Паровой конденсат, полученный в отделении пиролиза, смешивается с паровым конденсатом из заводской сети, отделения газоразделения и используется на цеховые нужды.

3. Исходные данные для проектирования

Исходные данные

Суммарная производительность по олефинам

(этилен + пропилен), т/час 7,882

Сырье бутан технический

Состав сырья, % об.

пропан 15,8

бутан 81,3

пентан 2,9

Разбавление водяным паром, % масс. от сырья 50

Состав технического этилена, % масс.

этилен н.м. 99,9

Состав технического пропилена, % масс.

пропилен н.м. 99,5

Таблица 3.1 - Состав пирогаза (производственные данные)

Компонент	% масс.	% мольн.
С2Н6	10,23	8,76
С2Н4	30,52	27,99
СН4	20,02	32,13
С3Н8	3,39	1,98
С3Н6	15,84	9,69
С4Н10	7,61	3,37
С4Н6	5,91	2,81
С5Н12	710-5	210-5
С2Н2	0,13	0,13
Н2	0,71	9,12
полимеры	3,76	-
кокс	1,88	4,02
Итого	100	100

Производительность по этилену: 5,1892 т/ч

Производительность по пропилену: 2,6928 т/ч

4. Технологический расчет

4.1 Материальный баланс

4.1.1 Материальный баланс реактора

Таблица 4.1 - Материальный баланс реактора

Компонент	Молекуляр-ный вес, кг/кмоль	% масс.	Массовый расход, кг/ч	% мольн.	Мольный расход, кмоль/ч
Приход
1. Сырье, в т.ч.: пропан бутан пентан	55,3 44,0 58,0 72,0	100 12,57 85,30 2,31	17000 2119,9 14494,2 385,9	100 15,8 81,3 2,9	303,00 47,8 249,96 5,36
2. Водяной пар	18	100	8500	100	472,22
Итого			25500		775,32
Расход
1. Пирогаз, в т. ч.		100	25500	100	1078,44
этан	30	6,82	1739,1	5,11	57,97
этилен	28	20,35	5189,25	16,34	185,33
метан	16	13,35	3404,25	18,75	212,77
пропан	44	2,26	576,3	1,15	13,1
пропилен	42	10,56	2692,8	5,65	64,11
бутан	58	5,07	1292,85	1,97	22,29
бутадиен	54	3,94	1004,7	1,64	18,6
пентан	72	410-5	0,0102	1,410-5	1,4·10-4
ацетилен	26	0,09	22,95	0,08	0,88
водород	2	0,47	119,85	5,32	4,61
полимеры	--	2,51	640,05	-	-
кокс	12	1,25	318,75	2,35	26,56
водяной пар	18	33,33	8500	41,64	472,22
Итого		100	25500	100	1078,44

Степень конверсии пропана:

.

Степень конверсии бутана:

.

Степень конверсии пентана:

.

Степень конверсии сырья:

0,12570,7262 + 0,85300,9094 + 0,02271,00 = 88,76%.

Селективность по этилену:

.

Селективность по пропилену:

.

4.1.2 Материальный баланс от аппарата к аппарату

Составы выходящих потоков для составления баланса взяты из регламента производства.

Таблица 4.2 - Материальный баланс от аппарата к аппарату

Аппарат	Приход	Расход
	Компонент	% масс.	кг/ч	Компонент	% масс.	кг/ч
Печь (П-1)	1.Сырье 2.Водяной пар Итого	100 100	17000 8500 25500	Пирогаз	100	25500
Абсорбционная колонна (К-1)	Пирогаз	100	25500	1.Пирогаз 2.ТСП 3.Кокс Итого	91,1 7,65 1,25 100	23230,5 1950,75 318,75 25500
Сепаратор (С-1)	Пирогаз	100	23230,5	1.Пирогаз 2.ЛСП + подсмольная вода Итого	79,5 20,5 100	18468,25 4762,25 23230,5
Разделитель (Е-2)	ЛСП + подсмольная вода	100	4762,25	1.ЛСП 2.Подсмольная вода Итого	34,1 65,9 100	1623,93 3138,32 4762,25
Сепаратор (С-2)	Пирогаз	100	18468,25	1.Пирогаз 2.ЛСП + подсмольная вода Итого	72,8 27,2 100	13444,89 5023,36 18468,25
Разделитель (Е-3)	ЛСП + подсмольная вода	100	5023,36	1.ЛСП 2.Подсмольная вода Итого	57,7 42,3	2898,48 2124,88 5023,36

4.1.3 Материальный баланс отделения пиролиза

Материальный баланс отделения пиролиза представлен в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Материальный баланс отделения пиролиза

Приход	Расход
Компонент	% масс.	кг/ч	Компонент	% масс.	кг/ч
1. Сырье	50	17000	1. Пирогаз	52,7	13444,89
2. Водяной пар	50	8500	2. ЛСП	17,7	4522,41
			3. ТСП	7,7	1950,75
			4. Кокс	1,3	318,75
			5. Подсмольная вода	20,6	5263,80
Итого	100	25500	Итого	100	25500

4.1.4 Материальный баланс в расчете на одну печь

Производительность одной печи по олефинам, кг/ч:

G₁ = G/n, где n - количество печей

G₁=7882,50/2=3941,025;

по этилену, кг/ч: 3941,0250,6568 = 2588,46

по пропилену, кг/ч: 3941,0250,3432 = 1352,56, где

0,6568 - массовая доля чистого этилена в целевом потоке;

0,3432 - массовая доля чистого пропилена в целевом потоке

Производительность по сырью, кг/ч:

F = G1,

где 0,3052 - массовая доля этилена в пирогазе

, принимаем F=8500 кг/ч

Материальный баланс одной печи представлен в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Материальный баланс одной печи

Компонент	Молекулярный вес, кг/кмоль	% масс.	Массовый расход, кг/ч	% мольн.	Мольный расход, кг/кмоль
Приход
1. Сырье, в т.ч.: пропан бутан пентан	57,3 44,0 58,0 72,0	100 23,04 45,55 31,41	8500 1958,4 3871,75 2669,85	100 15,8 81,3 2,9	151,55 23,9 124,98 2,68
2. Водяной пар	18	100	4250	100	236,11
Итого			12750		387,66
Расход
1. Пирогаз, в т. ч.		100	12750	100	539,22
этан	30	6,82	869,55	5,11	28,985
этилен	28	20,35	2594,625	16,34	92,665
метан	16	13,35	1702,125	18,75	106,385
пропан	44	2,26	288,15	1,15	7,55
пропилен	42	10,56	1346,4	5,65	32,055
бутан	58	5,07	646,425	1,97	11,145
бутадиен	54	3,94	502,35	1,64	9,3
пентан	72	410-5	5,110-3	1,410-5	0,7·10-4
ацетилен	26	0,09	11,475	0,08	0,44
водород	2	0,47	59,925	5,32	23,05
полимеры	--	2,51	320,025	-	-
кокс	12	1,25	159,375	2,35	13,28
водяной пар	18	33,33	42,50	41,64	236,11
Итого		100	12750	100	539,22

4.2 Тепловой баланс печи

4.2.1 Узел смешения. Определение температуры сырья на входе в печь

Тепловой баланс узла смешения:

Q_подв = Q_с,

где Q_подв - подводимое тепло, кДж/ч;

Q_с - тепло паросырьевой смеси на входе в печь, КДж/ч

N_ct_cC_pic_i + G_ппi_пп + G_нпi _нп = N_ct₁C_pic_i + G_пi_пп,

где N_c - молекулярнйй расход сырья, кг/кмоль;

t_c - температура сырья, t_с = 35^оС;

C_pi - мольные теплоемкости компонентов сырья, кДж/кмоль;

c_i - объемные доли компонентов сырья;

G_пп - массовый расход перегретого пара, кг/ч;

t_пп - температура перегретого пара, t_пп = 850 ^оС;

i_пп - энтальпия перегретого пара, кДж/кг;

G_нп - массовый расход насыщенного пара, кг/ч;

Р_нп - давление насыщенного пара, Р_нп = 8ат;

i _нп - энтальпия насыщенного пара, i _нп = 2776кДж/кг [10,табл.LVII];

t₁ - температура смеси сырья и водяного пара на входе в печь, ^оС;

G_п - массовый расход водяного пара, кг/ч.

