Технико-экономическое обоснование проекта промышленной установки для производства пропиленгликоля методом гидратации окиси пропилена мощностью 10000 тонн/год

Характеристика исходного сырья и готовой продукции. Технологический процесс производства пропиленгликоля. Расчет ректификационной колонны для разделения реакционной смеси, ее конструкция и принцип работы. Определение экономических показателей проекта.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 17.12.2011
Размер файла 1,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика сырья и продуктов

1.2 Описание технологического процесса

1.3 Контроль и автоматизация производства

1.4 Материальные и тепловые балансы

1.5 Водные и энергетические ресурсы

2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Технологическое оборудование

2.2 Здания и сооружения

2.3 Безопасность производства

2.4 Природоохранные мероприяти

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Техническое задание

3.2 Литературно-патентный поиск

3.3 Конструкция и принцип работы

3.4 Расчет технической характеристик

3.5 Расчеты на прочность

3.6 Технология изготовления детали

3.7 Монтаж, эксплуатация и ремонт

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Капитальные вложения

4.2 Организация и режим работы

4.3 Штаты и фонд заработной платы

4.4 Себестоимость продукции

4.5 Технико-экономические показатели

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

Пропиленгликоль используется в качестве растворителя, пластификатора, как компонент для изготовления гидротормозных жидкостей, как исходное сырьё для получения новых материалов, применяемых в промышленности пластических масс, лаков и красок, пестицидов и т.д.

Основное количество пропиленгликоля расходуется на производство полиэфирных смол; например, в 1970 г. в США расходовалось около 42 %, в Японии - около 58 %. Другие области применения пропиленгликоля в США и Японии следующие (в %).

Таблица № 1

Области применения пропиленгликоля (в %)

В США

В Японии

целлофан

10

пищевые продукты

9,8

фармацевтические препараты, косметические средства и пищевые продукты

10

косметические средства

6,7

для увлажнения табака

8

для увлажнения табака

5,3

пластификаторы

7

зубные пасты

3,1

гидравлические жидкости

4

фармацевтические препараты

2,2

экспорт

19

прочие

14,3

В отличие от других гликолей пропиленгликоль практически не токсичен, поэтому он употребляется в пищевой, фармацевтической, парфюмерной и других отраслях промышленности. Водные растворы пропиленгликоля используется как хладоноситель в холодильных установках и как теплоноситель на предприятиях, связанных с производством и хранением пищевых продуктов. В пищевой промышленности пропиленгликоль применяется для приготовления приправ, экстракций специй из природных продуктов (ванильных бобов, кофе, какао), как растворитель душистых веществ, эфирных масел. В некоторых случаях растворы этих веществ в пропиленгликоле могут разбавляться водой без нарушения их однородности.

Благодаря сладковатому вкусу пропиленгликоль может использоваться вместо глицерина и сахара. Гигроскопичность пропиленгликоля позволяет пищевым продуктам и табаку сохранять необходимую влажность при длительном хранении. Применению пропиленгликоля в пищевой промышленности также способствует его консервирующие, стерилизующие и бактерицидные свойства.

Аэрозоли водных растворов пропиленгликоля обладают бактерицидными свойствами, поэтому пропиленгликоль применяется для очистки воздуха, особенно на предприятиях пищевой промышленности.

Пропиленгликоль применяется как пластификатор смол, пластических масс и пленок, изделия из которых имеют контакт с пищевыми продуктами, для смазки и консервации упаковочных машин в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности. Как хороший растворитель природных и синтетических материалов, он нашёл широкое применение в фармацевтической промышленности для приготовления различных тинктур (настойка лекарственного вещества на спирте или эфире), растворов для инъекций, мазей и притираний. Для указанных целей немаловажное значение имеет также бактерицидные и фунгицидные свойства пропиленгликоля. В косметике пропиленгликоль используется для приготовления эликсиров, лосьонов, шампуней, эмульсий, паст, кремов, помад и других препаратов.

Пропиленгликоль является исходным материалом для получения ряда соединений.

В настоящей работе представлено технико-экономическое обоснование проекта промышленной установки для производства пропиленгликоля методом гидратации окиси пропилена мощностью 10 000 тонн ? год.

Технологический процесс производства осуществляется методом гидратации окиси пропилена.

Производство относится к Ш категории по уровню безопасности по ПБ 09-170-97.

В промышленных условиях пропиленгликоли получаются термической гидратацией окиси пропилена при температуре от 160 до 200 С и при давлении около 1,6 МПа. Мольное отношение воды и окиси пропилена в смеси, поступающей на гидратацию, составляет 15:1 (17,7%). При этих условиях получается в виде товарных 85,5% пропиленгликоля, 13% дипропиленгликоля и 1,5% трипропиленгликоля.

Гидратация осуществляется непрерывно в трубчатом реакторе. Продолжительность пребывания реакционной смеси в реакторе определяется температурой реакции. При 170-200 С и давлении до 1,5 МПа время реакции составляет 30 минут при проведении процесса в непрерывных условиях. Вытекающий из реактора раствор гликолей с концентрацией пропиленгликоля 20% подвергается разделению. Полученный паровой конденсат, содержащий небольшое количество гликоля, смешивается со свежей водой и окисью пропилена для составления реакционной шихты, а концентрированный раствор пропиленгликолей поступает на систему разделения. На первой колонне полностью отгоняется вода, а на остальных последовательно выделяется пропиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль. Выделение гликолей производится под азотным дыханием.

1. Технологическая часть

1.1 Характеристика сырья и продуктов

Характеристика пропиленгликогя:

- внешний вид: бесцветная прозрачная жидкость без механических примесей.

- плотность 1,034 - 1,033 г/см3 при 20 С.

- относительная молекулярная масса 76,094.

- температура кипения при 760 мм.рт.ст. - 188,4 С.

- эмпирическая формула C3 H8 O2 .

Пропиленгликоль гигроскопичен. Смешивается в любых отношениях с водой и большинством органических растворителей.

