2.3 Технологическая схема очистки конвертированного газа от диоксида углерода

Рис. 2.1 - Принципиальная схема абсорбции CO₂ из синтез-газа раствором поташа (Бенфильд процесс) в производстве аммиака

Конвертированный газ после низкотемпературной конверсии СО поступает в кипятильник флегмы, в котором за счет снижения температуры газа до 140-165 ⁰С происходит испарение флегмы. После кипятильника газ поступает в подогреватель питательной воды, где его температура снижается до 140-155 ⁰С, далее в сепараторе из него отделяется сконденсировавшаяся влага. После сепаратора газ поступает в кипятильники регенераторов, где его температура снижается до 131 ⁰С, затем в подогревателе деминерализованной воды происходит дальнейшее снижение температуры газа до 82 ⁰С. После отделения воды в сепараторе газ поступает в нижнюю часть двух параллельно установленных абсорберов. Очистка газа от СО₂ осуществляется горячим раствором «Карсол» (поташа К₂СО₃). Массовая доля компонентов в растворе «Карсол»: поташ, химический абсорбент, содержит 22-28% К₂СО₃; диэтаноламин, активатор абсорбции, н/б 2.2% ДЭА; пятиокись ванадия, ингибитор коррозии, н/м 0.4% V2O5. Для предотвращения вспенивания в него вводится антипенная присадка «Лапрол». Очистка газа от СО₂ осуществляется по реакции

К₂СО₃ +СО₂ + Н₂О = 2КНСО₃ + 478.8 кДж/кг СО₂

аммиак диоксид углерод очистка газ

Процесс абсорбции проходит под давлением Р=2.7МПа в параллельно работающих абсорберах. Объемная доля остаточного СО₂ не должна превышать 0.2% в пересчете на сухой газ. В каждом из аппаратов абсорбция осуществляется в две стадии. Конвертированный газ последовательно проходит снизу вверх сначала на нижнюю часть абсорбера, а потом верхнюю. Нижние части абсорберов орошаются частично регенерированным (полубедным) раствором «Карсол». При этом объемная доля СО₂ в газе снижается от 14-19% до н/б 1.7%. Верхняя часть абсорбера орошается глубоко регенерированным (бедным) раствором «Карсол».

Объемная доля остаточного СО₂ не должна превышать 0.2%. Абсорберы представляют из себя двухкорпусные вертикальные аппараты, заполненные насадкой - полипропиленовые седла «инталокс» и кольца «Паля», регулярная насадка из нержавеющей стали. Верхние полки верхних секций оборудованы распределительными устройствами на выходе газа. Насыщенный раствор из нижних кубов абсорбера за счет перепада давления в абсорберах и регенераторах выводится на регенерацию. Регенерация насыщенного раствора протекает при снижении давления и подводе тепла в регенераторы по реакции

2 КНСО₃ = К₂СО₃ + СО₂ + Н₂О

Регенераторы представляют собой двухкорпусные вертикальные аппараты, загруженные по полкам аналогично, как и в абсорберах насадкой. Не менее 80% насыщенного раствора регенерируется проходя верхние секции регенераторов до снижения массовой доли СО2 до 24 м³ СО2/м3 раствора - (45% степень конверсии К₂СО₃ в КНСО₃). Этот поток называется «полубедным» раствором. После верхней секций регенераторов потоки «полубедного» раствора направляются в испарители, где раствор охлаждается до 90-95 ⁰С за счет испарения воды. Не менее 20% от общего объема насыщенного раствора подвергается более глубокой регенерации в нижних частях регенераторов. Тепло, необходимое для регенерации, подводится путем циркуляции раствора по тракту. После нижней части регенераторов «бедный» раствор имеет температуру н/б 119⁰С, содержит массовую долю СО₂ н/б 14.2 м³СО₂ /м³ раствора (21% степень конверсии К₂СО₃ в КНСО₃). Этот поток самотеком поступает в теплообменник, где охлаждается до 94⁰С, воздушный холодильник, в котором охлаждается до 60-80⁰С и далее на орошение верхней секции абсорберов.