Принимаем, что разбавление водяным паром ведется при соотношении перегретого пара к насыщенному G_пп : G_нп = 3:1, тогда

G_нп = G_п / 4 = кг/ч.

G_пп = 3G_п / 4 = кг/ч.

Мольная теплоемкость компонента смеси рассчитывается в зависимости от температуры по формуле: С_рi = а_i + b_iT + c_iT², где а_i, b_i, c_i - коэффициенты для данного вещества, кДж/кмольК, Т - температура, К.

Мольная теплоемкость смеси рассчитывается по правилу аддитивности:

С_рс = С_рiс_i.

Коэффициенты и расчет теплоемкости для компонентов сырья приведены в таблице 4.5. энтальпия перегретого пара приведена в таблице 4.6.

Таблица 4.5 -Коэффициенты компонентов сырья и результаты расчета теплоемкости

Компонент	С3Н8	С4Н10	С5Н12
а, Дж/мольК	-4,80	0,469	1,44
b103, Дж/мольК	307,30	385,38	476,50
с106, Дж/мольК	-160,16	-198,88	-250,4
сi	0,158	0,813	0,029
t=35oC
Cpi, Дж/мольК	74,655	100,299	124,448
Cpc, Дж/мольК	96,948
t=250oC
Cpi, Дж/мольК	112,109	147,623	182,158
Cpc, Дж/мольК	143,013
t=560oC
Cpi, Дж/мольК	140,048	183,490	224,615
Cpc, Дж/мольК	177,819

Таблица 4.6 - Энтальпия перегретого пара i_пп (P=5ат) [11, с.49-55]

t, oC	250	560	810	850
iпп, ккал/кг	704,1	864,1	998,3	1021,3

Температура паросырьевой смеси t₁ определяется итерационным методом. Допустим t₁ = 250^оС, тогда:

Q_подв=151,553596,948+3187,51021,34,186+1062,52776 = 17090814,67 кДж/ч

Q_отв = 151,55250143,013 + 4250704,14,186 = 17944696,09 кДж/ч

Q_подв = Q_отв

17,09010⁶ = 17,94410⁶

Погрешность

=.

Погрешность расчета невелика, поэтому принимаем t₁ = 250^оС.

4.2.2 Определение полезной тепловой нагрузки печи

Тепловой баланс печи:

Q_с + Q_пол = Q_р + Q_пир,

где Q_пол - полезная тепловая нагрузка печи, кДж/ч;

Q_р - расход тепла на реакцию пиролиза, кДж/ч;

Q_пир - тепло пирогаза, кДж/ч.

Расход тепла на реакцию пиролиза

Q_р = N_пир(H^o_f,ic_i)_прод - N_с(H^o_f,ic_i)_исх,

где N_пир - мольный расход пирогаза (без водяного пара), кмоль/ч:

N_пир = N_пир+вп - N_вп = 539,22 - 236,11 = 303,11.

H^o_f,i - теплоты образования компонентов сырья (пирогаза) при температуре реакции Т_р = 1103К, кДж/кмоль, приведены в таблице 4.7.

Таблица 4.7 - Теплоты образования компонентов сырья и пирогаза при 1103 К [12, табл.3.8]

Компонент	Теплота образования Hof,i, кДж/кмоль	Сырье сi	Пирогаз сi (табл.2)
Н2	--	--	0,0912
СН4	-90280	--	0,3213
С2Н2	+223000	--	0,0013
С2Н4	+38080	--	0,2799
С2Н6	-106500	--	0,0876
С3Н6	-428	--	0,0969
С3Н8	-130000	0,158	0,0198
С4Н6	+86900	--	0,0281
С4Н10	-156600	0,843	0,0337
С5Н12	-181300	0,029	210-5
Hof,ici		-153113,5	-32842,5

Q_р = 303,11 (-32842,5) - 151,55(-153113,5) = 13,24910⁶ кДж/ч.

Тепло пирогаза:

Q_пир = N_пирt_рС_рic_i + G_пi_пп,

где t_р - температура реакции, t_р = 830^оС;

i_пп - энтальпия перегретого пара при t_р (табл.4.6).

Таблица 4.8 - Коэффициенты для расчета мольных теплоемкостей компонентов пирогаза при Т_р = 1103К

Компонент	а, Дж/мольК	b103, Дж/мольК	с106, Дж/мольК	Мольная теплоемкость Срi, Дж/мольК	Объемная доля сi
Н2	27,28	3,26	0,502	31,399	0,0912
СН4	17,45	60,46	-1,117	81,618	0,3213
С2Н2	23,46	85,77	-58,34	47,923	0,0013
С2Н4	4,196	154,59	-81,09	76,507	0,2799
С2Н6	4,494	182,26	-74,86	114,079	0,0876
С3Н6	3,305	235,86	-117,6	120,810	0,0969
С3Н8	-4,80	307,3	-160,16	140,156	0,0198
С4Н6	-2,96	340,08	-223,7	102,971	0,0281
С4Н10	0,469	385,38	-198,88	184,571	0,0337
С5Н12	1,44	476,50	-250,40	223,798	210-5
Срici				84,157

Q_пир = 303,483084,157 + 4250998,34,186 = 38,95210⁶ кДж/ч.

Полезная тепловая нагрузка печи

Из теплового баланса:

Q_пол = Q_пир + Q_р - Q_с

Q_пол = 38,95210⁶ + 13,24910⁶ - 17,94410⁶ = 34,25710⁶ кДж/ч.

4.2.3 Определение затрат тепла в радиационной и конвекционной камерах

Q_пол = Q_рад + Q_конв,

где Q_рад - затраты тепла в радиационной камере, кДж/ч;

Q_конв - затраты тепла в конвекционной камере, кДж/ч.

Q_конв = N_ct_кC_pic_i + G_пi_пп - Q_с,

где t_к - температура паросырьевой смеси на выходе из конвекционной камеры, t_к = 560 ^оС;

i_пп - энтальпия перегретого пара при t_к (табл.6);

C_pic_i - мольная теплоемкость паросырьевой смеси при t_к (табл.11).

Q_конв =151,55560177,819 + 4250864,14,168 - 17,94410⁶ = 12,52010⁶ кДж/ч.

Q_рад = Q_пол - Q_конв = 34,25710⁶ - 12,52010⁶ = 21,73710⁶ кДж/ч.

4.2.4 Расчет процесса горения топлива

Определение состава топлива [13, с.25]

Топливом служит метано - водородная фракция (МВФ). Состав МВФ приведен в таблице 4.9.

Таблица 4.9 - Состав МВФ

Компонент	% масс. в пирогазе (табл.4.1)	% масс. в МВФ
Водород	0,71	96,58
Метан	20,02	3,42
Итого	20,73	100

Определим элементарный состав топлива в массовых процентах.

Содержание углерода:

С =

где g_i - массовый процент компонента топлива;

12 - молекулярный вес углерода;

n_i - число атомов углерода в компоненте топлива;

M_i - молекулярный вес компонента топлива.

