є гідроперекис циклогексилу, циклогексанол та циклогексанон.

В ході даного процесу також отримують одну з важливих аліфатичних дикарбонових кислот - НООС(СН2)4СООН. Вона являє собою кристалічну речовину (т. пл.. 152оС), слабо розчинна в холодній воді.Циклогексанол набуває все більшого промислового значення як напівпродукт для синтезу адипінової кислоти і гексаметилендиамину (мономер для виробництва волокна найлон) , а також капролактаму (мономер для виробництва волокна капрон) . Циклогексанол може застосовуватися також як розчинник нітрату целюлози , масел , жирів , смол феноло-формальдегідів і багатьох речовин , використовуваних для приготування лаків; здатний розчиняти сирий і вулканізований каучук. Вводиться як добавка у виробництві технічних миючих засобів і господарського мила . Проектна потужність виробництва циклогексанолу складає 25 тис. тн на рік..

Характеристика технологічного поцесу

Опис технологічної схеми

Рідиннофазне окислення циклогексану киснем повітря в присутності каталізатора нафтенату кобальту або суміші нафтенату кобальту і стеарату церію здійснюється послідовно в 2-х секціях реакторів поз.3.

Нестабільність технологічного режиму в початковий період пуску вузла окислення приводить до підвищеного утворення смолистих продуктів на внутрішніх стінках реактора. В подальшому, при загальній стабілізації процесу і скороченні числа вимушених зупинок, смолоутворення зменшується.

При нормальній роботі чистка системи вузла окислення від смол проводиться один раз в 9-12 місяців.Реакція окислення циклогексану екзотермічна /протікає з великим виділенням тепла/. Тепловий ефект реакції 140 ккал/кг .

Повітря в реактор окислення поз. 3 подається з відділення компресії під тиском 1.05-1.3 мПа і температурі 298К потоком (1).

Реакція відбувається при 428К. Суміш циклогексану (свіжий і рециркулюючий) подається потоком (2') яка підігрівається в теплообміннику (В) від 411 до 423 К. В ході процесу окислення утворюється суміш продуктів та непрореагованих реагентів, що складається з азоту, вуглекислого газу, кисню, циклогексану (випарений), адипінової к-ти, води, ефіру, пероксиду, циклогексану та циклогексанону. Для вловлювання парів циклогексанолу та циклогексанону з реакційних газів (потік 3) після реактора окислення поз. 3 встановлений абсорбер тарільчатого типу поз.1, який зрошується оборотним циклогексаном. Густина зрошення 7м3/м2 в годину. Якщо об'ємна частка кисню в реакційних газах більше 8% створюється вибухонебезпечна суміш парів циклогексану з киснем. Потоком (4) виносяться усі рідкі компоненти, що йдуть у вузол нейтралізації, де відбувається розклад гідропероксиду і часткове омилення ефірів при температурі 418-438 К. У вузол нейтралізації надходить водний розчин лугу (20% NaOH). Після проходження ряду реакцій суміш розділяється і виноситься двома потоками.

Потоком (7) виноситься водний розчин адипінатів натрію з температурою 432К. Потоком (6) виводяться суміш цільових компонентів та непрореагований циклогексан з температурою 432 К.

Циклогексан, що не прореагував, відганяється в ректифікаційній колоні поз.7, в якій розташовано 30 клапанних тарілок. Тиск в колоні підтримується в межах:

а/ верху - не більше 0.06 Мпа

б/ куба - не більше 0.10 Мпа

Нагрівання кубової суміші в ректифікаційній колоні здійснюється за рахунок нагрівача (Б). Результатом розділення суміші будуть два потоки . Одним з них виводиться суміш ЦОЛ та ЦОН. Випарений циклогексан надходить у теплообмінник-конденсатор (А), де ЦАН конденсується і охолоджується до температури 343 К та поступає в абсорбер поз. 1. В апараті поз. 1 відбувається абсорбція циклогексану, що надійшов потоком (3) з сумішшю вуглекислого газу та азоту, котрі викидаються в атмосферу .Селективність по суміші спирту і кетону дуже залежить від степені конверсії циклогексану, відповідно її тримають в межах 4-5%. Така низька конверсія дає змогу отримати вихід анолу та анону 80%. Реактор поз.3.Являє собою вертикальний циліндричний апарат, який розділений сферичними днищами на 2 секції. Об'єм секцій зменшується від першої /верхньої/ до четвертої. В верхню частину реактора подається циклогексан, який переливається з верхньої секції в нижню через переливи. В кожній секції встановлено по 2 кільцевих барботери, в які подається технологічне повітря. Газова фаза з секцій реактора відводиться по спеціальним пристроям, які проходять через секції. В кожну секцію передбачена подача повітря і азоту. В другу, третю і четверту секції передбачена подача холодного циклогексану для регулювання температури. Реактор ізольований, оснащений рівнеміром, який розміщений в 2-й секції реактора.Контроль рівня циклогексану в 1ч2 секціях реактора здійснюється за допомогою радіоізотопних сигналізаторів рівня.

Ректифікаційна колона поз.5 являє собою вертикальний циліндричний апарат з двома термосифонними випарниками. Всередині колони розміщені 30 клапанних тарілок. Живлення колони подається через штуцер на тарілку.