Часть раствора отводится на фильтрацию от механических примесей в угольных и механических фильтрах. Выходящие из верхней части регенераторов СО₂ и водяные пары охлаждаются до 40 - 80⁰С в воздушных холодильниках, затем в сепараторе углекислоты отделяется жидкость. Далее СО₂ охлаждается и поступает на другие производства. Очищенный от СО₂ газ после абсорберов поступает в сепаратор, в котором происходит отделение из потока газа раствора «Карсол» и воды.

Конвертированный газ имеет следующий состав: Н₂-н/м 74%, N₂ - н/м 24%, СН₄ - н/б 0.3%, СО - н/б 0.6%, СО₂ - н/б 0.2% (в пересчете на сухой газ).

2.4 Усовершенствование системы очистки от CО₂

Большинство заводов по производству аммиака, основанных на процессе парового риформинга используют систему удаления углекислого газа с помощью химической абсорбции. Этот прием является энергозатратным. Больших успехов удалось достигнуть за последние годы в вопросах понижения потребления энергии и усовершенствования химии промывных растворов.

Существует два основных типа очистки: алканоламинами и горячим карбонатом калия. Компания Indo Gulf Fertilizers (IGF) предлагает одну из своих последних разработок 1520/2620 t/a. Это разработка Giammarco-Vetrocoke (GV) с двухэтапной системой регенерации (100 и 20 кПа), использующая глицин и диэтаноламин в качестве активаторов. Как было установлено, эта методика позволяет снизить содержание CО₂ до 0,1%.

Компания IGF предложила модифицировать схему для повышения эффективности процесса (синие пунктирные стрелки на рисунке 1). Была встроена маленькая дополнительная испарительная емкость, функционирующая при 30 кПа, и новая тарелка для отбора фракции. Раствор, покидающий колонну низкого давления, передается в главную секцию абсорбера. Пар, образовавшийся при мгновенном испарении, и углекислый газ из испарительной емкости попадают в регенератор высокого давления всего на одну тарелку ниже, а не в самое основание. Поток раствора из регенератора высокого давления в регенератор низкого давления в основном увеличивается с 200 до 350 мі/ч.

В емкости мгновенного вскипания 116-F большая часть абсорбированного азота и водорода десорбируется при мгновенном вскипании раствора.

Десорбированные газы промываются в промывной колонне 116-E (для поглощения незначительного количества CO2 десорбированного вместе с азотом и водородом) потоком бедного раствора «Карсол» от насосов 106-J/JA и конденсатом от насосов 121-J/JA. После отмывки в колонне 116-E десорбированные газы смешиваются с отпарным газом из сепаратора 150-F и направляется на сжигание в туннельные горелки печи 101-В.

Давление в емкости мгновенного вскипания 116-F 0,49-0,88 МПа (5-9 кгс/см²) контролируется по прибору PI-1098 и регулируется с помощью клапана PCV-1098A на линии десорбированных газов на сжигание. Клапан PCV-1098B и предохранительный клапан SV-116F предназначены для предотвращения повышения давления в емкости мгновенного вскипания 116-F и сброса десорбированных газов в атмосферу.

Предельные уровни в емкости мгновенного вскипания 116-F сигнализируются в ЦПУ.

Из емкости мгновенного вскипания 116-F насыщенный раствор «Карсол» с помощью клапана LCV-116 выдается в верхнюю часть регенераторов 102-ЕА/ЕВ. Распределение потока насыщенного раствора «Карсол» между регенераторами 102-ЕА/ЕВ осуществляется с помощью клапана FCV-36.

Регенераторы представляют собой двухкорпусные колонные аппараты заполненные насадкой: керамические кольца «Инталокс», нержавеющая насадкой П-50 (г. Рыбинск).