С_СН4 =%

Содержание водорода:

Н =

где g_i - массовый процент компонента топлива;

1 - молекулярный вес водорода;

n_i - число атомов водорода в компоненте топлива;

M_i - молекулярный вес компонента топлива

Н = Н_СН4 + Н_Н2 =%.

Определение низшей теплотворной способности топлива

Низшая теплотворная способность топлива определяется по уравнению Менделеева:

где S, O, W - соответственно содержание в топливе серы, кислорода, влаги, % масс.;

кДж/кг.

Определение количества воздуха, необходимого для сгорания топлива

Теоретическое количество воздуха, необходимого для сгорания 1 кг топлива:

;

кг/кг.

Фактический расход воздуха:

,

где - коэффициент избытка воздуха;

кг/кг.

Объемный расход воздуха, необходимого для сгорания 1 кг топлива:

;

м³/кг.

Количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива:

,

где W_ф - расход форсуночного пара;

кг/кг.

Количество газов, образующихся при сгорании 1кг топлива:

кг/кг;

кг/кг;

кг/кг;

кг/кг;

Проверка осуществляется, исходя из условия: ;

2,656 + 2,480 + 0,207 + 14,385 = 19,731,

19,728 19,731.

Расчет теплосодержания продуктов сгорания

Расчет теплосодержания продуктов сгорания на 1 кг топлива при заданной температуре производится по формуле:

,

где Т - температура продуктов сгорания, К;

C_i - средние массовые теплоемкости продуктов сгорания, кДж/кгК (их значения находим методом интерполяции [12, табл.2]);

Расчет теплосодержания уходящих из печи дымовых газов

Температура уходящих из печи дымовых газов t_ух = 350^оС. Теплоемкости продуктов сгорания при этой температуре приведены в таблице 4.10.

Таблица 4.10 - Массовые теплоемкости продуктов сгорания при 350 ^оС

Компонент	CО2	Н2О	О2	N2
Сi, кДж/кг	0,964	1,935	0,9577	1,045

кДж/кг.

КПД печи. Полная тепловая нагрузка печи. Расход топлива

Коэффициент полезного действия печи определяется по формуле:

,

где q_пот - потери тепла в окружающую среду, кДж/кг; q_пот примем равными 7% от рабочей теплоты сгорания топлива, в том числе, в камере радиации 5%, в камере конвекции 2%.

Полная тепловая нагрузка печи, кДж/ч:

Расход топлива, кг/ч:

.

4.2.5 Тепловой баланс печи

Зная q_ух и qпот можно определить тепло уходящих из печи дымовых газов Q_ух и теплопотери Q_пот:

Q_ух = q_ухB = 7906,41828,67 = 6,55110⁶ кДж/ч

Qпот = qпотB = 52952,130,07828,67 = 3,07210⁶ кДж/ч

Дополним тепловой баланс этими слагаемыми:

Q_с + Q_Т = Q_р + Q_пир + Q_ух + Q_пот.

Тепловой баланс печи с учетом тепла уходящих из печи дымовых газов и теплопотерь приведен в таблице 4.11.

Таблица 4.11 - Тепловой баланс печи

Приход	Расход
Поток	106 кДж/ч	%	Поток	106 кДж/ч	%
1.Qс	17,944	100	1.Qр	13,249	100
2.QТ, в т.ч.: Qпол Qух Qпот	43,88 34,257 6,551 3,672	100 78,07 14,93 7,00	2.Qпир	38,952	100
			3.Qух	6,551	100
			4.Qпот	3,072	100
Итого	61,824			61,824

Определение температуры дымовых газов, покидающих радиантную камеру

Из уравнения теплового баланса топки:

,

где _Т - кпд топки;

T_п - температура перевала, температура дымовых газов, покидающих радиантную камеру

Температура перевала определяется итерационным методом

Примем T_п = 1273 К. Массовые теплоемкости продуктов сгорания при 1273 К приведены в таблице 4.12.

Таблица 4.12 - Массовые теплоемкости продуктов сгорания при 1273 К

Компонент	CО2	Н2О	О2	N2
Сi, кДж/кг	1,122	2,137	1,035	1,1076

Теплосодержание дымовых газов при 1273К, кДж/кг:

24073,33 24426,80, =1,4%

Принято T_п = 1273К.

4.2.6 Тепловой баланс реактора

Тепло, затрачиваемое на пиролиз всего сырья, кДж/ч:

Q_Т = Q_Т n,

где n - число печей,

Q_Т = 43,8810⁶2 = 87,7610⁶.

Тепловой баланс реактора приведен в таблице 19.

Таблица 4.13 - Тепловой баланс реактора

Приход	Расход
Поток	106 кДж/ч	%	Поток	106 кДж/ч	%
1.Qс	35,888	100	1.Qр	26,498	100
2.QТ, в т.ч.: Qпол Qух Qпот	87,76 68,514 13,022 7,344	100 78,07 14,93 7,00	2.Qпир	77,904	100
			3.Qух	13,022	100
			4.Qпот	6,144	100
Итого	124,018			124,018

4.3 Расчет основного оборудования

4.3.1 Расчет для действующего типа змеевика

Определение размеров реакционного змеевика печи

Камера радиации

Количество потоков: n = 2;

Размер труб, мм: 140х8;

Количество труб: Np = 40;

Поверхность нагрева радиационных труб: H_p = 193 м².

Теплонапряженность поверхности нагрева радиационных труб, кВт/м²

.

Рабочая длина одной трубы, м

,

где d_н - наружный диаметр радиационных труб,

.

Общая рабочая длина труб, м

Общая рабочая длина труб в одном потоке, м



Реакционный объем змеевика, м³

,

где d_в - внутренний диаметр радиационных труб, м

.

Камера конвекции

Количество потоков: n = 2;

Размер труб, мм: 114х10;

Принимаются трубы конической формы для уменьшения забивки вследствие коксования. Расчет ведется по среднему диаметру

Рабочая длина одной трубы, м: l_p = 11,0

Поверхность конвекционных труб определяется по уравнению:

,

где K - коэффициент теплопередачи от дымовых газов к нагреваемому продукту, Вт/м^2оС;

t_ср - средняя разность температур.

Средняя разность температур определяется по формуле:

,

где , - соответственно большая и меньшая разности температур;

;

;

.

Коэффициент теплопередачи в камере конвекции определяется по уравнению:

, где

₁, _к, _р - соответственно коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке, конвекцией, излучением трехатомных газов.

_р определяют по эмпирическому уравнению Нельсона:

,

где t_ср - средняя температура дымовых газов в камере конвекции:

_к определяется следующим образом:

,

где Е - коэффициент, зависящий от свойств топочных

газов, значение которого определяем методом

линейной интерполяции, используя табличные

данные зависимости его от t_ср: Е = 19,15 [2, табл.4];

d - наружный диаметр труб:

U - массовая скорость движения газов, определяемая по формуле:

,

где В - часовой расход топлива, кг/ч;

G - количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива, кг/кг;

f - свободное сечение прохода дымовых газов в камере конвекции:

,

где S₁ - расстояние между осями этих труб: S₁ = 0,230 м при d_в = 0,112 м [9, табл.4];

n = 4 - число труб в одном горизонтальном ряду;

а - характерный размер для камеры конвекции:

.

Коэффициент теплопередачи от дымовых газов к нагреваемому продукту:

К = 1,1(12,268 + 14,79) = 29,77 Вт/м²град.

Поверхность конвекционных труб:

.

Число труб в камере конвекции:

.

Число труб по вертикали:

.