Таблица № 1.1.1

Характеристика исходного сырья и готовой продукции

наименование

ГОСТ или ТУ

показатель качества

пределы изменения

примечание

исходное сырьё:

натр едкий технический

ГОСТ 2263-79

Массовая доля гидроксида натрия, %

не менее 46,0

Марка-РД (твердый диафрагменный (плавленый)), Первый сорт ОКП 21 3212 0330

пропилена окись техническая

ГОСТ 23001-88

не норм.

сорт 1

азот технический газообразный

ТУ 11303-13-27-85

0,3-0,5 МПа

воздух технический компримированный

ГОСТ 17433-80

класс загрязненности 14

0,6-0,8 МПа

из цеха №1

готовая продукция:

пропиленгликоль

ТУ 6-09-2434-81

основного вещества, %

не менее 99

1.2 Описание технологического процесса

Пропиленгликоль получают гидратацией окиси пропилена в присутствии катализатора - едкого натра, при температуре 170-200 С и давлении 1,0-1,5 МПа

Одновременно протекают реакции с образованием ди - и трипропиленгликоля.

Объёмное соотношение воды и окиси пропилена в смеси, поступающей на гидратацию - около 4/1

При этих условиях образуется раствор гликолей с массовой долей пропиленгликоля до 20 % дипропиленгликоля до 2 %, трипропиленгликоля до 1 %.

Полученный раствор гликолей подвергают ректификации.

1.2.1 Описание технологической схемы

Производство включает следующие стадии:

1 синтез и обезвоживание

-приготовление раствора едкого натра;

-приготовление рабочей смеси;

-гидратация окиси пропилена;

-обезвоживание реакционной смеси;

2 выделение товарного пропиленгликоля

3 розлив пропиленгликоля

1.2.2 Приготовление раствора едкого натра

Технический едкий натр доставляется в стальной фляге, вместимостью 40 литров.

Для получения деминерализованной воды, необходимой для приготовления раствора едкого натра, при пуске производства, куб колонны (поз. К1) заполняют промышленной водой. Заполнение водой производят по резиновому шлангу, подсоединенному к штуцеру на линии всаса насоса (поз. Н4). В решефер куба колонны (поз. К1) подают пар высокого давления, который редуцируется через клапан - регулятор до давления 0,5-0,6 МПа. При температуре в кубе колонны (поз. К1) 100-102 С пары воды идут вверх по колонне и конденсируются в теплообменнике (поз. Т1) охлаждаемом водой. Конденсат (деминерализованная вода) стекает в ёмкость (поз. Е6), откуда насосом откачивается в ёмкость (поз. Е3). В дальнейшем, для приготовления раствора едкого натра используется конденсат, полученный на стадии обезвоживания реакционной смеси в колонне (поз. КР1), который стекает в ёмкость (поз. Е6). В случае недостаточного количества конденсата, предусмотрена подпитка конденсатом, получаемым путём захолаживания части парового конденсата, выходящего из решефёра куба (поз. КР1) через теплообменник (поз. Т3), охлаждаемый водой. Конденсат направляется в ёмкость (поз. Е6).

Едкий натр заливают в мерник, откуда азотом передавливают в ёмкость (поз. Е3) для приготовления водного раствора едкого натра с массовой долей 0,01-0,05 %.

1.2.3 Приготовление рабочей смеси

Окись пропилена поступает из железнодорожной цистерны, установленной на сливо-наливной площадке, путём передавливания азотом. Окись пропилена принимают в ёмкости (поз. Е1,Е2) вместимостью по 50 м3 каждая, из ёмкостей (поз. Е1,Е2) окись пропилена передавливают азотом в ёмкости (поз. Е4,Е5) вместимостью по 15 м3 и ёмкость (поз. Е8) вместимостью 30 м3. Предусмотрен приём окиси пропилена непосредственно в ёмкости (поз. Е4,Е5,Е8). После приёма окиси пропилена трубопровод продувается азотом. Сбросные линии со всех ёмкостей заведены в ловушку (поз. Л). Ловушка (поз. Л), заполнена конденсатом, который поступает из теплообменника (поз. Т3). При всех продувках и сбросах давления из ёмкостей сбросные газы частично конденсируются в конденсаторе. Несконденсированные газы, в основном азот со следами окиси пропилена, выбрасывается в атмосферу. Насыщенный конденсат из ловушки (поз. Л) сливается в ёмкость (поз. Е6). Окись пропилена находится в ёмкостях (поз. Е1,Е2,Е4,Е5,Е8) под давлением азота 0,2-0,25 МПа.

Приготовление рабочей смеси производится в смесителе непрерывного действия (поз. С), в который через боковой штуцер из одной из ёмкостей (поз. Е4,Е5,Е8) поступает окись пропилена. В линию всаса насоса (поз Н1,Н2,Н3) самотёком, через смотровой фонарь дозируется раствор щёлочи и мерника щёлочи (поз. МЩ), снабжённым уровнемерным стеклом. В мерники щёлочи щелочной раствор сливается из ёмкости (поз. Е3). Рабочая смесь из смесителя (поз. С) поступает на всас насоса (поз. Н1,Н2,Н3). Насосы (поз. Н1,Н2,Н3) плунжерные, приводящиеся в действие технологическим воздухом давлением 0,6-0,8 МПа. Отработанный воздух сбрасывается в атмосферу через маслоотделитель (поз. М).

1.2.4 Гидратация окиси пропилена

Насос (поз. Н1,Н2,Н3) подаёт рабочую смесь в нижнюю часть реактора (поз. Р1,Р2), где при температуре 170-200 С и давлении 1,0-1,5 МПа протекает реакция гидратации окиси пропилена с образованием пропиленгликоля, ди- и трипропиленгликоля. Температуру в реакторе (поз. Р1,Р2) поддерживают подачей греющего пара в змеевик, расположенный внутри реактора (поз. Р1,Р2). Выходящая из реактора (поз. Р1,Р2) реакционная смесь, состоящая из воды, пропиленгликоля, ди - и трипропиленгликоля, проходит через фильтр (поз. Ф1,Ф2) и дросселируется через клапан до атмосферного давления в куб (поз. К1).