З органічного шару відганяється кількість циклогексану. Тепло в колону підводиться через виносні випарники. З кубової частини виводяться органічні продукти,а з верхньої частини колони відводяться пари циклогексану. Температура в кубі колони складає 105-1350С, тиск 0,1 МПа.

Апарат оснащений рівнеміром.

Способи прийому сировини та видачі готової продукції

Сировина та готова продукція цеху відділення окиснення циклогексану є рідкими. Сировину в цех доставляють цистернами,або вона надходить трубопроводами з цеху гідрування бензолу. Готова продукція відвантажується в ємності, цистерни, або йде трубопроводами в цех адипінової кислоти.Для приймання з залізничних цистерн бензолу, циклогексанолу, циклогексанону, лугу, ЛСВК (лужні стоки виробництва капролактаму), зберігання та видачі вказаних продуктів на виробництво адипінової кислоти, наливу циклогексану, циклогексанону, циклогексанолу; “х”-масла, спиртової фракції в залізничні цистерни та автоцистерни, приготування водного розчину лугу з масовою часткою 20-25%,призначений базисний склад.

Для безпечного обслуговування цистерн передбачено:

А). відкидні перехідні містки від площадки зливної естакади до люківцистерн;

Б). підключення цистерни до контура заземлення;

В). відігрівання кришок люків паровими грілками;

Г). електроталі для встановлювання на горловини цистерн розвантажувальних пристроїв;

Д) подача в цистерни азоту з колектора через дросельну шайбу з підтримуванням тиску в системі 1,5 кПа . Надлишок газової фази скидається через дихальну лінію та гідрозатвори в атмосферу, азот подається в цистерни до повного зливу продукту;

Е/). закріплення розвантажувального пристрою до механізму за допомогою пружинної підвіски, таке положення показує, що пристрій занурився до дна цистерни;

Для розвантаження цистерни в холодну пору року передбачено:

А). подача гарячої води в кожухи конічних головок розвантажувальних пристроїв. Після відігріву кірки заморожених продуктів в цистернах, подачу гарячої води у пристрої припиняють;

Б). розігрів бензолу та циклогексану до температури 20-350С (до підігрівача) та в нижніх точках сферичних днищ відбувається циркуляцією за схемою:

Цистерна ---- насос ---- підігрівач ---- залізнична цистерна;

В). розігрів циклогексанолу до температури 35-500С (до підігрівача) циркуляцією за схемою: цистерна ---- насос---- підігрівач ----- цистерна.

Після розігріву продукту в цистернах теплообмінники відключають.

Г). продукти з цистерни відключаються безсальниковими герметичними електронасосами та поршневими паровими насосами. Заповнення насосів продуктом перед пуском їх в роботу відбувається за допомогою вакуум-насосів. Електронасоси мають байпасні лінії, пропускна здатність яких має бути відрегульована так, щоб забезпечити відкачування продуктів не менше як за 1,5-2 години, тобто продуктивність насосу не повинна перевищувати 30-35 м3/год. При пуску насосів газова фаза (азот з парами циклогексану та циклогексанолу), що нею заповнені трубопроводи та теплообмінники, витискується по лініях скидання, що врізані у верхні точки комунікацій на нагнітанні, в дренажні ємкості, що знаходяться під азотною подушкою. При задовільному результаті аналізу та розігріву продукту до встановленої температури, відбувається відкачування продукту в резервуари бензол, циклогексан, циклогексанол(кожен в різний).

Процес розігріву та відкачування продукту відбувається під азотною подушкою. Азот подається в залізничні цистерни до початку розігріву.

По закінченні зливання продуктів з цистерн, продукт з трубопроводів та обладнання дренують в дренажні ємкості, а після трубопроводи продувають азотом в цистерни.

Товарний продукт на базисний склад з виробництва адипінової кислоти:

А/циклогексан

Б/циклогексанол

В/циклогексанон

Всі резервуари з органічними продуктами знаходяться під азотним диханням. Азот з зовнішньої сітки, що проходить в холодну пору року підігрівач, дроселюється до тиску 4,5-5,0 кПа і через гідрозатвори надходять в резервуари. За допомогою гідрозатворів тиск в резервуарах підтримується в межах 1,5 кПа .

Резервуари бензолу, циклогексану, циклогексанолу, обладнані нагрівальними елементами для підігріву продуктів в холодну пору року. Обігрів здійснюється гарячою водою. Видача бензолу, циклогексану та циклогексанолу на виробництво адипінової кислоти здійснюється за допомогою безсальникових герметичних електронасосів. Дренування продуктів з трубопроводів та обладнання відбувається в дренажні ємкості.

Методи видалення відходів

Водопостачання та водовідведення

Технічне водопостачання підприємства здійснюється з річки. Річкова вода використовується для приготування знесоленої, хімічно-очищеної, декарбонізованої води. Частково іде на підживлення водооборотних циклів. Річна потреба становить близько 13 млн. м3. Для господарсько-побутових потреб використовується артезіанська вода (6 діючих свердловин із 11 призначених). Річна кількість стічних вод підприємства складається з фекально-господарських стоків (до 2 млн. м3) та промислово-стічних вод (10 млн. м3). За рахунок повторного використання стічних вод річна кількість промислово - стічних вод зменшується до 5 млн. м3. Фекально-господарські стоки підприємства подаються для обробки на загальнозаводські споруди біологічного очищення потужністю 110тис.м3/добу. Для механічного очищення промислово-стічних вод підприємства шляхом відстоювання слугують буферний та дощові ставки. Частина стоків з дощових ставків надається на повторне використання для підживлення водооборотних циклів.Існує можливість (при необхідності) подачі на підживлення оборотних циклів біологічно очищених стічних вод. Транспортування стічних вод здійснюється 2 системами каналізації: промислово-стічною та госпфекальною відповідно. Очищені стоки відвідним каналом зливаються в річку.