Высота пучка труб в камере конвекции

,

где S2 - расстояние между горизонтальными рядами труб:

h_к = (43-1)0,199 = 8,587м.

Реакционный объем змеевика, м³

.

Средняя теплонапряженность конвекционных труб

4.3.2 Расчет закалочного аппарата

Закалочно-испарительный аппарат (Х-1) представляет собой теплообменник смешения. Поток пирогаза охлаждается водой, которая, испаряясь, забирает часть тепла и пирогаз остывает от температуры Т_н=1103К до Т_к =403К.

Составим тепловой баланс закалочно-испарительного аппарата:

,

где - приход тепла с пирогазом при температуре Т_н=1103 К, Дж/ч;

- расход тепла с пирогазом при температуре Т_к =403 К, кДж/ч;

- количество подсмоленной воды, необходимой для охлаждения пирогаза от температуры Т_н=1103 К до Т_к =403К, кг/ч;

- энтальпия подсмоленной воды при температурах, кДж/кг. =209,50 кДж/кг, =2726,00 кДж/кг.

Количество подсмоленной воды:

Таблица 4.14 - Расчет значений энтальпий пирогаза при температуре Т=403К

Компонент	qi, кДж/кг	массовая доля, xi	qixi
1	2	3	4
Н2	1871,38	0,0912	170,669
СН4	308,30	0,3213	99,057
С2Н2	208,13	0,0013	0,2706
С2Н4	224,75	0,2799	62,908
С2Н6	254,42	0,0876	22,287
С3Н6	221,90	0,0969	21,502
С3Н8	245,99	0,0198	4,871
С4	248,68	0,0618	15,368
С5	248,55	210-5	0,005
Н2О	224,90	0,0402	9,041
Итого		1,0000	342,979

Рассчитаем количество подсмоленной воды необходимой для охлаждения пирогаза для термического пиролиза:

.

4.4 Расчет камеры радиации для проектируемого змеевика

С целью снижения влияния коксообразования в радиантном змеевике устанавливаем в камере радиации змеевик типа LSCC-1-1-2, параметры которого приведены в таблице 4.15.

Таблица 4.15 - Параметры змеевика

№ участка трубы	Размер труб, мм	Длина труб, мм	Количество труб	Площадь поверхности, м2
1	43,5х5	8,930	4	0,00227
2	70х5	7,930	2	0,244
3	108х6	8,270	1	0,303
Итого				0,549

4.4.1 Теплонапряженность поверхности нагрева радиационных труб, кВт/м²

.

4.4.2 Реакционный объем змеевика, м³

,

где d_в - внутренний диаметр радиационных труб, м

4.4.3 Необходимое количество змеевиков такого типа для замены

.

5. Эксплуатация производства

5.1 Нормы технологического режима

Нормы технологического режима приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Нормы технологического режима

Наименование стадий процесса, аппараты, показатели режима.	Едини ца измерения	Допускаемые пределы технологических параметров	Требуемый класс точности измеритель ных приборов ГОСТ 8.401-80	Примечание
1	2	3	4	5
Отделение пиролиза
Пиролиз бензина и углеводородного сырья в печах (П-1)
Сырье
Расход на поток	т/час	0,5-4	1,0	Регулирование
Расход на сторону печи	т/час	1,5-5	1,0	Регулирование
Давление в коллекторе перед печами	кг/см2	12-16	1,0	Регистрация
Водяной пар
Соотношение пара и сырья	%	50	1,0	Регулирование
Давление пара в цеховом коллекторе	кг/см2	8	1,0	Регистрация
Температура пирогаза
На переходе из конвекции в радиацию	оС	350-560	1,5	Регистрация
После печи (температура выходов)	оС	750-820	1,5	Регулирование
После ЗИА (Х-1)	оС	580-675	1,0	Регистрация
После закалочного устройства на печах (П-1)	оС	170-400	1,5	Регулирование
После закалочного устройства на печи	оС	не более 360	1,5	Регулирование
Температура газов выжига кокса после ЗИА	оС	550-650	1,5	Регистрация
Температура дымовых газов перед котлом (КУ)	оС	до 400	1,5	Регистрация
Разряжение в борове печи	мм.в.ст.	не ниже 20	1,5	Регистрация
Температура подшипников дымососа	оС	не выше	90
Паросборник
Давление пара	Кг/см2	не более 29	1,0	Регулирование
Уровень	%	не более 75 не менее 25	1,0	Регулирование
1	2	3	4	5
Колонна (К-1)
Температура на входе	оС	170-300	1,5	Регулирование
Температура верха		105-115	1,5	Регулирование
Температура куба	оС	110-180	1,5	Регулирование
Температура после холодильников	оС	не более +20	1,5	Регистрация

5.2 Пуск и остановка установки пиролиза

Перед пуском необходимо:

1. Произвести внешний осмотр всего оборудования, запорной и предохранительной арматуры, коммуникаций, приборов КИП с целью выявления и устранения возможных неисправностей.

2. Оборудование и трубопроводы продуть инертным газом до содержания кислорода в отходящем газе не более 2 % об. Проверить оборудование и трубопроводы на герметичность.

3. Принять в соответствующие коллекторы воздух КИП, топливо, сырье, пар, промышленную воду, щелочь, масло, пропилен, аммиак, паровой конденсат. Подать промышленную воду на все водянные холодильники.

При пуске объекта в зимнее время:

1. Включить обогрев приборов КИП, паро и водоспутники. Убедиться в проходимости по всем трубопроводам, замерзшие участки и арматуру отогреть паром или горячей водой.

2. Обеспечить минимальный проток по воде и пару на резервных теплообменниках, проток продукта на резервных насосах ХГВ и ЦНГ, проток ингаза через резервный компрессор, проток пара через змеевики печи при горячем простое.

Пуск отделений пиролиза:

1. Зажечь горелки на печах пиролиза (П-1) и печи подогрева метановодородной фракции (МВФ).

2. Подать паровой конденсат в котлы утилизаторы (КУ). Включить в работу дымососы. Открыть выход получаемого в котлах-утилизаторах (КУ) пара в коллектор пара давления 8 кг/см².

3. Начать заполнение ЗИА питательной водой. Подключить клапан регулятор давления пара в ЗИА.

4. В течение 9 часов поднимать температуру на перевалах печей (П-1) до 450^оС по 50^оС в час включением в работу дополнительных горелок.

5. Подать пар в змеевики печей (П-1).

6. Подать паровой конденсат в закалочные устройства 1 и 2 ступени из заводской сети.

7. Поднять температуру перевалов печей пиролиза (П-1) до 650^оС по 100^оС в час включением в работу дополнительных горелок горелок.

8. Открыть задвижку на входе пирогаза в емкость (Е-5).

9. Включить в работу водяные холодильники (Х-2).

10. Включить в работу воздушные холодильники (ХВ).

11. Включить в работу насос (Н-3) для откачки подсмольной воды из отсека в отстойник (О-2).

12. Принять жидкий аммиак в холодильник (Х-3).

13. Включить в работу насос (Н-2) и подать на закалочные устройства печей (П-1) подсмольную воду из емкости - разделителя (Е-2), а подачу конденсата в закалочные устройства из заводской сети прекратить.

14. Принять сырье на гребенки печей пиролиза (П-1). Поднять температуру пирогаза на выходе из печи до 750-800^оС, увеличивая подачу топлива к горелкам печи.

15. Включить в работу насос (Н-4) с подачей легкой смолы на орошение верха и 8-ю тарелку колонны (К-1) для поддержания температур верха и куба.

16. Включить в работу фильтры (Ф-1) и насосы (Н-1) с подачей тяжелой смолы на 8-ю тарелку колонны (К-1).