Раствор со дна колонны высокого давления, становится чище, и через другую испарительную емкость попадает в секцию тонкой очистки CО₂. Процесс, модифицированный таким образом, позволяет снизить содержание CО₂ в составе очищенного газа до 0,04%.

Рис. 2.2 Модификация схемы очистки от СО₂

Рис. 2.3 - Емкость 116 F

Достигнуто:

· Содержание CO₂ в газе после 1-й полки насадки составило не более 5-6% об.

· снизилась объемная доля CO₂ в конвертированном газе после системы очистки с 0.06-0.08 до 0.03 - 0.04% об.

· прекратились «проскоки» CO₂ после очистки выше нормативных значений

· полностью исключилась какая-либо неравнозначность по расходу газа и температурам аппаратов работающих параллельно

· снизился расход полубедного раствора с 880 до 830 т/ч и понизилась температура низа регенератора с 117-118 до 115? С

· исключился процесс захлебывания («вспенивания») абсорберов при изменении нагрузки по газу

· значительно сократилось время выхода на режим абсорберов при пуске.

Абсорбер выходит на нормальный режим работы в течение суток без сверхнормативного превышения CO₂ в газе. Ранее, этот срок составлял не менее 5 дней с нарушением норм по CO₂.

3. Экономическая часть

3.1 Организационная часть

Реализация проекта по внедрению в цехе по производству аммиака ОАО «Азот» аппаратурно-технологического изменения, состоящего в замене (модернизации) системы очистки конвертированного газа от диоксида углерода позволит улучшить технико-экономические показатели процесса. Производительность очистки увеличится, газ лучше станет очищаться с 41000 до 46000 нагрузки на газ, выработка готового продукта увеличится с 1350 до 1700 т/сутки (аммиака жидкого).

Таким образом, основными целями внедрения решения по модернизации системы очистки является снижение содержание CО₂ в составе очищенного газа до 0,04% с целью улучшения очищаемости синтез-газа и как следствие, увеличения производительности процесса синтеза аммиака.

Основными этапами разработки аппаратурно-технологического решения (АТР) являются:

1. Техническое задание (ТЗ) - должно содержать всю исходную информацию, полученную для внедрения АТР. Здесь содержатся:

- целесообразность и эффективность замены оборудования системы очистки, т.е. здесь разбирается основание для модернизации системы, ее цель, эксплуатационное и функциональное назначение, перспективность разработки;

- источники разработки, т.е. перечень научно-исследовательских работ, патентов;

- технические требования: состав оборудования системы, показатели назначения, требования к надежности, технологичности, безопасности, экологии, эстетики, условия эксплуатации, транспортировки и т.д.;

- экономические показатели: ориентировочная экономическая эффективность, предельная цена и т.д.;

- перечень этапов внедрения (монтажа) с указанием инвестиций;

- порядок контроля и приемки.

2. Эскизный проект (ЭП) - совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные технические решения, дающие общие представления об устройстве и принципе работы испарительной емкости системы очистки и системы в целом. В процессе выполнения эскизного проекта разрабатываются гидравлические, кинематические, электрические и другие необходимые схемы, предварительные чертежи общих видов, составляются спецификации сборочных единиц, изготавливаются (при необходимости) макеты, проводится промежуточный технико-экономический анализ.

3. Рабочий проект (РП) - совокупность конструкторских документов, содержащих окончательные технические решения, дающие полное представление о АТР и исходные данные для разработки рабочей документации. Рабочий проект окончательно рассматривает основной круг вопросов, возникающих при разработке. Сюда входят три основные вопроса, которые надо решить:

- разработка схемы присоединения испарительной емкости;

- монтажные и наладочные работы;

- эксплуатация.

На этом этапе требуется добиться высокой технологичности конструкции для заданных объемов и условий аммиачного производства. Проект обязательно обсуждается на Техническом совете и считается законченным, если его подписал заказчик и организация, утвердившая техническое задание.