Для попереднього очищення промислових стічних вод на підприємстві використовуються локальні очисні споруди:

· станції нейтралізації кислих стоків в цеху, шлам після якого подається для відстоювання в шламонакопичувачі. Освітлена вода з шламонакопичувача РК в перспективі може подаватись на повторне використання у виробництво, а з шламонакопичувача ХПВ освітлена вода потрапляє до буферного ставка і далі по відвідному каналу в річку;

· вузол нейтралізації та усереднення кислих стічних вод цеху циклогексанолу трубопроводом подаються на установку нітри-депітрифікації стоків біологічним способом, звідки попередньо очищені промислові стічні води поступають на загально-заводські біологічні очисні споруди.

Атмосферне повітря

У відділенні є потенційні джерела викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря, Тому прилади оснащені газопиловловлюючим обладнанням (інші не потребують оснащення). Але встановлюються ліміти на викид забруднюючих речовин у атмосферу.

Відходи виробництва

Відходи виробництва на підприємстві зберігаються лише в спеціальних сховищах організованого складування - накопичувачах, відвалах, полігонах, а також в облаштованих складах та ємностях.

Окремі види відходів підлягають утилізації або знешкодженню. Частина відходів реалізується на сторону.

Для складування токсичних відходів використовуються: відвали фосфогіпсу, накопичувач токсичних відходів (складуються відпрацьований каталізатор , відходи органічних виробництв), шламонакопичувач: ХПВ (для шламів станцій нейтралізації цехів водопідготовки). Відпрацьовані каталізатори з цеху зберігаються до реалізації на складі вантажного цеху. Для складування побутових відходів використовується спеціально обладнаний полігон.

Утилізації підлягають:

§ відпрацьовані машинні мастила (після регенерації повторно використовують відходи від їх переробки, реалізуються на сторону);

§ відходи цеху - розчин адипату натрію (після термічної деструкції);

Крім цього, підлягають знешкодженню (при неможливості знайти споживача) відходи цеху- масло "ПОД" (х-масла), спиртова фракція, водно-кислі стоки - спалюються в реакторах цеху, що виробляє кальциновану соду шляхом спалювання відходів АДК.

Характеристика варіанту компонування

Відомості про район розміщення проектованого виробництва

Район розміщення промислової будівлі характеризується помірним кліматом, а саме: середня температура повітря в літній час становить +19 0С , а в зимовий час -- -50С; відносна вологість дорівнює 80%; глибина промерзання грунту - 40 см.; максимальна швидкість вітру - 11 м/с . Тривалість опалювального сезону становить період з 15 жовтня по 15 квітня (7 місяців). Ділянка розташування промислової будівлі сприятлива у сейсмічному відношенні,тобто сейсмічна інтенсивність рівна нулю. Місце проектованого виробництва - на діючому підприємстві.

Обгрунтування вибору варіанту компонування обладнання

Проектування промислових споруд повинно забезпечувати необхідні санітарно - гігієнічні умови для працюючих і можливості зміни технологічного процесу, бути простим в компонуванні, відповідати потребам економіки, а також вимогам естетики. При проектуванні присутнє передбачення обмеження споруд та їх конструктивне рішення. При проектуванні споруд також необхідно враховувати степінь пожежонебезпеки виробничого процесу при виборі будівельних конструкцій і матеріалів.

Проектування промислової споруди враховує основні кліматичні дані: розрахункову температуру повітря і вологість, швидкість і напрям вітру, кількість опадів. Раціональне врахування цих даних при проектуванні допомагає забезпечувати сприятливі умови праці в промислових спорудах, знижувати вартість будівництва і експлуатаційні витрати, збільшувати строки служби споруд. Дане виробництво являється вибухонебезпечним на повітрі, саме з цієї причини обладнання проектуємо всередині будівлі з комплексом допоміжних приміщень.Обладнання розташоване всередині закритої промислової будівлі. Оскільки виробництво з горизонтальним технологічним процесом, то будівля буде одноповерховою.Присутність колонного апарату зумовлює наявність етажерки,тому відділення цеху компонуємо за змішаним варіантом.

Підбір технологічного обладнання

Розрахунок основних розмірів апаратів.

1. Ємнісна апаратура

Нейтралізатор:

W=25,1674/778,55 = 0,03 м3/с

D=(4*0,03/3,14 *1)1/2= 0,20 м = 1800м

Vn=0,06/0,9 = 0,17 м3 = 5м3

H= 4*0,2/3,14*0,42 = 1,6 м= 4400 м

Реактор:

сN2 = кг/м3

сО2 = кг/м3

YN2 = 76,54 %об.

YО2 =23,46 %об.