17. Включить в работу насос (Н-7) и начать откачку подсмольной воды в отстойник (О-2).

18. Включить в работу насос (Н-8) и подать пироконденсат на промывку воздушных холодильников (ХВ).

19. Начать отбор подсмольной воды из отстойника (О-2) в емкость - разделитель (Е-4). Включить насос (Н-5) и подать подсмольную воду в отпарную колонну (К-2), предварительно подав на нее пар.

Останов отделения пиролиза.

1. Прекратить прием топлива на печь подогрева метановодородной фракции. В течении 6-и часов по 100^оС в час снижать температуру свода печи и после чего погасить горелки.

2. Постепенно сократить нагрузку на объект, останавливая печи (П-1). Оставить в работе одну печь (П-1) и один компрессор. Перейти на прием топлива из сети завода. По мере снижения нагрузки на печи увеличивать расход пара на потоки печи (П-1). Медленно, в течении 3-х часов снизить температуру на перевале до 650^оС.

3. Прекратить прием жидкого аммиака в холодильники (Х-3).

4. Прекратить орошение и подачу смолы на 8-ю тарелку колонны (К-1), промывку пирогазового коллектора и воздушных холодильников (ХВ), откачать всю легкую смолу из емкости (апп.Е-2) на заводской склад, после чего остановить насос (Н-4).

5. Прекратить циркуляцию тяжелой смолы на 8-ю тарелку колонны (К-1). Откачать всю тяжелую смолу на заводской склад.

6. Прекратить подачу сырья на печь (П-1). Остановить компрессор, предварительно открыв стравливание пирогаза на факел из емкости (Е-5).

7. Слить конденсат и стравить давление с ЗИА.

8. Снизить температуру перевала до 450^оС. Закрыть подсмольную воду на закалочные устройства.

9. Открыть спускник на коллекторе пирогаза перед холодильниками (Х-2).

10. Откачать подсмольную воду из емкости (Е-2) в отстойник (О-2). Откачать углеводороды из отсека смолы емкости (Е-4) в отстойник (О-2).

11. Слить уровень из сепаратоа (С-3) в отстойник (О-3).

12. Откачать пироконденсат из отсека смолы емкости (Е-3) на заводской склад. Остановить насос (Н-8).

13. Прекратить подачу конденсата на котлы-утилизаторы (КУ).

14. Остановить дымососы.

15. Прекратить подачу пара в змеевик печи (П-1).

16. Погасить горелки на печи (П-1). Прекратить прием топлива из сети завода.

17. Слить воду и смолу из отстойника (О-2) в разделитель (Е-2).

18. Откачать воду из разделителя (Е-4) в отпарную колонну (К-2). Остановить насос (Н-5).

19. Остановить отпарную колонну (К-2) и прекратить подачу пара на отпарку.

20. Стравить остаточное давление пирогаза из аппаратов и трубопроводов отделения пиролиза на факел и продуть их ингазом.

21. Закрыть всю арматуру на линиях пара и промышленной воды. Закрыть всю оставшуюся арматуру.

При останове объекта в зимний период необходимо дополнительно выполнить следующее:

1. Оставить аппараты и трубопроводы на протоке по промышленной воде и пару.

2. Оставить в работе обогрев КИП паро- и водоспутники.

3. Все аппараты и трубопроводу освободить от продукта и продуть ингазом.

4. Все трубопроводы и аппараты по пару и воде необходимо освободить от воды и парового конденсата с последующей продувкой ингазом и открытием спускников в нижних точках.

5.3 Причины и особенности аварийной остановки

5.3.1 Действия персонала во время аварии

Во всех случаях аварийного останова немедленно сообщить ведущему инженеру-технологу, диспетчеру ОАО «Уфаоргсинтез» и начальнику смены; действовать в соответствии с ПЛАС.

5.3.2 Внезапное прекращение подачи пирогаза - останов компрессора

При прекращении подачи пирогаза возрастет давление пирогаза. При этом необходимо:

1 Закрыть клапан отсекатель на линии приема бензина в объект 2-3-5/Ш, для чего необходимо ручку переключателя повернуть в положение “ручное” из положения “среднее” и тем самым подать воздух на клапан.

2 Увеличить расход пара до 100 % в змеевик печи, одновременно снижая температуру перевала до 650оС.

5.3.3 Отсутствие электроэнергии

При отсутствии электроэнергии прекратится подача воды на ЗИА, закалочные устройства, в котел-утилизатор (КУ). В виду останова насосов и дымососа, необходимо:

1 Немедленно клапаном-отсекателем прекратить подачу бензина на печь, погасить горелки на печах, оставив в работе по четыре горелки с каждой стороны, увеличить подачу пара в змеевик печи до максимума.

2 После подачи электроэнергии включить в работу насосы согласно инструкции 2-3-5/Ш-Т-4 по обслуживанию насосов отделения пиролиза, включить в работу дымосос, вывести узел на режим.

3 При аварийном останове насоса и отсутствии резерва или аварийном останове насоса и отсутствии резерва приоткрыть арматуру на перемычке между коллекторами подачи питательной воды на котлы (КУ) и ЗИА (Х-1).

5.3.4 Отсутствие воздуха КИП и электроэнергии на щит КИП

В случае отсутствия воздуха КИП перестанут показывать приборы в ЦПУ на замерах расхода, уровня, давления.

1 При отсутствии воздуха КИП все регулирующие клапаны исполнения “ВЗ” полностью откроются. Для ведения нормального режима необходимо арматурой до клапанов регуляторов температуры выхода пирогаза из печи, уровней в котлах (КУ) и ЗИА (Х-1), температуры пирогаза после закалки, расхода сырья на потоки печи, расхода пара на потоки печи, уровня в емкости парового конденсата отрегулировать необходимые значения параметров.

1.1 В случае падения давления воздуха КИП ниже 1,26 кгс/см² выяснить причину и устранить. При невозможности устранения произвести кратковременный останов.

2 В случае отсутствия электроэнергии на щит КИП перестанут показывать приборы на замерах температуры: сводов, перевалов, дымовых газов, выхода пирогаза из печи, ЗИА и закалочных устройств. В этом случае необходимо перевести регулирование этих температур в положение “ручное” и регулировать эти параметры клапаном вручную, ориентируясь на показания других приборов и визуальным осмотром работы горелок печи.

2.1 Отключение электроэнергии ведет к отключению сигнализации (потухнут все горевшие сигнальные лампы приборов). Остановятся лентопротяжные механизмы всех приборов, прекратится переключение точек на многоточечных потенциометрах.

2.2 В случае отсутствия электроэнергии на щит КИП более 30 минут, произвести кратковременный останов согласно данной инструкции, разделу 10.2.

5.3.5 Отсутствие пара и воды

1 При отсутствии пара в сети завода прекратится подача пара в змеевик печей, при этом необходимо потребовать от сменного мастера ВИК и ОС закрыть пар на отделение пиролиза. Снизить нагрузку на объект по бензину до 25 т/час и температуру на выходе пирогаза до 750^оС, продолжать работать на паре, вырабатываемом в котлах (КУ) и ЗИА (Х-1).

2 При отсутствии питательной воды начнет уходить уровень в емкости конденсата. Для поддержания уровня настроить в емкость через воздушку шланг с пожарохозяйственной водой. Потребовать от сменного мастера ВИК и ОС скорейшего возобновления подачи питательной воды и сообщить ИТР объекта.

5.3.6 Прорыв газа, пожар на объекте

1 При прорыве газа необходимо:

1.1 Подать пар на паротушение в секцию печей, вентили на паротушение окрашены в красный цвет.