4. Внедрение проекта (ВН) - на этом этапе проводится монтаж основного оборудования, его наладка, пуск в работу и эксплуатация, устранение неполадок. Уже на этапе создания технических средств должна быть предусмотрена разработка специальных технических материалов, включающих монтаж, наладку, пуск, эксплуатацию системы.

3.2 Определение трудоемкости работы АТР по стадиям

Каждый из этапов разработки АТР определяется по формулам, представленным ниже:

- трудоемкость этапа ТЗ:

(3.1)

трудоемкость этапа ЭП:

(3.2)

трудоемкость этапа РП:

(3.3)

трудоемкость этапа ВП:

(3.4)

где L_i - удельный вес трудоемкости i-ой стадии разработки (сумма всех L_i должна быть равна 1);

K_H - поправочный коэффициент, учитывающий степень новизны проекта (К_Н = 0,7);

К_Т - поправочный коэффициент, учитывающий степень использования в разработке типовых средств (К_Т = 0,7);

Коэффициенты, рассчитанные по формулам 3.1-3.4, приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1. Трудоемкость стадий разработки

Характеристика	Стадии разработки:	ИТОГО
	ТЗ	ЭП	РП	ВП
Коэффициенты удельных весов трудоемкости стадий (Li)	0,08	0,06	0,61	0,25	1
Трудоемкость Ti, чел./дни	7	8	12	12	40
Численность разработчиков по стадиям, чел.	3	2	3	3	11
Срок реализации, дней	8	16	36	14	74

Для определения состава исполнителей, их функций и фондов рабочего времени примем фонд рабочего времени одного исполнителя - 20 дней в месяц. Трудоемкость этапов проекта определена выше. Исходя из всего этого, рассчитаем срок реализации проекта в целом:

(3.5)

где Т_{ОБЩ.ПРИН.} - общий срок реализации проекта в целом с учетом численности разработчиков на каждой стадии проекта;

Ф - месячный фонд рабочего времени, Ф = 20 дней.

Срок реализации проекта составил:

(3.6)

Должностной состав исполнителей определяется на основании типовых норм времени на разработку (таблица 3.2).

Таблица 3.2. Численность и состав исполнителей

Стадия разработки	Трудоемкость, чел./дней	Должность исполнителя	Распределение трудоемкости, дни	Расчетная численность на этапе
Техническое задание	7	Инженер	4	1
		Специалист 1-ой категории	4	1
		Специалист 2-ой категории	3	1
Эскизный проект	8	Инженер	5	1
		Специалист 1-ой категории	2	1
Рабочий проект	12	Инженер	4	1
		Специалист 1-ой категории	3	1
		Специалист 2-ой категории	5	1
Внедрение проекта	12	Бригадир, 6 разряд	1	1
		Слесарь 6 разряда	4	1
		Эл. сварщик, 6 разряд	5	1

3.3 Календарное планирование работ

Занятость исполнителей представлена в таблице 3.3

Таблица 3.3. Общая занятость исполнителей в проекте

Должность исполнителя	Занятость в проекте, чел./дней
Инженер	13
Специалист 1-ой категории	9
Специалист 2-ой категории	8
Бригадир, 6 разряд	1
Слесарь 6 разряда	4
Эл. сварщик, 6 разряд	5
ИТОГО:	40

Составим график разработки проекта на рабочие дни.

Таблица 3.4. График разработки проекта

Месяц	Март
Число	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
ТЗ	М	М	М	М	С1	С1	С1	С1	С2	С2	С2
ЭП												И	И	И	И	И	С1	С1
РП																			М	М
ВН
Месяц	Март	Апрель
Число	25	26	27	28	29	30	31	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
ТЗ
ЭП
РП	И	И	С1	С1	С1	С2	С2	С2	С2	С2
ВН											Б	С3	С3	С3	С3	С4	С4	С4	С4	С4

Условные обозначения: И- инженер, С1 - специалист 1-ой категории,

С2 - специалист 2-ой категории, Б - бригадир, 6 разряд, С3 - слесарь, 6 разряд, С4 - сварщик, 6 разряд.