1.2.5 Обезвоживание реакционной смеси

Процесс обезвоживания реакционной смеси производится на ректификационной колонне непрерывного действия (поз. КР1), заполненной насадкой из колец «Рашига» 50х50. Ректификационная смесь дросселируется в колонну (поз. КР) на распределительную тарелку и стекает вниз по кольцам «Рашига» в куб колонны, который снабжён решефёром. В головку решефёра подаётся пар для подогрева кубовой жидкости.

При дросселировании происходит вскипание жидкости, и интенсивное испарение воды из реакционной смеси. Пары воды поднимаются вверх по колонне конденсируются в теплообменнике (поз. Т1), охлаждаемом водой, часть её возвращается в колонну в виде флегмы. Остальная часть воды отбирается в ёмкость (поз. Е6), для дальнейшего использования на стадии синтеза (приготовление рабочее смеси). Процесс происходит под азотным дыханием, с целью исключения образования взрывоопасной смеси паров окиси пропилена с воздухом.

Кубовую жидкость из кубов (поз. К) откачивают на стадию выделения пропиленгликоля, насосом (поз. Н4, Н5).

1.2.6 Выделение товарного пропиленгликоля

-Выделение I промежуточной фракции:

Отбор I промежуточной фракции (вода) производят из кубов (поз. К3,К4) колонн (поз. КР3,КР4), работающих под вакуумметрическим давлением, создаваемым вакуум-насосом (поз. Н8). В трубное пространство кипятильников кубов (поз. К3,К4) подаётся греющий пар. Пары поднимаются вверх колонны, и конденсируется в дефлегматорах (поз. Т4,Т5), охлаждаемых водой. Часть дистиллята (вода) отбирается в ёмкость (поз. Е10), а остальная часть, в виде флегмы, возвращаются в колонны (поз. КР3,КР4) на орошение. По мере накопления, воду из ёмкости (поз. Е10) выдавливают азотом в ёмкость (поз. Е6).

-Выделение II промежуточной фракции:

Отбор II промежуточной фракции остатки воды и частично пропиленгликоля производится в ёмкость (поз. Е11), из которой промежуточную фракцию выдавливают азотом при загрузке кубов (поз. К3,К4).

-Выделение товарного пропиленгликоля:

При достижении в струе дистиллята массовой доли воды, не более 0,3 % и содержания основного вещества, не менее 99 %, начинают отбор товарного пропиленгликоля в ёмкости (поз. Е12,Е13). Процесс идёт под вакуумметрическим давлением, до появления в струе дистиллята следов дипропиленгликоля. По окончании разгонки на кубовый остаток в кубы (поз. К3,К4) загружают обезвоженный пропиленгликоль из (поз. К1) или (поз. К2), или из ёмкости (поз. Е7), фракцию (вода + пропиленгликоль) из ёмкости (поз. Е11). После второй разгонки кубовый остаток (пропиленгликоли) азотом передавливают из кубов (поз. К3,К4) в ёмкость (поз. Е14) откуда полигликоли отгружают потребителям в тару или железнодорожную цистерну, насосом (поз. Н8).

1.2.7 Розлив товарного пропиленгликоля

Пропиленгликоль из ёмкостей (поз. Е12,Е13) насосом (поз. Н9) откачивают, в ёмкость (поз.Е15,Е16) закачивают в 20-ти литровые полиэтиленовые канистры или в тару потребителя. На каждую канистру привязывают картонную бирку с указанием наименования продукта, номера, технических условий, массы нетто, номера партии, даты изготовления. Бирка упаковывается в целлофановый пакетик. Партия продукта сдаётся контролеру ЛКП на соответствие техническим условиям.

Пропиленгликоль также можно из ёмкостей (поз. Е12,Е13) откачивать насосом (поз. Н9) в железнодорожную цистерну.

1.3 Контроль и автоматизация производства

Основная цель разработки автоматизированной системы управления и контроля производства пропиленгликоля связана с повышением его эффективности за счет:

снижения расходных норм сырья, материалов и энергоресурсов;

повышения эффективности использования оборудования;

сокращения брака и других производственных потерь;

повышения оперативности управления производством;

улучшения условий и безопасности труда обслуживающего персонала.

Основными критериями достижения указанных целей является безусловное соблюдение норм технологического режима, ведение технологического процесса в автоматическом режиме, создание предпосылок и условий по оптимальному управлению всех технологических операций. Реализация поставленных целей обеспечивается выполнением следующих управляющих и контролирующих функций:

Контролирующие функции:

измерение и регистрация технологических параметров процессов;

сбор информации о свойствах исходных компонентов и качестве готовой продукции;

контроль, отображение и регистрация аварийных сигналов и блокировок;

- накопление и анализ данных о состоянии и динамики технологического процесса

- оптимизация процесса упаковки и складирования готовой продукции.

Основным объектом регулирования, определяющим качество готовой продукции, является реактор, смеситель и ректификационные колонны. Перечень параметров регулирования, датчиков контроля, преобразователей и вторичных приборов, обеспечивающих оптимальную работу смесителя приведен в таблице. При разработке схем контроля и автоматизации использована элементная база, прошедшая промышленную проверку в аналогичных производствах.

Для нормального ведения технологического процесса в аппаратах предусмотрены средства контроля основных технологических параметров. Непосредственно к спец. части данного дипломного проекта относится ректификационная колонна КР1 и КР2, а так же куб-кипятильник К1 и К2. В колоннах предусмотрен контроль и регистрация температуры. В кубах установлены приборы для контроля давления, температуры и уровня. Средства автоматизации и приборы указаны в таблице.