1.2 Сообщить пожарной команде по телефону 0-1 или пожарному извещателю, вызвать газоспасательную службу по телефону 0-4.

1.3 Прекратить прием сырья в объект, открыть полностью пар в змеевик печи.

1.4 Отключить участок прорыва газа, в случае необходимости стравить давление.

1.5 Принять меры по ликвидации аварии согласно ПЛАС объекта 2-3-5/Ш.

2 При пожаре необходимо:

2.1 Подать пар на паротушение в секцию печей, сообщить начальнику смены.

2.2 Сообщить пожарной команде по телефону 0-1 или пожарному извещателю, вызвать газоспасательную службу по телефону 0-4.

2.3 Прекратить прием сырья на объект, открыть полностью пар в змеевик печи.

2.4 Приступить к тушению пожара.

5.4 Лабораторный контроль производства

Лабораторный контроль необходим для обеспечения устойчивой работы производства и выпуска качественной продукции.

В производстве используются следующие методы контроля:

- йодометрический - определяется количество водорода в сырье пиролиза, количество кислорода в питательной воде, подаваемой в котлы-утилизаторы и закалочные устройства;

- хроматографический - определяется количество этилена, пропилена, СО₂ в пирогазе, полный состав легкой и тяжелой смолы, количество кислорода в газах продувки, полный состав пирогаза, идущий на компримирование;

- титрованием - определяется количество К₂СО₃ и КНСО₃ в рабочем растворе ингибитора;

- трилонометрический - определяется жесткость питательной воды;

- колориметрический - содержание солей железа в питательной воде;

- потенциометрически - определяется рН питательной воды в котле-утилизаторе и пара из котла-утилизатора.

В таблице 5.2 представлен аналитический контроль технологического процесса, осуществляемый на производстве.

Таблица 5.2 - Аналитический контроль технологического процесса

Наименование стадий процесса, анализируемый продукт	Место отбора пробы (место установки средства измерения)	Контролируемые показатели	Методы контроля (методика анализа, государственный или отраслевой стандарт)	Норма	Частота контроля	Кто контроли-рует
1	2	3	4	5	6	7
Сырье пиролиза (бензиновые фракции и углеводородное сырье)	Из трубопрово-дов на базисном складе.	Согласно ТУ	Согласно ТУ	Согласно ТУ	При поступлении	Контрольная лаборатория ОТК
Пирогаз на компримирование	После сепаратора (С-2)	Полный состав	Хроматографически Л-385,Л-386	Этилен не менее 22% вес. пропилен не менее 15% вес.	1 раз в сутки	ЦЗЛ газовая лаборатория
		Вес литра	Расчет по составу		1 раз в сутки	ЦЗЛ газовая лаборатория
		Среда	По фенолфталеину Л-15		1 раз в сутки	ЦЗЛ газовая лаборатория
Химзагрязненные стоки	После колонны (К-2)	ХПК	Окислительно-востановительный метод	Не более 450 мг О2/л, при приеме подсмольной воды из заводской сети не более 1500 мг О2/л	Три раза в сутки	ОИЦ санитарная лаборатория
Легкая смола	После насоса (Н-4)	pH водной вытяжки Содержание влаги	pH-метр. Л-447 отгонка по Дина-Старку Л-43		1 раз в 10 дней	ЦЗЛ газовая лаборатория
Тяжелая смола	После насоса (Н-1)	pH водной вытяжки Содержание влаги	pH-метр. Л-447 Отгонка по Дина-Старку Л-43		1 раз в 10 дней	ЦЗЛ газовая лаборатория
Питательная вода в котлы утилизаторы (КУ) и ЗИА (Х-1)	С линии приема конденсата из сети завода	1. Общая жесткость 2. pH при температуре 25оС 3. Содержание растворенного кислорода 4. Содержание нефтепродуктов 5. Прозрачность “по шрифту”	Трилонометрически Потенциометри-чески Иодометрически Весовой по шрифту	Не более 50 мкг-экв/кг 8,5-9,5 Не более 100 мкг/л Не более 3 мг/л Не менее 30 см	1 раз в сутки 1 раз в неделю 1 раз в сутки 1 раз в неделю 3 раза в сутки	ЦЗЛ санитарная лаборатория
Пар из котла-утилизатора (КУ)	Из линии пара из котла утилизатора	Условное солесодержание (в пересчете на NaCl) 2. pH при температуре 25оС	Гравиметрически Потенциометри-чески	Не более 500 мг/л 6,0-9,0	1 раз в сутки 1 раз в неделю	ЦЗЛ санитарная лаборатория

6. Автоматический контроль и регулирование

Развитие отрасли нефтехимического и органического синтеза в наше время невозможно без применения автоматического контроля. Ежегодно вводятся в действие новые приборы, анализаторы, автоматы, средства вычислительной техники. На заводе переходят от частичной автоматизации производства к комплексным системам автоматизации, что обеспечивает эффективность работы этих предприятий. Дальнейшее повышение уровня автоматизации процессов и производств осуществляется по следующим основным направлениям:

- управление из одной операторной несколькими однотипными установками;

- повышение уровня автоматизации установок путем применения промышленных автоматических и полуавтоматических анализаторов качества основных и промежуточных продуктов;

- замена устаревших приборов и средств автоматизации новыми, усовершенствованными;

- внедрение вычислительной техники.

В проекте установки каталитического пиролиза предусматривается ведение технологического процесса с применением современной техники автоматического контроля и регулирования с целью облегчения труда обслуживающего персонала, обеспечения нормальной работы и предотвращения аварий, поддержания оптимального технологического режима, повышения производительности труда, качества продукции при минимальном числе обслуживающего персонала и затрат сырья и материалов.

6.1 Выбор и обоснование параметров контроля и регулирования

Обязательным условием нормального ведения процесса пиролиза является поддержание постоянного расхода сырья, пара, охлаждающей воды, контроль и регулирование температуры, поддержание заданного давления. Для получения качественной продукции и избежания нежелательных опасных последствий необходимо четкое соблюдение установленных параметров процесса.

Пиролиз представляет собой процесс глубокого расщепления углеводородного сырья под действием высоких температур. Основной целью процесса является производство максимально возможного количества этилена и пропилена. Реакция пиролиза происходит в радиантной части змеевика трубчатой печи (П-1). Большое влияние на состав продуктов процесса оказывают температура и время контакта. Нарушение температурного режима приводит к снижению выхода целевых продуктов. Поддержание температуры пирогаза на выходе из печи 800 ^оС достигается регулированием подачи топлива в печь. Выход продуктов зависит также от давления. Процесс ведут при разбавлении сырья водяным паром и тем самым снижают парциальное давление углеводородных паров. Водяной пар в количестве 50 % масс., от поступающего сырья, смешивают с сырьем на входе в печь, регулирующий клапан установлен на линии подачи пара.

Основной задачей закалочно-испарительных аппаратов (Х-1) является быстрое охлаждение пирогаза водой. Поддержание температуры пирогаза на выходе из ЗИА достигается регулированием подачи водяного конденсата, клапан установлен на линии подачи водяного конденсата.

В промывной колонне (К-1) орошением легкой смолой осуществляется дополнительное охлаждение пирогаза, конденсация тяжелой смолы, отмывка пирогаза от кокса. Температура верха и низа колонны регулируется подачей легкой смолы соответственно на верх колонны и на распределительное устройство между верхними и нижними тарелками от насоса (Н-4). В кубе колонн необходимо поддерживать определенный уровень жидкости. Существенное изменения уровня жидкости может привести к переполнению аппарата или его опорожнению, при этом процесс становится невозможным. Поддержание уровня жидкости в кубе колонн достигается своевременным отводом кубовой жидкости насосом (Н-1) на заводской склад, через регулирующий клапан.