3.4 Расчет капитальных затрат

Капиталовложения - один из важнейших технико-экономических показателей любого процесса и наряду с себестоимостью продукции имеет решающее значение при оценке экономической эффективности производства.

Капитальные вложения на реконструкцию системы очистки цеха по производству аммиака ОАО «Азот» включают затраты на приобретение испарительной емкости, комплектующих узлов, а также транспортно - заготовочные затраты, затраты на монтаж и затраты на специальные работы.

Капитальные вложения находим по формуле:

К = Ц_н + Ц_п + З _т.з.+ З _с + З _м,

где К - капитальное вложение в оборудование, руб.;

Ц_н - оптовая цена нового оборудования, изготовленного по проекту, руб.;

Ц_п - стоимость покупного оборудования, комплектующих узлов, руб.;

З. _т.з. - транспортно - заготовочные затраты, руб., (5-6%);

З _с - затраты на специальные строительные работы, руб., (5%);

З _м - затраты на монтаж, руб., (15-25%).

Цена нового оборудования определяется, исходя из массы оборудования и стоимости одного килограмма массы:

Составим смету на приобретение оборудования и произведем расчет капитальных затрат на это оборудование. Смета на приобретение оборудования приведена в табл. 3.5.

Таблица 3.5. Смета на приобретение оборудования

Наименование	Цена, руб.	Кол-во	Сумма, руб.
Основное оборудование
Испарительная емкость F116	134100	1	134100
Сборочный комплект	2000	2	4000
Итого:			138100,0

Таким образом,

Ц_н =138100 руб.;

З _т.з. = 6% Ц_п =8286 руб.

З _с = 5% Ц_п=6905 руб.

З _м =25% Ц_п=34525 руб.

Рассчитаем капитальные вложения по формуле:

К = 138100+8286+6905+34525 = 187813 руб.

3.5 Расчет эксплуатационных расходов

Определим величину годовых эксплуатационных расходов (Э).

Эксплуатационные расходы складываются из следующих статей:

затраты на оплату труда (З)

амортизация основных фондов (А);

материальные затраты (М);

затраты на электроэнергию (Ээл)

прочие производственные и административно - хозяйственные расходы (Эпр);

Сумма затрат на оплату труда определяются по формуле:

(3.7)

где - величина оклада работника i-ой категории;

- число работников i-ой категории;

- число месяцев в году;

1,75 - коэффициент, учитывающий премии.

В табл. 3.6 представлены должностные оклады ИТР, согласно штатному расписанию подразделения:

Таблица 3.6. Должностные оклады специалистов цеха по производству аммиака

Должность	Численность персонала	Оклад (рубли)
Инженер	1	3000
Специалист	2	2300

Таким образом, по формуле 3.7 затраты на оплату труда ИТР составят:

З=(3000+2*2300)*12*1,75=159600 руб.

С учетом северного коэффициента 25%:

З=159600*1,25=199500 руб.

Средне часовая тарифная ставка рабочих

С_ЧСР = (2*С_ч6Р₆+*Сс_ч6Р₆)/ (3Р₆)

Р₆ - численность рабочих 6 разрядов;

С_Ч6 - часовая тарифная ставка рабочего 6 разряда (слесаря).

Сс_Ч6 - часовая тарифная ставка рабочего 6 разряда (сварщика).

С_Ч6 = 26,7 руб./ч.

Сс_Ч6=29,45 руб./ч.

С_ЧСР = (26,7·2+29,45)/3 = 27,6 руб./ч

Тарифная часть заработной платы

ЗП_Т = С_ЧСР Ф_Д Р_?

Ф_Д - действительный фонд рабочего времени

Ф_д = 10 дней* 8 час=80,0 ч

ЗП_Т = 27,6·80,0·3 = 6624,0 руб.