Густина газу:

г = 7,87*0,77+8,995*0,23 = 8,13 кг/м3

Wф = 74352,43/0,785*8,13*3600 = 0,32 м/с

Газовміст барботажного шару:

ц =0,4(8,13/786,06)0,15 * (0,32v (786,06-8,13/9,81*28,53*10-3))0,68= 1,36

Тоді обсяг реакційної маси:

Vp= 95384,52*0,5/(1- 0,14)*786,06 = 70,55м3

V=70,55/0,7 = 101 м3

Відповідно обсяг реактора V=118м3.

Оскільки реактор не стандартний , всі інші параметри теж приймаються відповідно базовим параметрам. Діаметр - 3200 мм. Висота - 21800 мм .

Місткість - 118 м3. Тиск в апараті - 1 МПа .Максимальна температура 170 С0 .

Матеріал - 10Х17Н13М2Т

2. Теплообмінна апаратура:

Холодильник (ректифікаційна колона):

Q=G*C*Дt,з теплового балансу Q= 851,97 кВт

F=Q/kДtсер=85197/200*48.08=88,6 м2 = 93 м2

Нагрівач(абсорбер) :

Q=G*C*Дt,з теплового балансу Q= 827,43 кВт

F=Q/kДtсер=827430/200*56=88,6 м2 = 73,9 м2 = 75 м2

Підігрівач(колона):

Q=G*C*Дt,з теплового балансу Q= 411,6 кВт

F=Q/kДtсер=411600/200*79,5=240 м2 = 245 м2

3.Насоси:

До нейтралізатора:

D= 400 мм;

Wc= 0,03 м3/с

Wф= 4*0,03/3,14*0,04 = 0,76 м/с

h=0,03*8 *0,762/0,2*2*9,81 =0,04м

H = 3,24+0,04=3,28 м

N= 0,03*778,55*9,81*?,28/100*0,5 = 0,5 кВт Q=75м3/год H= 200 м

Від ємності з каталізатором: Обираємо насос без розрахунків, оскільки кількість каталізатора та циклогексану є дуже малою і даний насос буде з найменшою потужністю Q=0,4 м3/год ;P = 16кгс/см2.

Ректифікаційна колона:

Wc= 0,032м3/с

Wф= 4*0,032/3,14*0,03 = 0,81 м/с

h=0,03*20*0,812 /0,2*2*0,04 =0,1м

H = 23+0,1=23,1 м

N= 0,032*778,55*9,81*23,1/100*0,5 = 11,2 кВт Q=100 м3/год H= 200 м;

Реактор:

Wc= 0,033м3/с

Wф= 4*0,033/3,14*0,04 = 1,06 м/с

h=0,033*22*1,062 /0,2*2*9,81 =0,21

H = 23+0,21=23,21 м

N= 0,032*778,55*9,81*23,21/1000*0,5 = 11,3 кВт

Q=100 м3/год H= 200 м

Опис прийнятих рішень

Для розміщення технологічного обладнання запропоновано одноповерхова промислова будівля каркасного типу з прогоном 30 м, кроком колон 6 м. Основною несучою конструкцією є залізобетонні колони перерізом 500Х500 мм. Під кожну колону запроектовано стовпчасті фундаменти з підколінниками стаканного типу (заглиблення колони в стакан 900мм).Стовпчасті фундаменти з'єднані між собою фундаментними палками трапецієвидного перерізу висотою 450мм. Під фундаментними балками зроблено траншею глибиною 0,7м, яка заповнена нетеплопровідним крупнозернистим піском, який у випадку здування грунту гасить його тиск на фундамент.Конструкція покриття будівлі складається з градчастої двохсхилої несучої кроквяної балки довжиною 30000 мм. Несучими елементами покриття є залізобетонні ребристі плити з довжиною 150мм. і висотою 450 мм. Власне покриття складається з наступних шарів:пароізоляція -шар рубероїду на бітумній мастиці;теплоізоляція - кремзитогравій;вирівнювальний шар - стяжка з цементного розчину; гідроізоляція - 5шарів рубероїду на бітумній мастиці;захисний шар - гравій втоплений в бітум.

Стіни будівель панельні товщиною 400 мм., несуча стіна - 510 мм. Стіни опираються на фундаментні балки. Між стінами і балками передбачений шар гідроізоляції.Вікна і ворота будівлі запроектовані згідно стандарту (1,5х1,5м.).

Для підйому на який передбачені металеві сходи з шириною маршу 1м. Перила обслуговуючого майданчика і сходів мають висоту 1м. Підлога будівлі укладена безпосередньо утрамбованому грунту на якому знаходиться шар бетону висотою 150мм. та шар кислото - стійкого бетону висотою 50мм. Із зовнішньої сторони цегляних стін по всьому периметру будівлі запропоновано відмостка шириною 0,9м. з невеликим ухилом від стін, який призначений для відведення дощових і талих вод. Кут ухилу складає 3?.

Вплив технологічних вимог на компонування обладнання

Організація і проведення даного процесу передбачає усунення безпосереднього контакту працівників із сировиною, реагентами, матеріалами, готовою продукцією і відходами виробництва. Для того, щоб уникнути шкідливого впливу, процес протікає у герметично закритому обладнанні та трубопроводах на виробництві, причому здійснюється систематичний контроль за герметичністю і станом повітряного середовища для запобігання загазованості виробничих приміщень. При цьому застосовують дистанційне керування технологічним процесом із попереджувальною сигналізацією відхилень заданих параметрів від норми і блокуванням, які забезпечують переведення системи у безпечний стан в аварійних ситуаціях. Для позначення найбільш небезпечних за властивостями транспортованих речовин на трубопроводи наносять попереджувальні кольорові кільця.

На виробництві всі трудомісткі операції максимально механізовані. До трудомістких операцій відносять завантаження в апарати і машини та вивантаження з них сировини і готової продукції, видалення і транспортування відходів виробництва, затарювання і складування, відбір проб та проведення замірів у апаратах та ємностях, тощо.

Наявність пропуску газів через фланцеві з'єднання, ущільнюючі пристрої насосів, засувок і клапанів, дефектні ділянки обладнання і трубопроводів може призвести до загазованості території установки, а також загазованості цехів, що в свою чергу, може призвести до отруєння працівників, вибухів та пожеж.

Навколо небезпечних ділянок встановлюють огородження, вільні пристрої для ізоляції рухомих частин машин та механізмів, струмопровідних частин обладнання, що знаходиться під напругою, зон та ділянок, де є постійна небезпека шкідливого впливу на людину, тощо.

Огороджувальні пристрої встановлюються також у таких випадках як наявність канав, ям, криниць, люків, при розташуванні робочих місць на висоті.

На виробництві використовують апарати, що працюють під тиском, в яких передбачена можливість вилучення середовища у разі переповнення апаратів.

Запірну арматуру встановлюють на трубопроводах, що підводять або відводять з апарату пару, газ чи рідину. Для того, щоб уникнути виникнення тиску, який перевищуватиме допустимі встановлені показники, встановлюють запобіжні клапани, а також запобіжні мембрани.

При надзвичайних ситуаціях для евакуації передбачені аварійні сходи,вони встановлюються ззовні будівлі під кутом 450 ,марші таких сходів роблять стальними шириною не менше 0,8 м і загороджують перилами висотою не менше 0,8 м.

Основні заходи, для створення безпечного ведення технологічного процесу:

Роботу проводить з дотриманням вимог та правил при експлуатації хімічних заводів. Виключення - застосування відкритого вогню, зварки, а також інструменту, що дає іскри. Робота з застосуванням відкритого вогню може виконуватися тільки при наявності оформленого наряд-допуску на виконання вогневих робіт на вибухонебезпечних і вибухопожежонебезпечних .

Працювати тільки на полагодженому устаткуванні. У цеху діє контроль за станом обладнання, у який входить щорічний повний огляд апаратів, комунікацій та магістралей.

Не допускати експлуатації устаткування на параметрах, перебільшуючих паспортні данні. При будь-якому порушенні норм технологічного режиму невідкладно приймати заходи щодо його нормалізації.

Систематичний контроль аналітичними методами стану повітряного середовища виробничих приміщень, герметичності обладнання та трубопроводів з метою виключення викидів шкідливих та пожежовибухонебезпечних газів, пари та рідин та виникнення в звязку з цим аварійних ситуацій.

У випадку порушення герметичності обладнання або трубопроводів (фланцеве зєднання), які знаходяться під тиском з вибухонебезпечними газами, повинні бути вжиті невідкладні заходи для зупинки цього обладнання, зниження тиску в цих апаратах і ліквідації пропускань. Забороняється підтягувати фланцеві з'єднання на обладнанні під тиском.

Відбір проб для аналізу повинен проводитися спеціальними пробовідбірниками із застосуванням захисних засобів;

Електроустаткування, електропроводка, повинні бути виконані згідно умов інструкції “Правила пристроїв устаткування.”

Слідкувати за справність запобіжних пристроїв, контрольно-вимірювальних приладів, сигналізації, блокувань, безперебійне постачання КВП і А повітрям і електроенергією;

Використання засобів індивідуального і колективного захисту;

ЕЛЕКТРОБЕЗПЕЧНІСТЬ

Для забезпечення електробезпеки використовують нарізно або у посередні такі технічні заходи та засоби: захисне заземлення, захисне вимикання,ізоляцію й виконання відповідних відстаней до струмоведучих частин або шляхом їх закриття, відгороджування; використання розділюючих трансформаторів; блокування; використання попереджуючої сигналізації, написів та плакатів, використання захисних засобів та пристосувань. Ураження людини електричним струмом може трапитися й внаслідок контакту із металічними корпусами електроустаткування, яке випадково опинилося під напругою внаслідок пошкодження ізоляції. Для попередження ураження електричним струмом широко використовують захисне заземлення- умисне електричне з,єднаня із землею або її еквівалентом металічних неструмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою. Принцип дії захисного заземлення полягає у тому, що між заземлюваним корпусом електроустаткування і землею створюють металічне з,єднання малого опору, тому струм, який проходитиме крізь тіло людини,стає безпечним для життя. Проектуємий цех за ступенем ураження людини електричним струмом відноситься до приміщень з підвищеною небезпекою. Для створення безпечних умов праці на електроустаткуванні передбачене захисне заземлення згідно. Згідно з ДНАОП допустимий опір заземлення складає: 4 Ом для установок з напругою до 1000 В. Електроди заземлюючого пристрою розташовують з урахуванням зворотнього типу заземлювача, розміру ділянки та розміщення на ній устаткування.

Схема розміщення заземлювачів та з,єднувальної штиби

to Z

t b

в

d l

l-довжина трубчастого електрода, м;

z-довжина штиби, яка з,єднує всі вертикальні трубчастого електроди, м;

d-діаметр трубчастого електрода, м;

t-глибина розташування середини трубчастого електрода від поверхні землі

tо-відстань від верхньої точки трубчастого заземлювача до поверхні землі,м;

0,5<. =tо=. < 1,0 м;

в-ширина з,єднувальної штиби, м; як правило ,вона дорівнює діаметру електрода.

ОСВІТЛЕННЯ

Проектуємо в цеху сумісне освітлення. Природне освітлення - бокове, через вікна в зовнішніх стінах. Освітленість при загальному освітленні 50 Лк, в наслідок VIIIб розряду зорових робіт в цеху проектуємо загальне штучне освітлення. Тому що виробництво належить до вибухо_, пожежонебезпечного обирвємо джерелом світла лампи нажарюваня. Обираємо освітлювач типу ЛСП 01В-2х36-111 для ламп ЛБ-36 потужністю 36 Вт підвищеної надійності проти вибуху.

В цеху передбачено аварійне освітлення, призначене для освітлення виробничих приміщень при відключенні робочого освітлення у випадку пожежі, вибуху.

Аварійне освітлення використовується для освітлення робочих поверхонь 4 Лк всередині цеху, 1Лк на відкритих площадках.

Освітлювачі аварійного освітлення приєднані до мережі робочого освітлення з автоматичним перемиканням незалежні джерела у випадку аварійної ситуації.

Для запобігання перевищення вмісту шкідливих речовин в виробничих приміщеннях вище ГДК передбачена безперервно діюча припливно-витяжна вентиляція. Робота без включених систем припливно-витяжної вентиляції і місцевих відсосів не допускається.

Передбачено автоматичний контроль стану повітряного середовища і сигналізації вентсистем. В цеху по виробництву циклогексанола передбачена відстань між апаратами - 2 м, між апаратом та стінами приміщення цеху - 1,5 м.

Для захисту від статичної електрики і вторинних проявів блискавки технологічне обладнання, трубопроводи, кожухи термоізоляції повинні бути заземлені. Всі апарати і трубопроводи, температура яких перевищує 400С, повинні бути теплоізольованими. На апаратах і трубопроводах, де при порушенні технологічного режиму можливе підвищення тиску вище допустимого, повинні бути запобіжні клапани розривні мембрани. Частини машин і механізмів, які рухаються, повинні мати захисні огорожі. Цех оснащено закритою системою дренажів, яка виключає можливість забруднення повітря робочої зони вибухонебезпечними і шкідливими речовинами. Також для уникнення уражень та захворювань людини на підприємстві використовуються такі засоби індивідуального захисту:

1. При роботі з водяним розчином їдкого натру користуватися бавовняним спецодягом, захисними окулярами, щитком, протиаерозольними респіраторами. На фланцевих з'єднаннях трубопроводів з їдким натром повинні бути захисні кожухи.

2. При роботі з бензолом, циклогексаном, циклогексанолом, циклогексаноном, гептановою та спиртовою фракціями, "х"-маслом необхідно користуватись бавовняним спецодягом, фартухами та рукавицями із непроникного матеріалу, фільтруючим протигазом марки "А", спецвзуттям. Для захисту шкіри рук користуватися захисними пастами та мазями ЕР-1, Ялот, ПМ-1 та іншими.

3. При роботі з нікель-хромовим каталізатором, нафтенату кобальту-користуватися спецодягом із пиленепроникного матеріалу, спецвзуттям, респіраторами типу "Листок-200","Астра-2", протипилевими окулярами, ПО-2, ПО-3. Для захисту шкіри рук застосовувати рукавиці, захисні пасти та мазі.

При роботі з каталізатором ГИАП-10-2а,НТК-4 користуватися спецодягом із пиленепроникного матеріалу, спецвзуттям, респіраторами типу "Листок-200", "Астра-2", протипилевими окулярами, ПО-2, ПО-3.Для захисту шкіри рук застосовувати рукавиці, захисні пасти та мазі.

4. При роботі з активним рекупераційним вугіллям користуватися протипилевими респіраторами типу Ф-63 або У-2К. Фільтруючий протигаз з коробкою марки "А" застосовується при концентрації кисню в повітрі робочої зони не менше 18% об. та концентрацією шкідливих речовин не більше 0,5% об. В усіх інших випадках застосовуються шлангові ПШ-1. При виконанні газонебезпечних робіт застосовуються шлангові протигази ПШ-1.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТОВАГО ЦЕХУ ПО ПОЖЕЖО-, І ВИБУХОНЕБЕЗПЕЧНОСТІ

Головними причинами пожеж і вибухів на промисловому підприємстві є:

- порушення правил зберігання та використання вибухо- і пожежонебезпечних хімічних речовин і допоміжних матеріалів;

- порушення трудової дисціпліни та правил пожежної безпеки працюючими на підприємстві;

- високий тиск кисню в апаратах , насосах і трубопроводах. При розгерметизації обладнання і трубопроводів є небезпека виникнення пожежі чи вибуху.

- замкнення електрообладнання, неправильне використання електрообладнання.

- незабезпеченість пожежної безпеки при виконанні вогневих робіт.

- неправильне вирішення систем витяжної вентиляції, що призводить до утворення в повітреводах пожежо- і вибухонебезпечних сумішей газів або аерозолів.

ПРОТИПОЖЕЖНІ ЗАХОДИ

Протипожежні заходи передбачені:

Матеріалом будинків і перекриттів є цегла та залізобетон, що відповідає ІІ - му ступеню вогнестійкості. Мінімальна межа вогнестійкості конструкторських елементів від 0,75 до 2 години. Будівля відділення одноповерхова. Ширина дверей - 1,2 м, воріт 4 м, ширина шляхів евакуації - 1,2 м, висота проходів - не менше 2 метрів. Передбачено два евакуаційних виходи обладнані системою аварійного освітлення («аварійний вихід»).

Евакуаційні шляхи забезпечують евакуацію через них усіх людей, що заходяться в приміщеннях, протягом мінімального часу.

Разом з цим приміщення забезпечуються пожежною сигналізацією, яка може бути електричною і автоматичною. У разі пожежі відключається живлення з електроприладів за допомогою рубильників чи автоматичних вимикачів.

Електроприлади та апаратура вмикаються в електромережу тільки за допомогою придатних до експлуатації штепсельних з'єднань та електророзеток заводського виготовлення.

Для забезпечення пожежо- і вибухонебезпечності проводяться наступні заходи:

- Ведеться контроль справності і герметичності устаткування.

- Контроль повітряного середовища.

- Робочий персонал проходить протипожежний інструктаж.

Дотримуються порядок і норми зберігання сировини і готової продукції.

ЗАСОБИ ГАСІННЯ ПОЖЕЖ

У проектуємому цеху передбачаємо наступні засоби гасіння пожеж

Вода, що виявляється найбільш пошириним і доступним вогнегасним зособом для гасіння речовин у різному агрегатному стані.

Це пояснюється:

- великою теплоємністю (теплота пароутворення 539 кал/г);

- високою термічною стійкістю (розкладається при t° > 1700°С);

- значним збільшенням об'єму під час пароутворення (з 1 л води утворюється 1700 л пари);

- охолодженням зони горіння.

Крім чистої води, використовують водні розчини двохвуглекислого натрію, хлориду натрію та інші солі.

Витрата води на зовнішне і внутрішне пожежогасіння в залежності від вогнестійкості і категорії вибухопожежонебезпечності будівель і приміщень складає:

на зовнішє- 10л/с;

на внутрішнє-5 л/с (2 струменя по 2,5 л/с кожний);

Повітряно - механічна піна являє собою механічну суміш повітря, води та БАР. Будь-яку пожежу легше ліквідувати в початковій стадії, вживаючи заходи до її локалізації:щити з протипожежним інвентарем; 3 ящики з піском (0,5-1м3); 3 лопати; 3 повстина, азбестове полотно, вогнегасники.

1. Повітряна піна-використовується для гасіння ЛЗР та горючих рідин.

2. Вуглекислотні вогнегасники ВВ-5, кількість = 3шт.

3. Вуглекислотно брометилові вогнегасники ВВБ-3, кількість = 3шт.

Групування та розміщення запроектованих апаратів

В технологічному процесі бере участь 2 пустотілих реактори,ректифікаційна колона, абсорбер, які серед інших апаратів відрізняються висотою,тому вони будуть розташовані на етажерці з сходами,та оснащені ремонтними площадками та підйомним краном. Для перекачування рідкого середовища використовуються насоси: відцентровий герметичний електронасос, відцентровий герметичний насос з магнітним приводом, насос дозувальний плунжерний,двоступеневий з подвійним торцевим ущільненням, які розташовуються внизу на фундаментах. В насосному відділенні передбачаються вантажопідйомні засоби,для зняття насосу і транспортування його з метою ремонту. Теплообмінники та холодильники теж розташовують групами,горизонтально,на віддалі один від одного не менше 1 м. Ємності мають бути упорядковано та симетрично розташовані з основним проходом 2 м. і зручним підходом до кожного апарата 1 м.

Забезпечення нормальної експлуатації та ремонту обладнання

В процесі експлуатації хімічні установки зношуються і можуть втратити працездатність через механічне зношування окремих деталей, а також за рахунок корозії під дією агресивного хімічного середовища.

Для нормальної експлуатації обладнання при розміщенні його в внутрішній частині приміщення, забезпечили вигідний доступ обслуговуючого персоналу до вузлів управління, люків, засувок, кришок та інших обслуговуючих пристроїв апаратів. Апарати утворюють ряди з основними проходами шириною 1,5 - 2 метри та підходами до кожного агрегату шириною не менше 0,8 метра. Між кінцями арматури та частинами обладнання, які виступають, забезпечуємо прохід не менше 1 м. Апарати висотою більше 1,8 метра обладнали обслуговуючими площадками. Сходи для всіх обслуговуючих площадок запроектували з таким розрахунком, щоб віддаль від найвіддаленішого місця площадки до сходів складає не більше 25 метрів. Для створення нормальних умов для ремонту обладнання вибрали оптимальний тип підйомно-транспортного обладнання. Для застосування пересувного підйомно-транспортного обладнання передбачили необхідні під'їзди та проїзди між блоками апаратів, які забезпечуватимуть вільний доступ до числа апаратів.

Характеристика запроектованого обладнання:

Н-202	Насос	Відцентровий герметичний електронасос марки ЦГ 100/200-132-5 Продуктивність - 30-160 м3/год Напір - 200 мм. ст. рідини Середовище - циклогексан Електродвигун асинхронний трифазний з коротко замкнутим ротором Потужність - 132 кВт Обертова частота - 3000 об/хв Виконання - 1Ех dSе 11ВТЧХ
К-203	Скрубер	Вертикальний циліндричний апарат з "глухою" тарілкою, заповнений насадкою "Інталокс 50". Діаметр - 1600/2400/2800 мм Висота - 32805 мм Місткість - 136,5 м3 Тиск - 1,2 Мпа /12 кгс/см2/ Температура - 1700С Середовище- циклогексан,органічні кисл.
Н-204	Насос	Відцентровий герметичний насос з магнітним приводом Продуктивність - 240 - 300 м3/год Напір - 53 м. ст. рідини Тиск всмоктування - 1,25 Мпа /12,5 кгс/см2/ Температура - 1500С Середовище - циклогексан з домішками органічних кислот Електродвигун імпортний Потужність - 75 кВт Обертова частота - 1475 об/хв Виконання - І Р 54 /Ех/ d2G 3 за V ДЕ0171
Т-205	Холодильник	Горизонтальний кожухотрубний теплообмінник з плавальною головкою 600 ХП-25-Б3 / 25Г6К4 за ГОСТ 14244 - 69 Діаметр - 600 мм Довжина - 6885 мм Площа поверхні теплообміну - 90 м2 Трубки : 25х2х6000 мм - 190 од. Трубний простір : Тиск - 0,5Мпа / 5 кгс/см2/ Температура - 500С Середовище - вода Міжтрубний простір : Тиск - 2,5Мпа / 25 кгс/см2/ Температура -1500С Середовище - циклогексан з домішками органічних кислот
Н-206	Насос	Відцентровий герметичний насос з магнітним приводом /імпортний/ Продуктивність - 240 - 300 м3/год Напір - 53 м.ст.рідини Тиск всмоктування - 1,25 Мпа /12,5 кгс/см2/ Температура - 1500С Середовище - циклогексан з домішками органічних продуктів Електродвигун : Потужність - 75 кВт Обертова частота - 1475 об/хв Виконання - І Р 54 /Ех/ d2G 3 за V ДЕ0171
Т-208	Підігрівач	Горизонтальнийкожухотрубний теплообмінник 600 За ГОСТ 15122 - 69 Діаметр - 600 мм Довжина - 4975 мм Площа поверхні теплообміну - 76 м2 Трубки : 25х2х4000 мм Середовище - циклогексан з домішками органічних кислотМіжтрубний простір Тиск - 1,95 Мпа / 19,5 кгс/см2/ Температура -2000С Середовище - пара водяна
Е-210	Ємність	Вертикальний циліндричний апарат з оболонкою Діаметр - 1800 мм Довжина - 4310мм Місткість - 5 м3 Тиск - 5 кПа / 0,05 кгс/см2/ Температура - 700С Середовище - циклогексан , нафтенат кобальту Оболонка : Тиск - 0,3 Мпа / 3 кгс/см2/ Температура - 1500С Площа поверхні теплообміну - 9 м2
Н-211	Насос	Насос дозувальний плунжерний марки НД 400/16 Продуктивність - 0,4 м3/год Тиск нагнітання - 1,6 Мпа /16 кгс/см2/ Середовище-циклогексан,нафтенат кобальту Електродвигун ВАО-21-4 Потужність - 1,1 кВт Обертова частота - 1500 об/хв Виконання - В3Т4
Р-213	Реактор	Вертикальнийчотирисекційний циліндричний апарат Діаметр - 3200 мм Висота - 14420 мм Місткість - 67 м3 Тиск - 1,0 Мпа /10 кгс/см2/ Температура - 1700С Середовище - циклогексан, циклогексанол, циклогексанон, органічні кислоти
Н-214	Насос	Насос фірми "Клаус-Юніон" двоступеневий з подвійним
Т-221	Підігрівач	F= 245 м2 Середовище - циклогексан, циклогексанол, циклогексанон, органічні кислоти.
Т-237	Холодильник	F= 93 м2 Середовище - циклогексан, циклогексанол, циклогексанон, органічні кислоти

Висновки

Отже, в даній роботі по компонуванню обладнання виробництва окиснення циклогексану розглянуто характеристику технологічного процесу, висвітлено способи прийому сировини та видачі готової продукції, наведено ефективні методи видалення відходів та описано вплив вимог техніки безпеки. Основним завданням роботи було ефективно запроектувати виробництво.

Список використаної літератури

1. Гринберг Я.І. Проектированиє химических производств

2. Грязков І.Я. Проектированиє и растчет апаратов основного органического синтеза.

3. Иоффе И.А. Проектированиє процесов и апаратов химической технологии.

Размещено на Allbest.ru