Технологией предусмотрено использование ряда разделительных емкостей (Е-2, Е-3, Е-4, Е-6). Регулировка уровня осуществляется отводом жидкости из емкости через регулирующий клапан. В некоторых емкостях (Е-2, Е-4) предусмотрена блокировка при достижении критического уровня и возможности аварийной ситуации с отключением насосов (Н-2, Н-3, Н-7, Н-8).

6.1.1 Поддержание постоянного уровня

Повышение или понижение уровня в емкостях, разделителях и колоннах может привести к нарушению технологического режима, а недопустимое повышение или понижение уровня может вызвать аварию или даже остановку цеха. Поэтому предусматривается четкий контроль и регулирование уровня в аппаратах этого типа. Существенное изменения объёма жидкости может привести к переполнению аппарата или его опорожнению, при этом процесс становится невозможным. Регулирующее воздействие при поддержании уровня оказывает отбор жидкости из аппарата. При достижении критического уровня, то есть когда возникает возможность аварийной ситуации, отключаются соответствующие насосы и отбор жидкости немедленно прекращается.

6.1.2 Регулирование расхода

Регулирование потоков жидкости и пара необходимо для поддержания оптимальных параметров процесса. Контроль за расходом сырья, реагентов и вырабатываемой продукцией необходим для отчетности и калькуляции работы объекта.

6.1.3 Поддержание температуры

Температура в данном процессе является определяющим фактором выхода целевой продукции на этапе получения пирогаза в трубчатой печи и поддержание ее на оптимальном уровне требует особого внимания. Отклонение температуры разложения сырья приводит к снижению выхода целевых продуктов. Повышение температуры ведет к необратимой деформации труб змеевика печи (П-1). Большое значение имеет поддержание постоянной температуры низа и верха ректификационных колонн при фракционировании пирогаза, что влияет соответственно на качество кубового продукта и остатка. Регулирование температуры верха производится расходом хладоагента в дефлегматор, температуры низа - расходом теплоносителя в кипятильник.

6.1.4 Поддержание давления

Давление оказывает влияние на состав пирогаза, образующегося в печи (П-1). Отклонение давления от режимного ведет к увеличению выхода побочных продуктов. Для устойчивой работы горелок печи (П-1) необходим контроль за давлением топлива, поступающего из топливной сети. Давление в ректификационных колоннах влияет на качество образующихся при разделении продуктов. Давление в колоннах поддерживается отбором отдувок после дефлегматоров.

6.2 Выбор средств контроля и регулирования

Выбор средств контроля и регулирования зависит от условий технологического режима. При выборе средств контроля и регулирования руководствуются следующими принципами:

- приборы должны обеспечивать необходимую точность измерений, быть быстродействующими при измерении и регулировании;

- показывающие приборы должны быть доступны для наблюдения;

- приборы должны быть выполнены во взрыво и пожаробезопасном исполнении;

- средства автоматизации выполнены по государственной схеме приборов, использование которой даёт возможность применение приборов в различных состояниях и имеют ряд следующих достоинств:

а) повышается надежность, точность, быстродействие средств контроля и регулирования;

б) применение унифицированных блоков уменьшает номенклатуру и общее количество приборов, которое надо иметь в резерве при эксплуатации систем автоматизации;

в) уменьшение затрат на ремонт вследствие возможности замены модулей и блоков, а не всего устройства.

6.2.1 Первичные преобразователи

Датчик расхода - диафрагма камерная ДКС-10. Диаметр условного прохода 50-150 мм, Р_у = 10 МПа, материал камеры и диска - сталь Х18Н10Т.

Датчики температур - термопара хромель-капелевая ТХАУ-205 ЕХ с диапазоном измерения от 0 до 900 ⁰С, термометр сопротивления платиновый ТСПУ-205 ЕХ с диапазоном измерения от 0 до 200 ⁰С для измерения высоких температур с унифицированными выходными сигналами 4-20 мА; метран-255 ТСП с диапазоном измерения от -200 до 500 ⁰С для измерения низких температур. Р_у = 6,3 МПа.

Датчик давления - электрический манометр Сапфир-22М-ДА-2060 с пределом измерения от 0 до 6 МПа. Выходной сигнал - 4-20 мА.

Датчик уровня - буйковый уровнемер сапфир 22ДУ-ВН.

Датчик состава - адресный анализатор состава S 4100C с выходным сигналом 4-20 мА.

6.2.2 Промежуточные преобразователи

Преобразователь сигнала диафрагмы - дифманометр метран-44 ДД. Выходной сигнал - 4-20мА.

Преобразователь сигнала термометра сопротивления метран-255 ТСП в стандартный токовый сигнал 4-20 мА - НП-01.

6.2.3 Вторичные приборы и регуляторы

Для регулирования, регистрации и сигнализации используется ПИД-регулятор UP-750. Для регистрации и контроля используется прибор типа А-100. Входной сигнал приборов 4-20 мА.

6.2.4 Исполнительные механизмы

В качестве исполнительных устройств применяются: электрический регулирующий клапан 241-4 (Д_у = 50-150 мм, Р_у = 40 МПа), отсечной клапан 33-51 (Д_у = 50-150 мм, Р_у = 40 МПа). Входной сигнал приборов 4-20 мА.

6.3 Описание системы контроля регулирования, сигнализации и блокировки

Поз (20). Контроль уровня в отстойнике (О-2).

Уровень измеряется буйковым уровнемером сапфир 22ДУ-ВН (20-1), выходной сигнал подаётся на вторичный регистрирующий прибор А-100 (20-2), осуществляющий непрерывный контроль за параметром. Аналогично контроль происходит в аппарате Е-2 (поз.22).

Поз (7). Контроль расхода топлива на горелки печи (П-1).

Расход измеряется камерной диафрагмой ДКС-10-150 (7-1), смонтированной в трубопроводе и преобразующей расход в перепад давления. Выходной сигнал диафрагмы воспринимается дифманометром метран-44 ДД (7-2). Стандартный токовый выходной сигнал дифманометра поступает на вторичный регистрирующий прибор А-100 (7-3), осуществляющий непрерывный контроль за параметром. Аналогично контролируется расход подсмольной воды на отпарку в колонну К-2 (поз.27), товарного этилена после емкости Е-10 (поз.74), товарного пропилена после гидрирования (поз.93).

Поз (9). Контроль температуры пирогаза на перевале печи (П-1)

Температура измеряется хромель-капелевой термопарой ТХАУ-205 ЕХ (9-1), стандартный токовый сигнал от которой подаётся на вторичный регистрирующий прибор А-100 (9-2), осуществляющий непрерывный контроль за параметром. Аналогично контроль осуществляется за температурой пирогаза после воздушного холодильника (ХВ, поз.16), после водяного холодильника (Х-2, поз.19), после аммиачного холодильника (апп.Х-3, поз.24), на входе в колонну К-3 (поз.35), но первичным прибором является термометр сопротивления платиновый ТСПУ-205 ЕХ.

Поз (2). Контроль давления сырья, подаваемого в печь (П-1).

Давление измеряется электрическим манометром Сапфир-22М-ДА-2060 (2-1), стандартный токовый сигнал от которого воспринимается вторичным регистрирующим прибором А-100 (2-2). Аналогично контролируется давление пара на смешение с сырьем (поз.3), топлива на горелки печи (П-1, поз.8), давление в отпарной колонне (К-2, поз.30).

Поз (18). Регулирование уровня в емкости-разделителе (Е-2).