Таблица № 1.3.1

Спецификация средств КИП и А

№(обозначение на схеме)

Объект и задача управления

Значение параметра по регламенту

способы технического средства

Наименование, тип и характеристика прибора

Место установки

PIRA, PIRA

1 2

давление, МПа (поз. Е1, Е2)

0,2-0,25

манометр сильфонный пневматический МС-III, диапазон измерения 0-0,4 МПа. Класс точности 1,0. прибор контроля пневматический регистрирующий ПКР.2. диапазон показания 0-0,4 МПа. Цена деления 0,01. класс точности 1,0.

На щите

LIRA, LIRA

3 4

уровень, % (поз. Е1, Е2)

0-80

уровнемер буйковый пневматический УБ-П. высота буйка 4000 мм. Класс точности 1,5. прибор контроля пневматический показывающий ПКР.2., диапазон показаний 0-100 %. Класс точности 1,0. два раза в смену регистрация.

На щите

PI, PI

5 6

давление, МПа (поз. Е4, Е5)

0,2-0,25

манометр пружинный показывающий ОБМ1-100. диапазон показаний 0-1 МПа. класс точности 2,5. цена деления 0,2. один раз в час измерить.

По месту

LIA, LIA

7 8

уровень, % (поз. Е4, Е5)

0-80

преобразователь уровня Р-РР2 высота буйка 750 мм. Класс точности 1,0. прибор контроля пневматический пказывающий ПКП-1. диапазон показаний 0-100 %. Один раз в час измерить.

На щите

PI

9

давление, МПа (поз. Е8)

0,2-0,25

манометр пружинный показывающий ОБМ1-100. диапазон показаний 0-1 МПа. класс точности 2,5. цена деления 0,2. два раза в смену измерить.

По месту

LIA

10

уровень, % (поз. Е8)

0-80

преобразователь уровня РР 1 высота буйка 1400 мм. Класс точности 1,0. прибор контроля пневматический показывающий ПКП-1. диапазон показаний 0-100 %.класс точности 1,0. Один раз в час измерить

По месту

FIRS

11

объёмный расход м3/ч (трубопровод)

0,4-1,2

ротаметр пневматический РП-1,6ЖУЗ. Диапазон измерений 0-1,6 м3/ч. Класс точности 1,0. прибор контроля самопишущий пневматический со станцией управления ПВ10.1Э. Диапазон показаний 0-100 %. Класс точности 1,0. один раз в час измерить.

На щите

FIR

43

объёмный расход м3/ч (трубопровод)

0,1-0,25

ротаметр пневматический РП-0,25-ЖУЗ. Диапазон измерений 0-0,25 м3/ч. Класс точности 1,0. прибор контроля самопишущий пневматический со станцией управления ПВ10.1Э. Диапазон показаний 0-100 %. Класс точности 1,0. один раз в час регистрация, пропорционально интегральный регулятор ПРЗ.31. клапан регулирующий ПОУ 7 "НЗ" Ду-15 мм регулирование.

На щите

LIR

13

уровень, % (поз. С)

40-80

уровнемер буйковый пневматический УБ-П. высота буйка 600 мм. Класс точности 1,0. прибор контроля пневматический самопишущий ПКР.1., диапазон показаний 0-100 %. Класс точности1,0. один раз в час регистрация. Устройство, регулирующее ПРЗ.31. клапан, регулирующий 25 48 нж "НЗ", регулирование.

На щите

TIR

14

температура, С (поз. Р1,2)

170-200

преобразователь термоэлектрический ТХК, диапазон измерений (-50;+600 С). Предел допускаемого отклонения ± 2,5 С. Потенциометр электронный автоматический показывающий КСП-4. шкала 0-300 С. Цена деления 3. класс точности 0,5. один раз в час регистрация.

На щите

PIRS

15

давление, МПа (поз. Р1,2)

1,0-1,5

манометр сильфонный пневматический МС-П2 диапазон измерения 0-2,5 МПа. Класс точности 1,0. прибор контроля пневматический самопишущий со станцией управления ПВ10.1Э. диапазон показания 0-2,5 МПа. Класс точности 1,0.Цена деления 0,5. один раз в час регистрация.

На щите

FIRC

16

массовый расход, кг/ч (трубопровод кубы)

800-1000

диафрагма камерная Дк-50. преобразователь разности давлений пневматический 13ДД11. диапазон измерений 0-2500 кг/ч. Класс точности 1,0. один раз в час регистрация прибор контроля пневматический самопишущий со станцией управления ПВ10.1Э. Диапазон показаний 0-100 %. класс точности 1,0. устройство пневматическое регулирующее ПРЗ.31. клапан, регулирующий 25с 48 нж Ду-25 мм "НО"

На щите

TIR

17

температура, С (поз. К)

100-150

преобразователь термоэлектрический ТХК, диапазон измерений (-50;+600 С). Предел допускаемого отклонения ± 2,65 С. Потенциометр электронный автоматический показывающий самопишущий КСПЗ-ПИ. шкала 0-400 С. класс точности 0,5. один раз в час регистрация.

На щите

TIR

18

температура, С (поз. КР)

100-105

преобразователь термоэлектрический ТХК, диапазон измерений (-50;+600 С). Предел допускаемого отклонения ± 2,5 С. Потенциометр электронный автоматический самопишущий КСП 4. шкала 0-300 С. класс точности 0,5. один раз в час регистрация.

На щите

LIR, TIR

19 21

уровень, % (поз. К)

0-80

уровнемер буйковый УБП. Высота буйка 1300 мм. Класс точности 1,0. прибор контроля самопишущий со станцией управления ПВ10.1Э. Диапазон показаний 0-100 %. Класс точности 1,0. один раз в час регистрация.

На щите

TIR

22

температура, С (поз. Е6, Г)

промежуточная 130-150 С.

преобразователь термоэлектрический ТХК. Диапазон измерений (-50;+600 С ). Предел допускаемого фракция 100-130 С; товарный пропиленгликоль отклонения ±2,5 С. Потенциометр электронный автоматический показывающий и самопишущий КСПЗ-ПИ. Шкала 0-400 С. Класс точности 0,5. шкала деления 0,5. один раз в час регистрация.

На щите

LI, LI, LI, LI,LI

24 25 26 44 23

уровень, % (поз. Л, М, Е7, Е6)

0-80

уровнемерное стекло, переводная таблица. Один раз в час измерить.

По месту

PIR

27

давление, МПа (трубопровод)

0,6-0,8

манометр АМУ-1. шкала 0-1,6 МПа. Цена деления 0,2. класс точности 1,5. два раза в смену измерить.

На щите

FIR

28

объёмный расход, м3/ч (трубопровод)

120-150

диафрагма камерная ДК 50 Ду-50 мм. Преобразователь измерительный разности давлений 13ДД11. диапазон измерений 0-407,5 м3/ч. Класс точности 1,0. прибор контроля пневматический ПКП.1. диапазон показаний 0-100 %. класс точности 1,0.

На щите

FIR, FIR

29 39

массовый расход, кг/ч (трубопровод, трубопровод)

12-2200

диафрагма камерная Дк40 Ду-100 мм, дифманометр сильфонный самопишущий ДСС-712. диапазон показаний 0-2782 кг/ч. Шкала 0-100 %. Класс точности 1,5. один раз в час регистрация.

По месту

PI, PI, PI, PI

30 37 38 40

PI, PI

41 42

давление, МПа (трубопровод, трубопровод, трубопровод, трубопровод, трубопровод, С)

1,5-2,5

манометр АМУ-1. шкала 0-0,4 МПа. Цена деления 0,2. класс точности 1,5. один раз в час измерить.

По месту

PIRC

31

давление, МПа (трубопровод)

1,2-1,5

манометр пружинный показывающий ЭБМ1-100. шкала 0-2,5 МПа. Цена деления 0,5. класс точности 2,5. манометр сильфонный пневматический МС-П2. диапазон показаний 0-25. класс точности 1,0. прибор контроля пневматический самопишущий со станцией управления ПВ10.1Э. диапазон показаний 0-2,5 МПа. класс точности 1,0. цена деления 0,25. регулирование: устройство, регулирующее пневматическое ПРЗ.31. пневматическое односедельное исполнительное устройство Ду-50 мм "НО".

На щите

PIR

32

давление, МПа (трубопровод)

0,2-0,4

манометр с геликоидной трубкой МГ410. диапазон показаний 0-1,0 МПа. Класс точности. 1,0. один раз в смену регистрация.

На щите

45

давление, МПа (трубопровод)

1-1,5

Регулятор ПРЗ.31 регулирующий клапан 25-кv-коо; нормально открытый Dy=25 мм. Класс точности 0,5.

На щите

TIR

22

давление, МПа (трубопровод)

1-1,5

Регулятор ПРЗ.31 регулирующий клапан 25-кv-коо; нормально открытый Dy=25 мм. Класс точности 0,5.

На щите

1.4 Материальный баланс

Таблица № 1.4.1

Материальный баланс стадий

приход

расход

наименование потока

кол-во, кг

%

наименование потока

кол-во, кг

%

Приготовление раствора едкого натра

1.

натр едкий, 46 % в т.ч.

4,35

100

1.

раствор едкого натра в т.ч.

4658,06

100

Натр едкий, 100 %

2

45,98

натр едкий, 100 %

2

0,04

вода

2,35

54,02

вода

4650,95

99,85

2.

дистиллят из колонн (поз. 22а,71) из ёмкости (поз. 35) в т.ч.

4289,18

100

окись пропилена

5,11

0,11

вода

4284,02

99,88

всего:

4658,06

окись пропилена

5,11

0,12

3.

деминерализованная вода

364,53

100

всего:

4658,06

Приготовление рабочей смеси

1.

окись пропилена в т.ч.

1020

100

1.

рабочая смесь в т.ч.

5678,06

100

окись пропилена

1016,94

99,7

окись пропилена

1021,99

18

примесь

3,06

0,3

вода

2.

раствор едкого натра в т.ч.

4653,06

100

натр едкий, 100 %

2

0,04

Натр едкий, 100 %

2

0,04

примеси

3,06

0,05

вода

4650,95

99,85

2.

потери окиси пропилена

0,06

100

окись пропилена

5,11

0,11

всего:

5678,06

всего:

5678,06

Гидратация окиси пропилена

1.

рабочая смесь в т.ч.

5678

100

1.

реакционная смесь в т.ч.

5678

100

окись пропилена

1021,99

18

пропиленгликоль

1143,55

20,14

вода

4650,95

81,91

дипропиленгликоль

119,81

2,11

Натр едкий, 100 %

2

0,09

трипропиленгликоль

49,4

0,87

примеси

3,06

0,05

вода

4355,07

76,7

всего:

5678

окись пропилена

5,11

0,09

едкий натр, 100 %

2

0,04

примеси

3,06

0,05

всего:

5678

Обезвоживание реакционной смеси

1.

реакционная смесь в т.ч.

5678

100

1.

дистиллят в т.ч.

3924,16

100

пропиленгликоль

1143,55

20,14

вода

3919,05

99,86

дипропиленгликоль

119,81

2,11

окись пропилена

5,11

0,14

трипропиленгликоль

49,4

0,87

2.

кубовая жидкость в т.ч.

1753,84

100

вода

пропиленгликоль

1143,55

65,2

окись пропилена

5,11

0,09

дипропиленгликоль

119,81

6,83

едкий натр

2

0,04

трипропиленгликоль

49,4

2,82

примеси

3,06

0,05

вода

436,02

24,86

всего:

5678

едкий натр, 100 %

2

0,11

примеси

3,06

0,18

всего:

5678

Выделение первой промежуточной фракции

1.

кубовая жидкость в т.ч.

1753,84

100

1.

дистиллят

пропиленгликоль

1143,55

65,2

вода

365,02

100

дипропиленгликоль

119,81

6,83

2.

кубовая жидкость

1388,82

100

трипропиленгликоль

49,4

2,82

пропиленгликоль

1143,55

82,34

вода

436,02

24,86

дипропиленгликоль

119,81

8,63

едкий натр

2

0,11

трипропиленгликоль

49,4

3,56

примеси

3,06

0,18

вода

71

5,11

всего:

1753,84

едкий натр

2

0,14

примеси

3,06

0,22

всего:

1753,84

Выделение второй промежуточной фракции

1.

кубовая жидкость в т.ч.

1388,82

100

1.

дистиллят в т.ч.

206,06

100

пропиленгликоль

1143,55

82,34

пропиленгликоль

138,06

67

дипропиленгликоль

119,81

8,63

вода

68

33

трипропиленгликоль

49,4

3,56

2.

кубовая жидкость в т.ч.

1182,76

100

вода

71

5,11

пропиленгликоль

1005,49

85,01

едкий натр, 100 %

2

дипропиленгликоль

119,81

10,13

примеси

3,06

0,22

трипропиленгликоль

49,4

4,18

всего:

1388,82

вода

3

0,25

едкий натр

2

0,17

примеси

3,06

0,26

всего:

1388,82

Выделение товарного пропиленгликоля

1.

кубовая жидкость в т.ч.

1182,76

100

1.

товарный пропиленгликоль в т.ч.

1000

100

пропиленгликоль

1005,49

85,01

пропиленгликоль

990

99

дипропиленгликоль

119,81

10,13

дипропиленгликоль

2,94

0,39

трипропиленгликоль

49,4

4,18

вода

3

0,3

вода

3

0,25

примеси

3,06

0,31

едкий натр, 100 %

2

0,17

2.

полигликоли в т.ч.

182,76

100

примеси

3,06

0,26

пропиленгликоль

15,49

8,48

всего:

1182,76

дипропиленгликоль

115,87

63,4

трипропиленгликоль

49,4

27,03

едкий натр, 100 %

2

1,09

всего:

1182,76

1.5 Водные и энергетические ресурсы

Таблица № 1.5.1

Энерговодоснабжение

статьи затрат

ед. изм.

кол-во

цена

сумма

кол-во

сумма

сырьё и материалы:

азот газообразный

тм3

5,5

1250

6875

0,1

125

химочищенная вода

т

14,96

11,56

172,94

0,272

3,14

7047,94

128,14

топливо и энергия

электроэнергия

ТКВТЧ

11,99

990

11978,01

0,218

217,78

пар

ГКАЛ

374

360,53

134838,22

6,8

2451,6

вода промышленная

тм3

11

700,48

7705,28

0,2

140,1

сжатый воздух

тм3

0

0

0

0

0

154521,51

2809,48

2. Техническая часть

2.1 Технологическое оборудование

Аппаратурное оформление технологического процесса связано с подбором стандартного и нестандартного оборудования. В проекте производится выбор только основного оборудования в соответствии с разработанной технологической схемой. Выбор аппарата (машины) производится по укрупненным показателям по каталогам. Поверочный расчет при этом не выполняется.

Решающую роль здесь играет анализ практических данных по эксплуатации действующего оборудования. Затем, исходя из требуемой производительности, по каталогу выбирается его типоразмер и количество. При оценке производительности оборудования учитывается коэффициент временного использования, который назначается исходя из графика планово-предупредительного ремонта. В число единиц устанавливаемого оборудования включается и резервное. Для каждого выбранного аппарата (машины) дается условное обозначение и краткая техническая характеристика. Результаты подбора оформляются в виде таблицы № 2.1.1.

Нестандартное оборудование подлежит разработке в конструкторской части проекта.

Таблица № 2.1.1

Спецификация технологического оборудования

поз. по ТС

наименование оборудования

кол-во

материал, способ защиты

тип и техническая характеристика

Т

дефлегматор

4

сталь 3

вертикальный кожухотрубный аппарат.D-400 мм, H-2200 мм. Площадь поверхности теплообмена.

К

куб колонны

4

сталь 20

горизонтальный цилиндрический сосуд со сферическими днищами. D-1400 мм, H-3165 мм, V-3,2 м3.

КР

ректификационная колонна

4

12Х18Н10Т

вертикальный цилиндрический аппарат. D-1200 мм, H-17250 мм, V-19,5 м3.

Г

гидрозатвор

1

сталь 3

вертикальный цилиндрический аппарат. D-800 мм, H-1400 мм, V-0,5 м3.

Е

емкость буферная

1

сталь 3

вертикальный цилиндрический аппарат. D-800 мм, H-1400 мм, V-0,5 м3.

Н4

насос типа 4К6

4

сборный

подача 25 м3/ч. Высота напора 32 м.вод ст. мощность электродвигателя 7,5 кВт. Частота вращения 2870 об/мин.

Н5

насос типа АХ65-50-160

4

сборный

подача 25 м3/ч. Высота напора 32 м.вод ст. мощность электродвигателя 7,5 кВт. Частота вращения 2870 об/мин.

Е

емкость

1

сталь 20

горизонтальный цилиндрический аппарат. D-3000 мм, H-6000 мм, V-42,4 м3.

2.2 Здания, сооружения

Технологическая схема, габариты и вес выбранного оборудования являются исходными данными для его размещения и компоновки. Выбирая способ размещения оборудования в здании, следует стремиться к максимальному использованию перемещения жидкости самотеком, сокращению длины коммуникации и трубопроводов, удобству обслуживания и ремонта оборудования. Компрессоры, сосуды под давлением и пр., представляющие повышенную опасность при аварийных ситуациях, следует располагать в отдельных помещениях или пристройках. Центральные щиты контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации располагают в изолированных помещениях. Для монтажа и демонтажа оборудования необходимо предусмотреть установку подъемно-транспортных устройств (тали, кран-балку) и зарезервировать ремонтные площадки.

Выбранный способ размещения и монтажа оборудования определяет конфигурация здания, его этажность, место расположения производственных и бытовых помещений. Типы промышленных зданий и основы их проектирования изложены [6, 7]. Поиск объемно-планировочных решений должен быть увязан с требованиями противопожарных и санитарно-технических норм [8, 9]. Приводя техническую характеристику здания, следует указать его тип, объем, занимаемую площадь, этажность, расположение помещений по этажам и пр. При описании планов расположения оборудования и конструкции здания пользуются обозначениями, указанными на чертеже.

Производственное здание относится к 1 классу зданий и сооружений, представляет собой 5 этажную конструкцию длинной 18 м, шириной 12 м и высотой межэтажного перекрытия на первом этаже 6 м. 2-м, 3-м и 4-м этажах - 3,6 м. На 5-м этаже 7,2 м. Сетка колонн 66м. Для машин и аппаратов монтируются ремонтные и смотровые площадки.

2.3 Безопасность производства

2.3.1 Сведения об основных и потенциальных опасностях производства

Источники опасности производства пропиленгликоля:

- наличие ёмкостного оборудования (поз. Е1,Е2,Е4,Е5,Е8), реактор (поз. Р1,Р2) и трубопроводов (окиси пропилена, пара, промышленной воды, компримированного воздуха, осушенного воздуха для КиП), работающих под давлением более 0,07 МПа;

- наличие оборудования (решефёры кубов) и трубопроводов (трубопроводы пара, реакционной смеси, кубовой жидкости), работающих при повышенной температуре;

- наличие оборудования и трубопроводов работающих в щелочной среде ( ёмкость, мерник щёлочи);

- повышенный уровень шума от эл. двигателей, насосов и вентиляторов;

- наличие подвижного состава и автотранспорта;

Опасные и вредные факторы классифицируются согласно установленного ГОСТ 12.0.003-74 «ССБТ». Опасные и вредные производственные факторы»

Производство пропиленгликоля связано с использованием ядовитых, горючих, взрывоопасных веществ, способных при определенных условиях привести к взрыву, пожару, отравлению. Имеется опасность получения термических и химических ожогов, травм. При работе внутри аппаратов возможно удушье азотом. На производстве предусмотрен систематический контроль воздуха производственных помещений на содержание в нем токсичных и взрывопожароопасных веществ.

Применяемое для производства пропиленгликоля окись пропилена является легковоспламеняющейся жидкостью, способной вызвать пожар. Пары пропиленгликоля образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Полигликоли относятся к горючим веществам.

Нарушение правил работы с пропиленгликолем, аварийная разгермитизация оборудования и коммуникаций может привести к загазованности производственного помещения парами пропиленгликоля и образованию взрывоопасной смеси с воздухом, что при наличии источника зажигания может привести к взрыву и пожару.

Нарушение правил работы, связанных с эксплуатацией оборудования и коммуникаций, может привести к загазованности парами окиси пропилена.

При попадании в организм человека через органы дыхания паров окиси пропилена возможно отравление.

Неосторожное обращение с едким натром может привести к получению химических ожогов. При длительном воздействии на кожу едкий натр может вызвать язвы и экземы.

При контакте с горячими поверхностями оборудования, трубопроводами пара, незащищёнными изоляцией, возможно получение термических ожогов.

При проведении работ на площадках, не имеющих ограждений, а также при эксплуатации движущихся и вращающихся частей механизмов и передач без ограждений возможно получение травмы.

Нарушение изоляции электропроводов, неисправность электрооборудования может привести к поражению эл. током.

При неисправности или отсутствии заземления технологического оборудования и коммуникаций возможно образование статического электричества, которые могут вызвать поражение эл. током или стать источником зажигания.

Причины, при которых возможно возникновение пожара или взрыва:

- Нарушение норм технологического режима ;

- Оставление без присмотра работающего оборудования;

- Курение, применение открытого огня в производственном помещении;

- Проведение огневых и искрообразующих работ без соответствующей подготовки;

- Перенос легковоспламеняющихся и горючих веществ в открытой таре;

- Вскрытие аппаратов и трубопроводов, не подготовленных к ремонту;

- Разлив легковоспламеняющихся и горючих жидкостей через сальники насосов, фланцевые соединения;

- Хранение самовоспламеняющихся материалов (промасленная ветошь и т.д.);

- Незаземленное электрооборудование;

- Недостаточные меры по защите оборудования от статического электричества;

- Использование инструмента, дающего искру при выполнении работ со взрывоопасными веществами;

- Использование новых светильников и нового оборудования, непригодного к эксплуатации во взрывоопасных помещениях.

При передавливании окиси пропилена по трубопроводам возможен его перелив из аппарата или пропуск во фланцевые соединения и стекла смотровых фонарей, что может привести к загоранию и взрыву.

Источники опасности производства пропиленгликоля:

- наличие ёмкостного оборудования (поз. Е1,Е2,Е4,Е5,Е8), реактор (поз. Р1,Р2) и трубопроводов (окиси пропилена, пара, промышленной воды, компримированного воздуха, осушенного воздуха для КиП), работающих под давлением более 0,07 МПа;

- наличие оборудования (решефёры кубов) и трубопроводов (трубопроводы пара, реакционной смеси, кубовой жидкости), работающих при повышенной температуре;

- наличие оборудования и трубопроводов работающих в щелочной среде ( ёмкость, мерник щёлочи);

- повышенный уровень шума от эл. двигателей, насосов и вентиляторов;

- наличие подвижного состава и автотранспорта;

Таблица № 2.3.1.1

Токсические, горючие свойства сырья и продуктов

вещество

применение в производстве

общая характеристика, агрегатное состояние

плотность, г/см3

температура, С

токсические свойства, меры защиты

ПДК, мг/м3

класс опасности

плавления

кипения

воспламенения

вспышки

самовоспламенения

окись пропилена

исходный продукт для получения пропиленгликоля

ядовитая, ЛВЖ

0,831

-112,1

34,2

-30

-37

430

наркотическое действие, проникает через кожу дыхательные пути. Противогаз марки БКФ. Перчатки, спец. Одежда.

1

2

едкий натр

катализатор

едкая негорючая жидкость

1,49

-

137

-

-

-

перчатки, спец. Одежда.

0,5

2

пропиленгликоль

конечный продукт

малотоксичная горючая жидкость

1,0363

-60

187,4

-

107

421

малотоксичен

7

-

полигликоли

побочный продукт

малотоксичная горючая жидкость

1,023

-45

231,8

-

-90

-

малотоксичен

-

-

2.3.2 Технические мероприятия и средства защиты

К техническим мероприятиям при проектировании технологического процесса относят разработку мер и средств по обеспечению безопасности процесса в соответствии с ГОСТ 12.3.002-75 «ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопасности».

Технологическое оборудование должно быть герметичным и соответствовать ГОСТ 12.2.000-74 «ССТБ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности».

Проведение процесса при повышенном давлении предусматривает требования к оборудованию, как к сосудам, работающих под давлением. Изготовление, монтаж и ремонт, контрольно-измерительные приборы, арматура, предохранительные устройства, освидетельствование [2].

Горячие поверхности трубопроводов и аппаратов покрывают теплоизоляционным материалом (цементной штукатуркой, асбоцементные листы, стеклоткань, рубероид, кровельная сталь, и т.д.) [3].

Эксплуатация электроустановок с повышенным напряжением (насосы) предусматривают заземление поверхности установок. Зануление с нулевым защитным проводником металлических токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением в случае замыкания. Автоматическое защитное отключение в случае возникновении опасности поражения электрическим током [4].

Трубопроводы прокладывают в соответствии со СниП 2.04.14-88. Трубопроводы относятся к классу А (транспортировка токсичных веществ). Установка дренажных устройств на трубопроводах в местах конденсации газовой смеси, компенсаторов. Установка на трубопроводах запорной, регулирующей, предохранительной и специальной арматуры (клапаны, задвижки, краны, мембраны, смотровые фонари, конденсатоотводчики). Покрытие трубопроводов тепловой изоляцией, для уменьшения потерь тепла, а также защита от горячих поверхностей трубопроводов.

В соответствии с ГОСТ 12.3.005-75 предусматривается окраска трубопроводов в зависимости от транспортируемой среды [5]:

Вода - Зелёный

Агрессивные жидкости - Коричневый

Жидкости негорючие и прочие - Белый

Противопожарный трубопровод - Красный

Окраска выполняется по всей длине и в отдельных местах. Предусматривается размещение предупредительных знаков, маркировочных щитков и надписей с указанием транспортируемых веществ.

Установка заземлений, занулений трубопроводов во избежании образования статического электричества, а также рассеивание возникающих электпроводами согласно ГОСТ 12.4.124-83 «ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования».

2.3.3 Защита от шума и вибрации

Основным источником шума и вибрации на предприятии являются использование насосов и двигателей в аппаратах. Средства защиты от шума сведены в ГОСТ 12.1.029-80.

Из коллективных средств защиты от шума можно выделить использование смазки и различных присадок. Кроме того, защитой от шума является использование звукоизолирующих материалов кожуха насоса. Индивидуальными средствами защиты от шума являются мягкие противошумные вкладыши, вставляемые в слуховой аппарат, тампоны из ультратонкого волокна или жесткие из эбонита или резины.

При работе насосов создается шум. Для снижения уровня шума устанавливают стальные кожухи со звукопоглощающей внутренней облицовкой, что снижает уровень шума на 10 - 15 дБ. Кроме того, устанавливают звукопоглощающие экраны с облицовкой звукопоглощающим материалом, что снижает на 5 - 8 дБ. Это приводит к допустимому уровню шума 60 дБ [11].

2.3.4 Организационные мероприятия

Организацию мероприятий по технике безопасности осуществляет специализированный отдел по охране труда и производственной безопасности. Он осуществляет организацию мероприятий, учет и анализ, контроль и регулирование за охраной труда на предприятии.

Проведении на предприятии согласно ГОСТ 12.0.004-79 вводного инструктажа по охране труда для лиц поступающих на работу, первичного инструктажа для лиц устроившихся на работу. Проведение текущего инструктажа перед производством работ, на который на который оформляется наряд-допуск. Повторный инструктаж проводится для всех рабочих не реже чем через шесть месяцев.

Осуществление контроля за техническим состоянием оборудования, средств коллективной и индивидуальной защиты, проведение плановых ремонтов и осмотров оборудования.

Контроль за санитарным состоянием рабочих мест, пожарный контроль, энергетический контроль осуществляют соответствующие организации и инспекции.

Таблица № 2.3.4.1

Характеристика безопасности зданий и сооружений

наименование производственных помещений

категория взрывопожарной и пожарной опасности

классификация взрывоопасных зон по ПУЭ

группа производственных процессов по санитарной характкристике

класс электроопасности

класс взрывоопасной зоны

категория и группа взрывоопасных смесей

вещества, определяющих категорию и группу взрывоопасных смесей

150а

А

В-1а

IIВ Т2

окись пропилена

36

повышенной опасности

2.3.5 Пожарная безопасность

Пожарная безопасность на производстве осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.004-91 (1999) «ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования».

В соответствии с нормами проектирования производственных зданий, промышленных предприятий, помещение цеха относится к пожароопасным производствам категорий «А». Здание корпуса трёхэтажное, выполнено из кирпича, железобетона, оконных блоков, внутренние и наружные двери деревянные.

В помещениях и наружных установках все проходы, эвакуационные выходы, коридоры, тамбуры, лестничные клетки, подступы к производственному оборудованию, к материалам и средствам пожаротушения, к средствам связи и пожарной сигнализации, аварийным шкафам всегда должны быть свободны. Двери на эвакуационных путях должны свободно открываться в направлении выхода из здания. Двери тамбуров, граничащих с помещениями разной категории должны постоянно находиться в закрытом положении. Все производственные, складские и административно-бытовые помещения должны быть обеспечены исправными первичными средствами пожаротушения, которые используются для локализации и ликвидации загорания, а также для тушения пожаров в начальной стадии их развития. Использование первичных средств пожаротушения для хозяйственно-бытовых нужд запрещается [12].


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.