Премиальная доплата

ЗП_ПР = Z_ПР ЗП_т / 100

Z_ПР =75% - процент премиальной доплаты

ЗП_ПР = 75·6624,0 / 100 = 4968,0 руб.

Доплата за руководство бригадой

ЗП_РБР = Z_ПРБР· ЗП_Т / 100

Z_ПРБР = 30%

ЗП_РБР= 30·2208 /100 =662,4 руб.

Доплата по районному коэффициенту

ЗП_РК = Z_РК(ЗП_Т + ЗП_ПР + ЗП_ПРБР) / 100

Z_ПР = 25%

ЗП_РК = 25·(6624+ 4968 + 662,4)/100= 3063,6 руб.

Основная заработная плата рабочих

ЗП₀= ЗП_Т + ЗП_ПР + ЗП_ПРБР + ЗП_РК

ЗП₀=6624+ 4968 + 662,4+3063,6 = 15318,0 руб.

Дополнительная заработная плата

ЗП_Д = 0,133 ·ЗП₀

ЗП_Д =0,133· 15318,0 = 2037,294 руб.

Фонд заработной платы по внедрению

ЗП_Ф = ЗП₀ + ЗП_Д +ЗП_итр

ЗП_Ф =15318,0 + 2037,294 + 199500= 216855,294 руб.

По предприятиям амортизация по основным средствам начисляется, составляет - 10% или 13810 руб.

Материальные затраты составляют 0,5% от стоимости оборудования:

М=138100*0,005=690,50 руб.

Затраты на электроэнергию по формуле:

Ээл = Мсум * К_СП * Ф_К * Ц_ТЭ, (3.8)

где: Мсум - суммарная мощность оборудования;

К_СП - коэффициент спроса, учитывающий загрузку рабочих станций по мощностям;

Ф_К - годовой календарный фонд времени, ч;

Ц_ТЭ - тариф за 1 кВт/ч расходуемой электроэнергии.

По формуле 7.8:

Ээл=22*1*0,8*2004*3,5=123446,4 руб.

Прочие расходы включают в себя:

а) обязательное страховое имущество на предприятии - 0,08% от стоимости оборудования:

Эстр=138100*0,0008=110,48 руб.

б) расходы на ремонт оборудования в размере 2% от стоимости оборудования:

Эрем=138100*0,02=2762,0 руб.

в) прочие административно-хозяйственные расходы в размере 25% от расходов на электроэнергию:

Эпр=123446,4*0,25=30861,6 руб.

Общие эксплуатационные расходы за вычетом затрат на электроэнергию составят:

Э1=З+А+М+ Эстр+Эрем+Эпр =265089,87 руб.

Общие эксплуатационные расходы составят:

Э=Э1+Ээл=388536,27 руб.

3.6 Расчёт показателей экономической эффективности проекта

Общая годовая экономия определяется по формуле:

Эг = Q_Г0 - Q_Г1+ З_экспл0 - З_экспл1 (3.9)

где: Q_Г0 и Q_Г - годовая производительность оборудования до и после модернизации соответственно, З_экспл0 - З_экспл1 - эксплуатационные затраты на существующую систему очистки конвертированного газа и модернизируемую, руб.

Режим работы системы очистки печи - непрерывный, время простоев на капитальные и планово - предупредительные ремонты равны 22 и 12 дней в году.

Действительный фонд времени работы оборудования рассчитываем по формуле:

Т_р = Т_н - Т _рем-Т_о,

где Т_н - номинальный фонд времени, дни;

Т_рем - время остановок на капитальный ремонт, дни;

Т_о - время остановок на планово - предупредительный ремонт и внеплановые остановки на ремонт, дни.

Таблица 3.7. Баланс рабочего времени оборудования

Наименование показателей	Значения
	Дни	Часы
Календарный фонд времени	365	8760
Номинальный фонд рабочего времени	365	8760
Остановка оборудования на ремонт: - капитальный - текущий	31 14	744 336
Эффективный фонд времени	320	7680

Т_р= 365 - 31-14 = 320 дней или 320*24 = 7680 часов.

Годовая производительность оборудования рассчитывается по формуле:

Q_Г = Q_Ч* Т_р,

где Q_Ч - часовая производительность, т/ч;

Т_р - действительный фонд времени работы оборудования, ч.

Часовая производительность по аммиаку до модернизации и после модернизации системы очистки газа (газ лучше станет очищаться с 41000 до 46000 нагрузки на газ) соответственно равна, т/ч;

Q_Ч0 - 56,25 т/ч;

Q_Ч1 - 70,83 т/ч;

Q_Г0 = 56,25*7680= 432000 т

Q_Г1 = 70,83*7680 = 544000 т

Введение дополнительной испарительной емкости в цикл очистки конвертированного газа от диоксида углерода будет способствовать повышения надежности агрегатов системы очистки газа, позволит снизить эксплуатационные расходы на данный вид оборудования по месяцу порядка 10%.

Себестоимость производства данной продукции (112000 т аммиака) составят 34028744,1 руб.

При стоимости 1 т аммиака порядка 314,4 руб./т

Эг = 314,4 (544000-432000)+388536,27*12 - 388536,27*12*0,9-34028744,1= 795519,6 руб./год

Годовой экономический эффект определяется по формуле:

Э = Эг - К*Е (3.10)

где: К - единовременные затраты на предлагаемое мероприятие, руб.

Е - нормативный коэффициент экономической эффективности 0,2

По формуле 3.10 рассчитываем Э:

Э = 795519,6 - 187813*0,2=757957 руб.

Показатель эффективности капитальных вложений показывает результат использования капитальных вложений. Определяется по формуле:

Кэф = Эг / К (3.11)

По формуле 3.11 рассчитываем Кэф:

Кэф = 757957/ 187813 = 4,03

Показатель эффективности капиталовложений - 4,03 руб. на 1 вложенный рубль.

Расчёт срока окупаемости капитальных вложений - это время, по истечению которого эти вложения начнут приносить прибыль. Определяется по формуле:

Ток = К / Эг (3.12)

По формуле 3.12 рассчитываем Ток:

Ток = 187813/757957 = 0,24 года.

Следовательно, через 0,24 года или 3 месяца капиталовложения начнут приносить прибыль.

Приведём основные технико-экономические показатели в результате проведения мероприятия (табл. 3.8):

Таблица 3.8. Технико-экономические показатели реализации проекта

Наименование показателей	Единицы измерения	Проектируемый вариант
Затраты на разработку и внедрение	Руб.	187813
Эксплуатационные затраты до проведения мероприятия	руб./мес	388536,27
Эксплуатационные затраты после проведения мероприятия	руб./мес	349682,64
Годовая экономия	руб./год	757957
Срок окупаемости капитальных вложений	год	0,24
Показатель эффективности капитальных вложений	руб. на 1 вложенный рубль	4,03

Заключение

В современной технологии переработки природного газа очистка от оксида углерода (4) с использованием аминоспиртов занимает первое место в общем числе промышленных способов. Применяемые растворы содержат этанольные аминосоединения - моноэтаноламин (С₂Н₅О) NН₂ (МЭА), диэтаноламин (С₂Н₅О)₂NН (ДЭА) и триэтаноламин (С₂Н₅О)₃N (ТЭА). МЭА обладает большей основностью и поэтому применяется для очистки газа от кислых примесей. ДЭА в меньшей степени, чем МЭА, поглощает СО₂, однако его используют при очистке горячими щелочными растворами, так как парциальное давление ДЭА над растворами на порядок ниже. Благодаря этому технологические потери адсорбента также значительно снижаются. В технологии извлечения оксида углерода (4) из конвертированного газа применяют 12-20% растворы МЭА. Отработанные растворы аминоспиртов подвергают регенерации при повышении температуры до кипения раствора. Наибольший эффект регенерации достигается при давлении 0.138-0.246 МПа, когда теплота десорбции выше теплоты испарения растворителя. При этом происходит полная регенерация раствора при меньших затратах теплоты.

Как уже было отмечено выше, эффективность процесса абсорбции СО₂ карбонатными растворами зависит от температуры, парциального давления оксида углерода (4) и водяного пара над раствором, состава и концентрации активирующих добавок, а также от основности раствора. Повышение температуры абсорбции, хотя и приводит к уменьшению поглотительной способности раствора, однако увеличивает растворимость карбонатных солей в воде и скорость абсорбции. В промышленности существуют различные модификации этого процесса, основными отличиями которых являются различные активаторы, температура и концентрация растворов.

Наибольшее применение получил метод очистки горячим раствором поташа при давлении 2.56 - 2.96 МПа и концентрации К₂СО₃ 25-30% (мас). В качестве активатора добавляют н/м 2% ДЭА, антикоррозионного ингибитора - 0.5% (мас) V₂О₅. Температуру в процессе абсорбции повышают до 360-380К, температуру регенерации в кубовой части поддерживают не ниже 390К.

Для повышения эффективности процесса в данной курсовой работы предлагается модернизировать схему процесса, путем ввода в технологическую схему процесса очистки испарительной емкости. Так в существующую схему очистки конвертированного газа была встроена маленькая дополнительная испарительная емкость, функционирующая при 30 кПа, и новая тарелка для отбора фракции. Раствор, покидающий колонну низкого давления, передается в главную секцию абсорбера. Пар, образовавшийся при мгновенном испарении, и углекислый газ из испарительной емкости попадают в регенератор высокого давления всего на одну тарелку ниже, а не в самое основание. Поток раствора из регенератора высокого давления в регенератор низкого давления в основном увеличивается с 200 до 350 мі/ч.

Раствор со дна колонны высокого давления, становится чище, и через другую испарительную емкость попадает в секцию тонкой очистки CО₂. Процесс, модифицированный таким образом, позволяет снизить содержание CО₂ в составе очищенного газа до 0,04%.

Реализация проекта по внедрению в цехе по производству аммиака ОАО «Азот» аппаратурно-технологического изменения, состоящего в замене (модернизации) системы очистки конвертированного газа от диоксида углерода позволит улучшить технико-экономические показатели процесса. Производительность очистки увеличится, газ лучше станет очищаться с 41000 до 46000 нагрузки на газ, выработка готового продукта увеличится с 1350 до 1700 т/сутки (аммиака жидкого).

Таким образом, основными целями внедрения решения по модернизации системы очистки является снижение содержание CО₂ в составе очищенного газа до 0,04% с целью улучшения очищаемости синтез-газа и как следствие, увеличения производительности процесса синтеза аммиака.

Затраты на разработку и внедрение - 187813 руб.

Годовая экономия - 757957 руб.

Показатель эффективности капиталовложений - 4,03 руб. на 1 вложенный рубль.

Через 0,24 года или 3 месяца капиталовложения начнут приносить прибыль.

Следовательно, проект эффективен и может быть предложен для внедрения.

Список использованной литературы

Андреев Ф.А., Карган С.И., Козлов Л.И., Приставко В.Ф. Технология связанного азота. - М., 2008.

Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. - М., Высшая школа, 2000.

Справочник азотчика. - М., Химия, 1987.

Кононова Г.Н., Сафонов В.В., Егорова Е.В. Расчёт материального баланса химико-технологических систем интегральным методом. - М., МИТХТ, 1999.

Малина И.К. Развитие исследований в области синтеза аммиака. - М., Химия, 1993.

Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - М.: Химия, 1987.

Расчеты по технологии неорганических веществ / Под. ред. М.Е. Позина. - Л.: Химия, 1977.

Размещено на Allbest.ru