Уровень измеряется буйковым уровнемером сапфир 22ДУ-ВН (18-1), выходной сигнал подаётся на вторичный прибор со встроенным ПИД регулятором UP-750 (18-2). С выхода регулятора командный сигнал поступает на электрический регулирующий клапан 241-4 (18-4). Аналогично регулирование происходит в емкостях Е-3, Е-4, Е-8, Е-10, Е-11, Е-12, Е-13 (поз.21, 22, 25, 26, 55, 73, 79, 87, 92), колоннах К-1 - К-2 (поз.15, 28). При достижении критического уровня в емкостях подается сигнал на отключение перекачивающего из рассматриваемой емкости насоса.

Поз (1). Регулирование расхода сырья на печь (П-1).

Расход измеряется камерной диафрагмой ДКС-10-150 (1-1), смонтированной в трубопроводе и преобразующей расход в перепад давления. Выходной сигнал диафрагмы воспринимается дифманометром метран-44 ДД (1-2). Стандартный токовый выходной сигнал дифманометра поступает на вторичный регулирующий прибор UP-750 (1-3), который передаёт команду на электрический регулирующий клапан 241-4 (1-4). Аналогично осуществляется регулирование расхода водяного пара на смешение с сырьем (поз.4).

Поз (5). Регулирование температуры после закалочно-испарительного аппарата

Унифицированный электрический сигнал с термопары хромель-капелевой ТХАУ-205 ЕХ (5-1) поступает на вторичный регулирующий прибор типа UP-750 (5-2), который также регистрирует величину данного параметра. Сигнал с регулятора поступает на исполнительный механизм - регулирующий клапан на линии топлива 241-4 (5-4). Аналогично подачей подсмольной воды в закалочное устройство (Е-1) регулируется температура пирогаза после 2-й ступени закалки (поз.12), подачей топлива регулируется температура пирогаза после печи (П-1, поз.6). При регулировании температуры куба и верха колонны К-1 подачей легкой смолы (поз.13, 14), температуры в колонне К-2 (поз.29) подачей пара, в качестве первичного прибора используется термометр сопротивления платиновый ТСПУ-205 ЕХ.

Таблица 6.1 - Спецификация средств контроля и автоматики

Позиция	Измеряемый параметр	Наименование и техническая характеристика	Марка	Кол-во
1	2	3	4	5
5-1, 6-1, 9-1, 10-1, 12-1, 13-1	Температура	Термопара хромель-алюминиевая. Предел измерений от 0 до 900оС. Выходной сигнал 4-20 мА. Ру = 6,3 МПа	ТХАУ-205 ЕХ	6
14-1, 16-1, 19-1, 24-1, 29-1		Термометр сопротивления платиновый с диапазоном измерения от 0 до 200 0С. Выходной сигнал 4-20 мА	ТСПУ-205 ЕХ	5
5-2, 6-2, 12-2, 13-2, 14-2, 29-2		Вторичный прибор со встроенным ПИД регулятором, самопишущий, класс точности 0,3. Входной сигнал 4-20 мА	UP-750	6
9-2, 10-2, 16-2, 19-2, 24-2		Вторичный прибор регистрирующий. Входной сигнал 4-20 мА.	А-100	5
5-4, 6-3, 12-4, 13-3, 14-3, 29-3		Клапан регулирующий с электрическим мембранным механизмом, класс точности 1,5, Ду = 50-150 мм, Ру = 40 МПа	241-4	6
11-1, 15-1, 17-1, 18-1, 20-1, 21-1, 22-1, 23-1, 25-1, 26-1, 28-1	Уровень	Буйковый уровнемер. Выходной сигнал 4-20 мА	сапфир 22ДУ-ВН	11
11-2, 15-2, 17-2, 18-2, 21-2, 23-2, 25-2, 26-2, 28-2		Вторичный прибор со встроенным ПИД регулятором, самопишущий, класс точности 0,3. Входной сигнал 4-20 мА

Подобные документы

• Процесс пиролиза углеводородного сырья

  Сырьё, условия проведения и химизм процесса пиролиза, особенности технологического оформления. Расчёт материального баланса и теплового эффекта процесса пиролиза. Расчёт трубчатого реактора пиролиза, камеры конвекции и закалочно-испарительного аппарата.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.10.2013
  

• Расчет трубчатой печи пиролиза углеводородов

  Расчет процесса горения в трубчатой печи пиролиза углеводородов. Конструктивная схема печи. Поверочный расчет радиантной и конвективной камеры. Гидравлический и аэродинамический расчеты. Определение теоретического и практического расхода окислителя.
  
  курсовая работа [460,1 K], добавлен 13.05.2011
  

• Технологический расчет трубчатой печи

  Основные характеристики трубчатых печей, их классификация и разновидности, функциональные особенности. Расчет процесса горения топлива, тепловой баланс. Выбор типоразмера, упрощенный расчет камеры радиации. Гидравлический расчет змеевика трубчатой печи.
  
  курсовая работа [573,7 K], добавлен 15.09.2014
  

• Пиролиз дихлорэтана в печах

  Пиролиз дихлорэтана в печах R-501 А, В, С. Инициирование цепи. Развитие и рост цепи. Обрыв цепи. Состав дихлорэтана. Давление дихлорэтана на входе в печь пиролиза. Закалка продуктов пиролиза. Технологическая схема установки. Колонна закалки С-501А.
  
  курсовая работа [77,2 K], добавлен 29.07.2008
  

• Проектирование трубчатого реактора пиролиза пропановой фракции

  Пиролиз нефтяного сырья как термодеструктивный процесс, предназначенный для получения низших олефинов. Знакомство с особенностями и проблемами проектирования трубчатого реактора пиролиза пропановой фракции. Рассмотрение принципа действия трубчатых печей.
  
  дипломная работа [865,3 K], добавлен 29.05.2015
  

• Расчет трубчатой печи

  Знакомство с конструктивными особенностями трубчатых печей, основное назначение. Рассмотрение теплофизических свойств нагреваемых продуктов. Общая характеристика конвективной камеры. Этапы расчета трубчатых печей установки замедленного коксования.
  
  контрольная работа [1,4 M], добавлен 08.09.2013
  

• Расчет материального, теплового баланса и гидравлического режима процесса коксования угольной шихты в коксовых печах

  Расчет материального и теплового баланса процесса коксования. Расчет гидравлического сопротивления отопительной системы и гидростатических подпоров. Определение температуры поверхности участков коксовой печи. Теплоты сгорания чистых компонентов топлива.
  
  курсовая работа [154,4 K], добавлен 25.12.2013
  

• Расчет трубчатой печи установки атмосферной перегонки коробковской нефти

  Классификация трубчатых печей и их назначение. Состав нефти и классификация. Аппаратурное оформление вертикально-цилиндрической печи. Тепловой баланс трубчатой печи. Расчет коэффициента полезного действия и расхода топлива. Расчет камеры конвекции.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 08.04.2014
  

• Проектирование автоматической системы управления температурным режимом печи пиролиза П-101 установки получения технического водорода

  Технологическая схема паро-углекислотного пиролиза углеводородного сырья и производственные связи установки получения водорода. Характеристика автоматизации производства и системы управления для снижения себестоимости и повышения качества Синтез-Газа.
  
  дипломная работа [2,2 M], добавлен 26.11.2010
  

• Технологический расчет реакционного змеевика трубчатой печи радиантного типа

  Технологическая схема установки пиролиза нефтяного сырья; проект трубчатого реактора радиантного типа. Расчет процесса горения: тепловая нагрузка печи, расход топлива; определение температуры дымовых газов; поверхность нагрева реакционного змеевика.
  
  курсовая работа [927,6 K], добавлен 25.10.2012
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам