Реконструкция действующего оборудования установки сернокислотной гидратации пропилена на ЗАО "Завод синтетического спирта"

Введение


ЗАО «Завод синтетического спирта» является единственным производителем изопропилового спирта в России. Изопропиловый спирт применяется в производстве перекиси водорода, в качестве растворителя красок, в парфюмерной промышленности и востребован не только в России, но и за рубежом.

Изопропиловый спирт используют в качестве антифриза, а также в качестве компонента моторного топлива для повышения его октанового числа.

Производство ИПС во всем мире растет невысокими темпами, что объясняется невысокими темпами роста спроса. Например, в США за последний год рост спроса составил 0,5%. По прогнозу эти темпы роста сохранятся в последующие 4 года.

В США ИПС используется в производстве покрытий, красок, в фармацевтике, медицине, производстве с\х химикатов. В последнее время ИПС используется в топливных смесях вместо этилового спирта. До 1984 года ИПС широко использовался в качестве исходного продукта в производстве ацетона. К 1989 году объем использования ИПС для синтеза ацетона сократился в 3 раза, т.к. спрос на ацетон может быть удовлетворен за счет получения его в качестве побочного продукта получения фенола кумольным способом.

В Японии основным потребителем ИПС является производство чернил, ПАВ, производство антисептиков, косметических средств, ядохимикатов, моющих средств.

Кроме того ИПС используется для удаления воды из бензиновых емкостей. Как утверждают японские поставщики, темпы роста спроса на ИПС будут оставаться невысокими, если не появятся новые области его использования. В частности, ожидается, что новой областью потребления ИПС может явиться электроника. Однако, для этого потребуется продукт высокой степени чистоты.

Изопропиловый спирт, получаемый на ЗАО «ЗСС» отличается от других производителей своими качественными характеристиками и поэтому потребность в изопропиловом спирте с каждым годом увеличивается.

В связи с этим назрела необходимость проведения реконструкции действующего оборудования установки сернокислотной гидратации пропилена. На увеличение производства изопропилового спирта и улучшения степени частоты его направлен данный дипломный проект.


1. Технологическая часть


1.1 Краткая характеристика проектируемого процесса и выбор схемы установки № 50


Производство изопропилового спирта методом сернокислой гидратации пропилена. Год ввода в действие -1960 год. Технологический процесс был разработан всесоюзным научно-исследовательским институтом по получению и разработке низкомолекулярных олефинов (ВНИИОЛЕФИН г. Баку). Проект выполнен Куйбышевским филиалом ВНИПИ Нефть. Генеральный проектировщик предприятия - ОАО «Самара нефтехимпроект».

Процесс производства технического изопропилового спирта ведется по одной технологической линии. Метод производства изопропилового спирта сернокислотной гидратацией нашел широкое распространение в промышленности.

Преимущество производства изопропилового спирта методом сернокислотной гидратации: большая степень конверсии, сравнительно невысокая температура и давление, низкая энергоемкость.


1.2 Обоснование предлагаемых технических решений блока


С каждым годом расширяется области применения изопропилового спирта. Изопропиловый спирт применяется в химической, нефтеперерабатывающей, медицинской, мебельной, пищевой, лесохимической, парфюмерной промышленностях и в полиграфии. Он применятся в качестве компонента моторного топлива для повышения его октанового числа, а также используется при приготовлении тормозной и стеклоомывающей жидкости, в качестве антифриза для автомобильных радиаторов.

Диизопропиловывй эфир побочный продукт производства спирта изопропилового технического вследствие чего является более дешевым водоотнимающим реагентом в производстве абсолютированного изопропилового спирта чем другие привозимые ж.д.транспором и приобретаемые у сторонних организаций.

В ближайшем будущем произойдет увеличение спроса на спирт изопропиловый и эфир диизопропиловый в связи с вводом в действие технического регламента по производству автомобильных бензинов в соответствии с европейскими стандартами Евро -3, Евро -4, Евро -5 в которых предусмотрено вовлечении: изопропилового спирта до 10% и диизопропилового эфира до 15% и не допустимо содержание: метанола и железомарганцевых соединений.

Увеличение мощности по переработке сырья на существующем оборудование влечет за собой увеличение выпуска продукции - спирта изопропилового.


.3 Теоретические основы процесса установки № 50


В основу промышленного производства изопропилового спирта сернокислотным способом был положен технологический процесс, разработанный на Бакинском опытном заводе.

В процессе производства изопропилового спирта сернокислотной гидратацией пропилена имеются следующие стадии

абсорбция пропилена серной кислотой с образованием изопропилсерной кислоты и диизопропилсульфата

гидролиз изопропилсерной кислоты и диизопропилсульфата в изопропиловый спирт с выделением серной кислоты

ректификация спирта-сырца с получением изопропилового спирта и диизопропилового эфира.

Отделение абсорбции пропилена серной кислоты.

Основные закономерности процесса абсорбции и химизм процесса.

По всей высоте абсорбента происходит насыщение серной кислоты пропиленом при температуре 65-75ОС и парциальном давлении пропилена 6-8 ати с образованием смеси изопропилового спирта, ди- и моноизопропилсульфата, диизопропилового эфира, полимеров, изопропилсернокислотного экстракта. Состав продуктов абсорбции определяется, в основном, концентрацией серной кислоты и температурой абсорбции. С увеличением концентрации серной кислоты увеличивается образование диизопропилового эфира и фракции полимерной, особенно если повышена температура в абсорбере более 75ОС.

Существенное влияние на процесс абсорбции пропилена оказывает его парциальное давление, для каждого парциального давления характерна своя предельная величина степени насыщения.

С увеличением линейной скорости газа увеличивается степень поглощения пропилена серной кислотой. Максимальная скорость абсорбции пропилена будет наблюдаться при линейных скоростях газа, не менее 0,1 м/сек.

Процесс абсорбции состоит из параллельно протекающих нескольких химических реакций, идущих с различной скоростью:

Растворение пропилена в серной кислоте, происходящих при барботировании газа через слой кислоты.

Взаимодействие растворенного пропилена с водным раствором серной кислоты, сопровождающееся образованием изопропилового спирта (ИПС) и моноизопропилсульфата.


C3H6+H2SO4+H2O®C3H7OH+H2SO43H6+H2SO4+H2O®C3H7HSO4


3 Образование диизопропилсульфата


C3H7HSO43H6 ¨/C3H7 /2SO4


Образование диизопропилового эфира

3H7HSO43H7ОН¬® /C3H7 /2O + Н24


Образование эфира возможно и за счет реакции между ИПС и диизопропилсульфатом


/C3H7/2SO43H7ОН¬® /C3H7 /2O + C3H7HSO4


В абсорбере возможно и непосредственно окисляющее действие серной кислоты на изопропилсульфат, что подтверждается наличием в отходящих газах абсорбции сернистого газа и заметных количеств ацетона в экстракте, образующихся по реакции


H2SO4 О

C3H7HSO4 ® СН3 - С + SO2 + Н2О

СН3


Образование полимеров

3H6 + C3H6-------- СН3 - СН - СН2

СН2 - СН - СН3


Полимеры образуются с разветвленной цепью и с большим молекулярным весом вследствие процессов переконденсации и уплотнения молекул под влиянием серной кислоты.

Процесс абсорбции идет с выделением тепла. Тепловой эффект реакции абсорбции составляет 280 ккал на 1 кг поглощенного пропилена. При температуре более 75 ОС резко возрастает выход побочных продуктов.

Отделение гидролиза экстракта, отпарки спиртоводных паров и нейтрализации их раствором щелочи.

Химизм процесса гидролиза.

При смешивании экстракта с водой происходит гидролиз изопропилсульфата с образованием изопропилового спирта. Процесс гидролиза складывается из параллельно идущих с различными скоростями нескольких реакций:

взаимодействие изопропилсерной кислоты и воды с образованием изопропилового спирта и серной кислоты - основная реакция


С3Н7О/SО2/ОН+НОН®С3Н7ОН+Н24


Тепловой эффект реакции гидролиза в расчете на 1 кг пропилена - 100ккал.

Побочные реакции:

При недостаточном количестве гидролизирующего агента- воды, возможно образование диизопропилового эфира по реакции расщепления изопропилсульфата при взаимодействии со спиртом, образующимся при гидролизе в первоначальный момент или содержащимся в экстракте


С3Н7О/SО2/ОН+ С3Н7ОН ¬®3Н7 /2О+Н24


Процесс образования фракции полимерной по уравнению


Может протекать и дальше с образованием высокомолекулярных полимеров, сложных соединений смолистого характера.

Разложение изопропилсерной кислоты


С3Н7О/SО2/ОН®3Н6 +SО2+2Н22


С последующими реакциями окисления кислородом веществ реакционной смеси.

4 Реакция дегидратации изопропилового спирта в присутствии серной кислоты


Н24

С3Н7ОН ® С3Н62О


Последняя реакция идет при недостатке воды для гидролиза с выделением большого количества газов, что резко повышает давление в колонне К-10, растут потери сырья.

Для получения максимального выхода изопропилового спирта из экстракта очень важно выдерживать соотношение экстракт ¸ вода, так как при недостатке воды увеличивается выход эфира, газов, при избытке подачи воды на гидролиз расслабляется отработанная кислота, резко возрастает расход пара на отпарку.


.4 Характеристика сырья, готовой продукции и вспомогательных материалов установки


Таблица 1.1 - Характеристика производимой продукции

Техническое наименование продукта в соответствии с НТДНомер государственного или отраслевого стандарта, технических условий, стандарта предприятияОсновные свойства и качество выпускаемой продукцииОбласть применения1 Спирт изопропиловый техническийГОСТ 9805-84 с изм. № 11 Внешний вид бесцветная прозрачная жидкость, не содержащая технических примесей 2 Плотность 0,814-0,819 г/см3 при 20ОС 3 Массовая доля изопропилового спирта, не менее 87 % 4 Цветность по платиново-кобальтовой шкале, не более 10 5 Массовая доля кислот в пересчете на уксусную кислоту, не более 0,001% 6 Массовая доля сернистых соединений в пересчете на серу, не более 0,0001% 7 Массовая доля карбонильных соединений в пересчете на группу СО, не более 0,8 % 8 Нерастворимые в воде вещества (полимеры) - отсутствуютПрименяется для получения АИПСа, ацетона, перекиси водорода. Используется в качестве растворителя в различных отраслях промышленности.2 Эфир диизопропиловыйТУ38.402-62-133-921 Плотность 0,720-0,735 г/см3 при 20ОС 2 Температурные пределы перегонки при давлении 760 мм рт.ст., начало перегонки - не ниже 56 ОС; конец перегонки (95 % по объему) - не выше 70ОС 3 Массовая доля ацетона, не более 0,4% 4 Бромное число (брома на 100г. продукта), не более 1,5 г 5 Перекисные соединения - отсутствие.Используется как водотнимающий агент в азеотропной ректификации изопропилового спирта. Частично отгружается как товарный продукт, применяемый как растворитель жиров, минеральных масел, восков, смол, как горючее в смеси с бензином3 Фракция полимернаяТУ 2458-014-57285790 - 061 Внешний видМарка Используется для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений с оборудования скважин нефтепромыслов.АБПрозрачная или мутноватая жидкость от светло-желтого до коричневого цвета2 Плотность при 20оС, г/см30,770-0,8300,750-0,8303 Содержание эфира, % масс. не более40704 Содержание изопропилового спирта, % масс. не более5

Таблица 1.2 - Характеристика сырья, вспомогательных материалов

Наименование сырья, материалов, продуктовГосударственный или отраслевой стандарт, СТП, технические условия, регламент или методика на подготовку сырьяПоказатели по стандарту, обязательные для проверкиРегламентируемые показатели1 Фракция пропиленоваяТУ 38.10276-871 Объемная доля пропилена, % не менее 2 Объемная доля этилена, % не более 3 Объемная доля ацетилена и метилацетилена, % не более 4 Объемная доля диеновых углеводородов, % не более 5 Объемная доля углеводородов С4, % не более 6 Массовая концентрация сернистых соединений в пересчете на серу, мг/м3 , не более90 0,2 0,15 0,25 0,2 52 Фракция пропан-пропиленоваяТУ 0272-024-00151638-991 Массовая доля компонентов: а) сумма углеводородов С2, % не более б) пропан в) пропилен, % не менее г) сумма углеводородов С4 , % не более д) сумма углеводородов С5 , % не выше 2 Массовая доля сероводорода, % не более 3 Содержание свободной воды и щелочи 2,0 не нормир. 65 5,0 отс. 0,002 отс.3 ПропиленГОСТ 25043-871 Объемная доля пропилена, % не менее 2 Объемная доля этилена, % не более 3 Объемная доля ацетилена и метилацетилена, % не более 4 Объемная доля углеводородов С4, % не более 5 Объемная доля диеновых углеводородов (пропадиена и бутадиена), % не более 6 Объемная доля этана и пропана, % не более 7 Массовая концентрация серы, мг/м3 не более 8 Массовая доля воды, % не более 9 Содержание свободной воды 99,8 0,005 0,001 0,002 0,001 0,2 1 0,02 отсутствие4 Кислота серная, отработанная от производства изопропилового спиртаСТП 010502-401011-991 Массовая доля кислоты серной (Н2SО4), % 2 Массовая доля органических примесей в пересчете на углерод, % не более 3 Массовая доля спирта, % не более 40-45 1,0 0,55 Натр едкий техническийГОСТ 2263-791 Внешний вид 2 Массовая доля едкого натра, % не менее 3 Массовая доля углекислого натрия, % не более 4 Массовая доля хлористого натрия, % не более 5 Массовая доля железа в пересчете на Fe2O3 , % не более 6 Сумма массовых долей окислов железа, алюминия и марганца, % не более 7 Массовая доля кремниевой кислоты в пересчете на SiО2, % не более 8 Массовая доля сульфата натрия, % не более 9 Сумма массовых долей кальция и магния в пересчете на Са, % не более 10 Массовая доля хлорноватокислого натрия, % не более 11 Сумма массовых долей тяжелых металлов осаждаемых H2S в пересчете на Рв, % не более 12 Массовая доля ртути, % не болеебесцветная прозрачная жидкость 42,0 0,8 0,050,004 0,02 0,03 0,03 0,01 0,01 0,01 0,00056 Кислота серная техническаяГОСТ 2184-771 Массовая доля моногидрата (Н2SО4) ,% 2 Массовая доля железа (Fe), % не более 3 Массовая доля остатка после прокаливания, % не более 4 Массовая доля окислов азота (N2O3), % не более 5 Массовая доля мышьяка (А3), % не более 6 Массовая доля хлористых соединений (Сl), % не более 7 Массовая доля свинца (Рв), % не более 8 Прозрачность 9 Цвет в см3 раствора сравнения, не более92,5-94 0,006 0,02 0,0005 0,00008 0,0001 0,001 прозрачная без разбавления 1


.5 Применение готовой продукции установки № 50


Изопропиловый спирт применяется: в химической, нефтеперерабатывающей, медицинской, мебельной, пищевой, лесохимической, парфюмерной промышленностях и в полиграфии.

В химической промышленности изопропиловый спирт применяют как сырье для производства ацетона СН3-СО-СН3, в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности при производстве нитроцеллюлозы, ацетилцеллюлозы, этилцеллюлозы, в качестве полупродукта для синтеза изопропилацетата, ксантогенатов, в качестве экстрагентов чистых вещей или примесей в тонкой химической технологии, в производстве пластмасс, в частности, производство полиэтилена низкого давления и полипропилена, для промывки получаемого полимера.

В нефтеперерабатывающей промышленности изопропиловый спирт применяют как растворитель карбамида, раствор которого в спирте применяются для депарафинизации дизельных топлив, в качестве добавки к маслам для повышения их качества в части антикоррозионных свойств и температуры застывания, как экстрагент в смеси с метанолом и водой в процессе селективной экстракции нафтеновых кислот, для удаления воды из бензиновых емкостей.

В медицинской промышленности изопропиловый спирт применяют в медицинских спиртовых промываниях, в антисептических растворах для полости рта, мазях, в жидкостях для мытья, в качестве обеззараживающего средства.

В пищевой промышленности изопропиловый спирт применяют в качестве хладоносителя в производстве замороженных продуктов.

В лесохимической и мебельной промышленности изопропиловый спирт применяют в смеси с другими растворителями для экстракции смол из древесины, в качестве растворителя различных масел, клеев и т.д., для снятия старых лаковых покрытий, как связующее вещество в очистителях и полиролях.

В парфюмерной и косметической промышленностях изопропиловый спирт применяют в производстве лаков, одеколонов, духов, в средствах личной гигиены, в производстве косметических средств.

В полиграфии изопропиловый спирт применяют для увлажнения в печатных процессах.

Изопропиловый спирт нашел также свое применение и авиации в качестве стабилизатора авиационного бензина и антиобледенителя.

На сегодняшний день потребность в изопропиловом спирте растет в связи с его применением в качестве компонента моторного топлива для повышения его октанового числа, а также он используется при приготовлении тормозной и стеклоомывающей жидкости, в качестве антифриза для автомобильных радиаторов.


1.6 Описание технологической схемы процесса установки


Описание технологической схемы процесса абсорбции

Жидкий пропилен или пропан-пропиленовая фракция (ППФ) с установки № 8 поступает через испаритель Т-2 в куб абсорбера А-150. В межтрубное пространство испарителя Т-2 подается пар. Давление пропилена замеряется прибором. Температура пропилена после испарителя Т-2 замеряется прибором и регулируется клапаном установленным на линии подачи пара в испаритель Т-2. Конденсат из испарителя Т-2 поступает в конденсатосборник Е-103. Расход жидкого пропилена регулируется клапаном и регистрируется прибором. При аварийных ситуациях имеется возможность стравить пропилен на факел. Прием жидкого пропилена в абсорбер возможен помимо испарителя Т- 2.

Предусмотрена возможность приема отдувок пропилена с емкостей сырьевого парка установки № 8 в линию пропилена до испарителя Т-2, где они, смешиваясь с потоком пропилена, поступают в куб абсорбера А-150, количество отдувок регулируется клапаном и регистрируются прибором, давление пропиленовых отдувок замеряется прибором.

В куб абсорбера А-150 подается экстракт насосом Н-51-4, забираемый из куба абсорбера А-1. Экстракт и пропилен, двигаясь в абсорбере А-150 прямотоком, реагируют между собой. В результате чего происходит донасыщение экстракта пропиленом. Часть насыщенного экстракта с верха абсорбера А-150 поступает в емкость Е- 4, где происходит дегазация экстракта.

Расход экстракта из емкости Е- 4 на гидролиз регулируется клапаном установленным на линии подачи экстракта с емкости Е- 4 в гидролизер Е-6а, газ с верха емкости Е- 4 отводится в куб или верх абсорбера А-1. Имеется возможность подачи экстракта на гидролиз с нагнетания насосов Н-5.

Остальное количество насыщенного экстракта по линии перетока вместе с не абсорбированным газом по линии абгаза с верха аппарата А-150 отдельными потоками подается в куб абсорбера А-1, количество насыщенного экстракта перетекаемого с абсорбера А-150 замеряется прибором.

В абсорбер А-1 в нижнюю часть постоянно подается 70-72 %-ная серная кислота насосами Н-58 1-2 из емкости Е-8 1-2, куда серная кислота принимается с установки № 16. Подача серной кислоты регулируется в зависимости от уровня в абсорбере А-1. С целью ускорения процесса абсорбции в абсорбер А-1 к свежей кислоте в верхнюю часть абсорбера А-1 добавляют небольшое количество экстракта, отводимого по линии перетока с абсорбера А-150.

В абсорбере А-1 газ и серная кислота движутся противотоком, что способствует более полному поглощению пропилена из газа. Давление в абсорбере А-1 регулируется клапаном, установленным на линии абгаза на отмывку.

Для отвода тепла реакции процесса абсорбции и выдерживания равномерной температуры в абсорберах, предусмотрена циркуляция экстракта из куба абсорбера А-1 в абсорбер А-150 двумя потоками, насосами Н-51-4 через холодильник Х-31-3,3а и через холодильники Х-3 5. Значение рН после холодильников Х-3 1-3,3а,5 замеряется прибором. В межтрубное пространство холодильников Х-3 1-3,3а,5 подается промышленная вода с насосов Н-74-5. Процесс абсорбции пропилена серной кислотой проводится при температуре 65-75ОС и парциальном давлении пропилена 6-8 ати.

Температура в абсорбере А-1 замеряется приборами поз.10,11 в абсорбере А-150 замеряется приборами поз. 22,23 и регулируется включением в работу холодильников Х-3 1-3,3а,5. Давление в абсорбере А-150 замеряется прибором.

В случае необходимости аппараты А-1, Х-3, Е-4, А-150 могут быть освобождены от экстракта в емкости Е-8 1-2.

При аварийной ситуации стравливание газа с абсорбера А-1 ведется вручную на факел через каплеотбойник Е-62.

Отмывка абгаза

Абгаз после абсорбера А-1 с давлением 3-6 ати поступает на отмывку от унесенных капель серной кислоты в насадочный скруббер К-241. Отмывка производится фузельной водой, подаваемой насосом Н-1421-2.

Из скруббера К-241 абгаз поступает последовательно в отбойники К-25, 242, где отбивается от капель жидкости. Абгаз должен отмываться до нейтральной среды. Давление в системе отмывки регулируется клапаном, установленным на линии абгаза в емкость Е-552,3 на установке № 8. Расход абгаза замеряется прибором.

Фузельная вода из аппаратов К-241, К-25, К-242 сливается в емкость Е-90, откуда насосом Н-1421-2 подается в скруббер К- 241 по замкнутой схеме.

Для поддержания необходимой концентрации щелочи в фузельной воде производится подпитка 10-12% раствором щелочи с емкости Е-332 нагнетанием насоса Н-341-2 на всас насоса Н-1421-2 через расходомер. Избыток слабого щелочного раствора из системы насос Н-1421-2 - аппараты К-241, К-25, К-242 - емкость Е-90 - насос Н-1421-2 сливается в канализацию.

Имеется возможность защелачивания абгаза по схеме: фузельная вода подается насосом Н-1421-2 в скруббер К-241, с куба скруббера фузельная вода сливается в канализацию, уровень в емкости Е-90 поддерживается клапаном установленным на линии фузельной воды с насоса Н-84.

Продувка аппаратов А-1,А-150,К-241-2,К-25 перед ремонтом ведется через емкость Е- 44 в атмосферу.

Описание технологической схемы процесса гидролиза

Экстракт из промежуточной емкости Е- 4 поступает на гидролиз через смеситель и гидролизер Е-6а, предварительно дросселируясь до 0,07 МПа клапаном, установленным на линии подачи экстракта в гидролизер Е-6а. Гидролиз экстракта ведется подогретой промышленной водой, подаваемой насосом Н-7 2-3 из холодильника Х-13. Предусмотрено ведение процесса гидролиза экстракта паровым конденсатом с установки № 51 и водой с коллектора обратной воды. Вода подается в смеситель, расход замеряется прибором и регулируется клапаном. Уровень в холодильнике Х-13 регулируется клапаном, установленным на линии подачи промышленной вода с холодильника в линию обратной промышленной воды с установки.

Температура процесса гидролиза не более 90 ОС регулируется количеством подаваемой воды в холодильник Х-13 или количеством подаваемого горячего конденсата с установки № 51.

Имеется возможность дополнительного нагрева воды на гидролиз в теплообменнике Т-39а за счет тепла отводимого парового конденсата с кипятильников Т-1441-2.

Вода подается в соотношении экстракт ¸ вода от 1¸0,5 до 1¸0,7, соотношение выдерживается с помощью приборов расхода экстракта и воды.

Гидролизат это продукт гидролиза экстракта, представляющий собой смесь изопропилсерной кислоты (ИПСК), серной кислоты, изопропилового спирта, диизопропилового эфира, воды и полимеров, поступает в верхнюю часть одной из отпарных колонн К-101-3. Острым паром, подаваемым в куб колонны К-10, производится отпарка спирта, легколетучих примесей и растворенных газов из гидролизата, а также гидролиз непрореагированной изопропилсерной кислоты.

Расход острого пара на колонну К-101-2 регулируется клапаном поз.111,115, на колонну К-103 регулируется клапаном и подается в зависимости от температуры в кубе колонны К-10. Для защиты колонны К-10 от давления на входе пара в колонну К-10 установлен предохранительный клапан. Давление в колоннах К-101-3 регистрируется прибором. Отработанная серная кислота, содержащая примеси полимеров, изопропилового спирта, с куба колонны К-101-3 самотеком по трубопроводу, через погружной холодильник Х-13, поступает на установку упарки серной кислоты № 12. Охлаждение до температуры 50-80 ОС производится промышленной водой, подаваемой в главную камеру погружного холодильника Х-13. Откачка воды из ящика холодильника производится насосом Н-72-3 на гидролиз и избыток в коллектор обратной воды. Для контроля среды воды в холодильнике Х-13 смонтирован рН-метр. При снижении рН воды срабатывает звуковая и световая сигнализации.

Кислые спирто-водные пары с верха колонна К-10 1-2 поступают на нейтрализацию в последовательно работающие колонны К-16 1-2 . Кислые пары с верха колонны К-103 поступают на нейтрализацию в колонну К-163 .

Нейтрализация унесенных капель серной кислоты в колоннах К-161-2 ведется раствором NаОН, подаваемым на верх колонны насосами Н-351-2 из емкости Е-332.

Нейтрализация унесенных капель серной кислоты в колонне К-163 ведется раствором NаОН, подаваемым на верх колонны насосами Н-351-2 из кубовой части колонны К-163, происходит циркуляция щелочного раствора.

Нейтрализация кислоты, унесенной из отпарной колонны, раствором щелочи происходит по уравнению


H2SO4+2NaOH---Na2SO4+2H2O


Давление в колоннах К-161-2 регистрируется приборами, давление в колонне К-163 регистрируется прибором, количество циркуляционного раствора щелочи регистрируется прибором на К-161 поз.116, на К-162, на К-163.

С целью проведения процесса нейтрализации в колонну К-161-3 подается избыточное количество раствора щелочи, часть которой расходуется на нейтрализацию, а остальная часть при работе на колоннах К-161-2 сливается в емкость Е-332, при работе на колонне К-163 подается на всас насосов Н-351-2. Регулирование расхода щелочи ведется вручную арматурой, установленной на нагнетании насосов Н-351-2 при работе на колонне К-163, арматурой на выходе раствора щелочи с куба колонн К-161-2 в емкость Е-332.

При работе колонны К-103 и колонны К-163 щелочной раствор с куба колонны К-163 подается на всас насоса Н-351-2 и с нагнетания насоса в колонну К-163. Подпитка щелочного раствора ведется крепкой щелочью с емкости Е-332 насосами Н-341-2, количество щелочи на подпитку регулируется клапаном установленным на линии на всас насосов Н-351-2 и регистрируется прибором.

Нейтрализационные спиртоводные пары с верха колонн К-16 поступают на конденсацию в воздушные холодильники Х-18.

Сконденсированный в аппарате Х-18 (АВО) спирт-сырец стекает в емкость Е-51, отдувки с емкости Е-51 идут в холодильник Х-55, затем проходят расширитель-отбойник Е- 56 и сбрасываются в атмосферу. Конденсат из аппаратов Х-55, Е-56 стекает в емкость Е-51.

В емкости Е-51 замеряется и регистрируется давление прибором, уровень в емкости регулируется клапаном установленным на линии нагнетания с насоса Н-521-2 в емкость Е-22 в, б аппаратчиками постоянно ведется контроль за средой спирта-сырца методом его титрования.

Спирт-сырец забирается из емкости Е-51 насосом Н-52 1-2 и откачивается в емкость Е-22 в, б для отстоя от полимеров.

Для выдерживания заданной концентрации в трубопровод спирта-сырца после насоса Н-521-2 подается фузельная вода с насоса Н-841-2. Подача фузельной воды регулируется клапаном поз.134 и регистрируется прибором. В линию спирта-сырца подается промывная вода с установки № 51 и емкости Е-331. Концентрация спирта-сырца после разбавления замеряется аппаратчиком 1 раз в час с помощью ареометра и поддерживается в пределах 18-20%.

Необходимая для нейтрализации спиртоводных паров щелочь принимается с установки № 10 в емкость Е-32 с концентрацией 42- 44 %. Из емкости Е-32 щелочь насосами Н-341-2 подается в емкость Е-332 , где разбавляется до требуемой концентрации промышленной водой или циркуляционного раствора щелочи. При приготовлении рабочего раствора щелочи в емкости осуществляется циркуляция щелочи одним из насосов Н-341-2.

Имеется возможность приготовления рабочего раствора щелочи с помощью раствора циркуляционной щелочи 2-4 %-ной концентрации из емкости Е-333 насосом Н-341,2 на всас насоса Н- 35 1,2,5.

Для компенсации унесенного со спиртоводными парами раствора щелочи в емкость Е-332 предусмотрена подача спирта-сырца с насоса Н-91-2, количество регулируется клапаном поз.142 и регистрируется прибором. Отдувки с емкости Е-332 поступают в атмосферу.

В аварийных ситуациях для нейтрализации кислых стоков допускается слив в канализацию щелочи из ёмкости Е-32, Е-332.

Отделение ректификации спирта

Отстоявшийся от лёгких полимеров последовательно в ёмкостях Е-22в и Е-22б спирт-сырец насосом № 9 1-2 подаётся в теплообменник Т-39/79, где нагревается за счёт тепла кубовых жидкостей колонн К-46 и К-146 до температуры 80-900С и поступает на одну из питающих тарелок № 13, 15, 17, колонны К- 46. Расход спирта-сырца на колонну К- 46 регулируется клапаном, установленным на линии нагнетания насосов Н-9 1-2.

Отстоявшийся лёгкие полимеры с точек 4,85м; 5,35м; 5,85м от уровня емкости Е-22б и 9,6м; 10,0м; 10,5м от уровня емкости Е-22в выводятся в емкость Е-291 периодически по наличию.

Температура спирта-сырца на выходе из подогревателя Т-79 регистрируется прибором. Температура куба колонны К- 46 поддерживается за счёт нагрева нижнего продукта колонны в трубном пространстве выносных кипятильников Т-50 и регистрируется прибором.

Давление куба колонны регулируется клапаном установленным на линии подачи пара в межтрубное пространство кипятильников Т-50 1-2 и регистрируется прибором, количество пара регистрируется прибором. Паровой конденсат из кипятильников Т-501-2 поступает в конденсато-сборник Е-103.

Предусмотрена возможность подачи острого пара в куб колонны К- 46.

Пары эфирной фракции (эфир, ацетон, часть спирта и воды) с верха колонны К- 46 поступают в межтрубное пространство дефлегматора Х- 47, где конденсируются, давление верха колонны регулируется клапаном, установленным на линии подачи промышленной воды в трубное пространство дефлегматора Х- 47.

Конденсат из дефлегматора Х- 47 поступает в качестве флегмы на орошение колонны К- 46 и частично отводится на отмывку в колонну К-281,2 . Температура верха колонны К- 46 регулируется клапаном в пределах 72-85оС, установленным на линии отбора эфирной фракции с колонны К-281,2.

Несконденсировавшиеся пары из дефлегматора Х- 47 поступают на дополнительную конденсацию в межтрубное пространство конденсатор Х-181, где охлаждаются водой, поступающей в трубное пространство конденсатора Х-181.

Конденсат из конденсатора Х-181 сливается в емкость Е-223 или постпупает в колонну К-121 для отывки от спирта. Несконденсировавшиеся пары (инерты) из конденсатора Х-181 и дефлегматора Х-47 периодически (при завершении давления в колонне К-46) сбрасываются в атмосферу через воздушку.

Кубовая жидкость колонны К- 46 - эпюрат, через подогреватель Т-39 сливается в ёмкость Е-141, которая соединена с колонной К-46 газоуравнительной линией.

Уровень в колонне К- 46 регулируется клапаном, установленным на линии слива эпюрата с колонны К-46 в ёмкость Е-141.

Эпюрат из ёмкости Е-141 забирается насосами Н-143 1-2 и через межтрубное пространство подогревателей Т-144а, б, где подогревается за счёт тепла фузельной воды, поступающей в трубное пространство подогревателя с куба колонны К-146, подается на одну из питающих тарелок № 19, 22 колонны К-146. Количество питания колонны К-146 регулируется клапаном, установленным на линии нагнетания насосов Н-143 1-2.

Температура куба колонны К-146 поддерживается за счет нагрева нижнего продукта колонны в трубном пространстве выносных кипятильников Т-144 1-2 и регистрируется прибором.

Температура 11ой тарелки колонны К-146 регулируется клапаном, установленным на линии подачи пара в кипятильники Т-44 и регистрируется прибором. Имеется возможность подачи острого пара в куб колонны К-146. Давление куба колонны регистрируется прибором.

Пары спирта с верха колонны К-146 поступают в межтрубное пространство параллельно работающих дефлегматоров Х-147, Х-185,7, где конденсируются промышленной водой, поступающей в трубное пространство этих дефлегматоров. Давление верха колонны К-146 регулируется клапаном установленным на линии выхода паров в дефлегматоры.

Спирт с дефлегматоров Х-147, Х-185,7 стекает в емкость Е-149, соединенной газоуравнительной линией с верхом колонны К-146. Из емкости Е-149 спирт забирается насосом Н-145 1-2 и подается на орошение колонны К-146, а избыток через клапан установленным на линии откачки спирта через холодильник Х-47б, где охлаждается промышленной водой, подается в емкость Е-22 2,4 или в цех № 5.

Температура 37-ой тарелки колонны К-146 регулируется клапаном установленным на линии подачи флегмы в колонну в зависимости от температуры. Регистрируется на колонне температура 19-ой тарелки, температура верха.

Кубовая жидкость (фузельная вода) колонны К-146 проходит через трубное пространство подогревателей Т-144 а, б, Т-79 и поступает в емкость Е-54, откуда насосами Н-84, через холодильник Х-47а, где охлаждается промышленной водой, подается на отмывку эфирной фракции в колонну К-281,2, полимеров в колонну К-121, на разбавление спирта-сырца.

Оставшееся количество воды самотеком поступает в условно-чистую или кислотную канализацию.

Уровень в колонне К-146 регулируется клапаном, который установлен на линии слива фузельной воды из колонны после подогревателя Т-79 в емкость Е-54.

Расход фузельной воды при откачке на разбавление спирта-сырца регулируется клапаном, который установлен на линии подачи фузельной воды с нагнетания насосов Н-84 в линию спирта-сырца и регистрируется прибором.

Паровой конденсат с кипятильников Т-144 1-2 через теплообменник Т-39а и с конденсатосборника Е-103 поступает в ёмкость Е-52 установки № 51 или напрямую на установку № 28.

Отделение получения диизопропилового эфира, отпарки, отмывки полимров

Эфирная фракция с верха колонны К- 46 поступает в колонну К-281 для отмывки эфира от спирта. Имеется возможность отмывки эфира на колонне К-282 по цепочке отмывки эфира при отпарке его из полимерной фракции.

Отмывка эфира в колонне К-281 проводится фузельной водой, подаваемой в верхнюю часть колонны, через холодильник Х-47а, 43а насосом Н-84I-II и имеется возможность подачи промышленной воды. В колонне К-28I происходит отмывка ДИИПЭ и одновременно расслоение на два слоя - эфирный и водный. Раздел фаз в колонне К-28I регулируется клапаном. Подача воды в колонну К-28I регулируется клапаном.

Отмытый эфир с верха колонны К-28I поступает в усреднитель Е-43а и отбойник капель воды Е-1112, далее сливается емкости Е-221, 292.

Промывная вода с куба колонны и с аппаратов Е-43а, Е-1112 поступает в ёмкость Е-331. Из ёмкости Е-221 и Е-292 эфир откачивается насосом Н-271,2 на установку № 51 или в цех № 5.

При получении некондиционного эфира имеется возможность насосом Н-271,2,4 вернуть его на повторную переработку по схеме: емкости Е-221, Е-292 - насос Н-27 - колонна К-281 - усреднитель Е-43а - отбойник Е-1112 - ёмкость Е-221, Е-292 или по схеме: Е-221, Е-292 - насос Н-27 - колонна К-282 - отбойник Е-1111 - ёмкость Е-51а.

Отстоявшаяся фракция полимерная из ёмкости Е-22в, б поступают в ёмкость Е-291. Отмывка фракции полимерной, собираемой в ёмкость Е-291 производится на колонне К-121.

Фракция полимерная из ёмкости Е-291 забирается насосом Н-23 и подается на колонну К-121 для отмывки.

Отмывка фракции полимерной ведётся фузельной водой. Подача фузельной воды на колонну К-121 регулируется клапаном, имеется возможность подачи промышленной воды.

Соотношение фракции полимерной: вода поддерживается в пределах 1:3-4 под контролем качества отмывки. В колонне К-121 уровень раздела фаз вода: фракция полимерная регулируется клапаном.

С верха колонны К-121 отводятся отмытая от спирта фракция полимерная в ёмкость Е-223. Подача фракции полимерной на колонну К-121 регулируется клапаном.

Промывная вода с куба колонны поступает в ёмкость Е-33I. При получении некондиционного эфира имеется возможность насосом Н-30, 831,3 вернуть его на повторную переработку по схеме: емкость Е-223 - насос Н-30, 831,3 - колонна К-121- ёмкость Е-223.

Отпарка эфира из полимеров на колонне К-40

С емкостей Е-22 3, Е-22а отмытая фракция полимерная насосом Н-83 1,3 подается на отпарку в колонну К-40, расход фракции полимерной на колонну К-40 регулируется клапаном поз. 314. Куб колонны К-40 обогревается выносным кипятильником Т-88. Температура куба колонны К-40 регулируется клапаном, установленным на линии подача пара в кипятильник Т-88. Температура куба колонны выдерживается 75-90ОС, количество подаваемого пара в кипятильник Т-88 регистрируется расходомером. Конденсат из кипятильника Т-88 сливается в конденсатосборник Е-103.

В колонне К-40 из фракции полимерной отгоняется эфир, спирт, ацетон, пары которых с верха колонны К-40 поступают в дефлегматоры Х-41, Х-48, где конденсируются, давление верха колонны регулируется клапаном, установленным на линии паров в дефлегматоры Х-41, Х-48. Часть конденсата возвращается в виде флегмы на верх колонны К-40, остальная часть отводится в промывочную колонну К-282, температура верха колонны регулируется клапаном в пределах 70-80 ОС, установленным на линии отбора эфира в колонну К-282.

Количество флегмы регистрируется расходомером 317. Кубовая жидкость охлаждаясь в холодильнике Х-49 сливается в емкость Е-22а, Е-22 3.

Уровень в колонне К-40 регулируется клапаном, установленным на линии слива в емкость Е-22а, Е-22 3.

Отмывка спирта из эфира на колонне К-282

Эфир с верха колонны К-40 поступает в куб колонны К-282. Колонна К-282 представляет собой вертикальный полый аппарат, заполненный слоем колец «Рашига». В верх колонны подается фузельная вода в соотношении эфир-вода: 1- 3:4 количество которой регулируется клапаном, установленным на линии подачи фузельной воды с холодильника Х-43б, имеется возможность подачи промышленной вода вместо фузельной. В колонне К-282 происходит противоточная отмывка. Раздел фаз колонны К-282 регулируется клапаном, установленным на линии слива промывной воды в емкость Е-331 и регистрируется. Отмытый эфир с верха колонны К- 282 подается в отбойник Е-1111, где эфир отбивается от унесенных капель воды, набранный слой воды сливается в емкость Е-331. Наличие водного слоя определяется по уровнемерному стеклу. Отбившись от капель воды, эфир с верха отбойника Е-1111 поступает в емкость Е-51а. При накоплении уровня эфира в емкости 70 % его проанализировать. При удовлетворительных анализах эфир периодически откачивают до 30% насосом Н-51 1-2 в цех № 5 в емкость Е-2 1-3. При неудовлетворительных анализах эфир направляется на повторную отмывку в колонну К-282, расход эфира регулируется клапаном, установленным на линии подачи эфира с насоса Н-51 1-2 в колонну К-282 и регистрируется прибором.

Нормы технологического режима основных аппаратов


Таблица 1.3 - Нормы технологического режима

Наименование стадий процесса, места изменения параметров или отбора пробКонтролируемый параметрЧастота и способ контроляНормы и технологические показатели1 Абсорбция пропилена серной кислоты1.1 Серная кислота, подаваемая на абсорбциюконцентрация, % масс1 раз в сутки70-73 %температура, К2 раза в сменуне более 323К1.3 Абгаз после отмывки в аппаратах К- 241,2 К-25средапостояннонейтральнаядавление, МПапостоянноне более 0,8 МПа1.4 Экстракт после аппарата Е- 4удельный вес, г/см31 раз в час1,26-1,27 г/см32 Гидролиз экстракта и отпарка спиртоводных паров2.1 Гидролизат температура, Кпостоянноне более 363 К2.2 Колонна К- 10 1,2,3давление, МПа температура, Кпостоянно постоянноне более 0,06 МПа 393-408 К2.3 Колонна К- 161,2,3давление, МПапостоянноне более 0,06 МПа3 Ректификация спирта-сырца3.1 Спирт-сырецсреда, мг/л1 раз в час2000-3500 мг/л3.2 Колонна К-46температура куба, Кпостоянно368-378 Ктемпература верха, Кпостоянно345-358 Кдавление, МПапостоянноне более 0,07 МПа4 Ректификация эпюрата4.1 Колонна К-146температура куба, Кпостоянно378-388 Ктемпература верха, Кпостоянно365-370 Кдавление, МПа постоянноне более 0,07 МПа5 Отпарка эфира из фракции полимерной5.1 Колонна К-40температура куба, Кпостоянно348-363 Ктемпература верха, Кпостоянно343-353 Кдавление, МПа постоянноне более 0,05 МПа

1.7 Аналитический контроль процесса установки


Таблица 1.4 - Лабораторный контроль качества сырья и продукции.

Наименование стадий процесса, анализируемый продуктМесто отбора пробы (место установки средств измерения)Контролируемые показателиМетоды контроля (методика анализа, государственный или отраслевой стандарт)НормаЧастота контроля1 Спирт-сырец после отстояПосле отстоя в емкости Е-22 в,б перед аппаратомСодержание спиртаМетодика № 11не более 22 %2 раза в сутки 800, 1500НепредельныеГОСТ 9805-84не более 0,6 %1 раз в сутки 800ПлотностьГОСТ 18995.1-73не нормир2 раза в сутки 800, 1500СредаМетодика № 32000-3500 мг/л2 раза в сутки 800, 15002 Эфирная фракция (верх колонны К-46)Эфирная фракция с К-46НепредельныеТУ 38.402-62-133-92не нормирПо требованиюСпиртМетодика №11не нормирПо требованиюПлотностьГОСТ 18995.1-73не нормирПо требованиюВлагаМетодика № 15не нормирПо требованию3 Спирт - ректификат после колонны К-146Линия спирта после аппарата Х-47 бПлотность ГОСТ 18995.1-730,814-0,819 г/см3ЕжечасноПлотность ГОСТ 18995.1-730,814-0,819 г/см32 раза в сутки 800, 1500Непредельные ГОСТ 9805-84Не выше 0,015%2 раза в сутки 800, 1500Карбонильные ГОСТ 9805-84не более 0,5%2 раза в сутки 800, 1500КислотностьГОСТ 9805-84не более 0,001%1 раз в сутки 800КонцентрацияГОСТ 9805-84не менее 87 %1 раз в сутки 800Сера ГОСТ 9805-84не более 0,0001%1 раз в сутки 800ПолимерыГОСТ 9805-84выдерживают испытание1 раз в сутки 800

1.8 Автоматизация технологического процесса блока ректификации


Для технологического процесса производства изопропилового спирта характерны невысокие температуры и давление, требования ведения процессов определены технологическим регламентом, пределы значений технологическими параметрами. Кроме того, технологическое оборудование установлено на открытых площадках или в отдельных производственных зданиях. Поэтому для контроля и управления устанавливают или совокупность различных приборов и регуляторов или другие автоматические устройства.

Расход сырья измеряется методом переменного перепада давления с помощью стандартной камерной диафрагмы типа ДКС-6,3. Разность на этой диаграмме пропорциональна квадрату расхода, измеряется мембранным пневматическим дифманометром типа 13ДД-11 и преобразуется в стандартный пневматический сигнал, который поступает на вторичный прибор контроля типа ПВ4.2Э, где записывается на ленточной диаграмме и указывается на шкале. Одновременно сигнал идет на регулирующий блок типа ПРЗ-31, который в зависимости от величины отклонений вырабатывает сигнал по Пи-закону регулирования и направляется на регулирующий клапан типа 16С50НЖНО с мембранным исполнительным механизмом.

Для контроля температуры верха К-146, в качестве датчика температуры применяем хромель-копелевую термопару типа ТХК, термо-ЭДС которой пропорциональна температуре, поступает на автоматический потенциометр типа КСПЗ-П, где показывается на шкале и регистрируется на дисковой диаграмме. Для регулирования этой температуры применяют регулирующий блок типа ПРЗ.31 с ПИ-законом регулирования.

В зависимости от величины рассогласования регулятор вырабатывает пневматический сигнал, который направляется на регулирующий клапан типа 16С50НЖ-НО с мембранным исполнительным механизмом.


Таблица 1.5 - Спецификация приборов КИП

ПозицияНаименование, технологическая характеристикаМарка (тип)Кол.1-1; 1-2; 1-3; 1-4; 1-5; 1-6Термоэлектрический преобразователь ТХК61-1а; 1-2а; 1-3а; 1-4а;1-5а; 1-6аАвтоматический потенциометр, показывающий самопишущий КСП-363-1; 3-2; 3-3; 3-4; 3-5Преобразователь давления пневматический13ДИ1355-1, 5-2, 5-3, 5-4Диафрагма камерная стационарная, на условное давление до 6,3 МПаДКС-6,345-1а; 5-2а; 5-3а; 5-4аПреобразователь измерительной разности давления, пневматический. Пределы измерения 0/0,63 МПа13ДД1143-1а, 3-2а, 3-3а, 3-4а, 3-5а, 5-1б, 5-2б, 5-3б, 5-4б, 7-1а, 7-2а, 7-3а, 7-4а, 7-5а,7-6аВторичный прибор пневматический, самопишущий и показывающий, шкал 0/100%, расходнаяПВ4.2Э141-б, 1-4б, 1-5б, 3-1б, 3-2б, 3-3б, 7-1б, 7-3бУстройство регулирующее, пневматическое, пропорционально-интегральное системы «Старт»ПРЗ.3181-1в; 1-4в; 1-5в, 3-1в; 3-2в; 3-3в; 7-1б; 7-3вРегулирующий клапан с мембранным исполнительным механизмом. Ду=6,3 МПа. Допустимая температура до 473К16С5НЖНО87-1; 7-2; 7-3; 7-4; 7-5Уровнемер буйковыйУБП5

.9 Охрана труда на установки № 50


На персонал, обслуживающий установку № 50 ЗАО "Завод синтетического спирта", воздействуют опасные и вредные производственные факторы.

По ГОСТ 12.0.003-74 опасные и вредные производственные факторы подразделяются на следующие группы: - физические; - химические; - биологические;

психофизиологические.

Физические опасные и вредные производственные факторы

Это двигающиеся машины и механизмы, незащищённые подвижные части производственного оборудования. К этой категории относятся внутризаводской транспорт, грузоподъёмные краны, вращающиеся части насосного оборудования, вентиляторов, аппаратов воздушного охлаждения.

Безопасные условия труда обеспечиваются правильной организацией работ: вращающиеся части машин и механизмов должны быть ограждены, персонал установки обязан соблюдать правила техники безопасности.

Повышенная загазованность и запылённость воздуха рабочей зоны.

Даже при нормальной работе технологической установки в воздух рабочей зоны выделяются вредные вещества:

Газообразные - при проведении газоопасных работ, из-за не плотностей во фланцевых соединениях;

Жидкие - из-за не плотностей во фланцевых соединениях, при перекачке жидкостей по неисправным линиям;

Твёрдые - при погрузке, выгрузке сыпучих грузов (например, катализаторов).

В аварийных ситуациях: при разрыве трубопровода, разрушении оборудования, взрывах, пожарах - выделение вредных веществ в воздух рабочей зоны увеличивается в сотни и тысячи раз.

Для защиты обслуживающего персонала от повышенного содержания вредных веществ, применяются средства индивидуальной и коллективной защиты: противогазы марки БКФ, шланговые противогазы ПШ-1 и ПШ-2, естественная и принудительная вентиляция, системы сигнализации о загазованности производственных помещений, автоматические системы предотвращения взрывов и пожаротушения.

1Повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов:

1.1 повышенная температура - более +450С;

.2 пониженная температура - менее 00С.

Высокая температура (до +2000С) создаёт угрозу тяжёлых ожогов, низкая температура (до -300С) создаёт угрозу обморожений.

Для защиты персонала от пониженной или повышенной температуры применяется теплоизоляция поверхностей трубопроводов и аппаратов, ограждение горячих участков.

Пониженная или повышенная температура воздуха рабочей зоны.

Нормальными считаются температуры:

.1 в холодный и переходный период года: от -180С до +230С при относительной влажности 40÷60%;

2.2 в теплый период года: 18÷250С при относительной влажности 40÷60%.

Неблагоприятные метеоусловия (резко-континентальный климат области) создают условия для простудных заболеваний, обморожений, радикулита в холодный период года. Этому способствует низкая температура (до -400С), сильный ветер, осадки.

Высокая температура летом (до +350С), сильная солнечная радиация могут привести к тепловым и солнечным ударам, ожогам открытых участков тел.

Для защиты от пониженных температур используются системы отопления, пункты обогрева, спецодежда. Для защиты от повышенных температур используются системы приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования воздуха рабочей зоны.

Повышенный уровень статического электричества.

При движении веществ с низкой электрической проводимостью возникают опасные потенциалы статического электричества (10000-15000В). Разряд статического электричества может привести к взрывам, пожарам, авариям на взрыво- и пожароопасных производственных объектах.

Для предупреждения накопления зарядов статического электричества на оборудовании необходимо предусмотреть:

заземление металлических частей аппаратов, оборудования, коммуникаций, ёмкостей;

применение материалов, увеличивающих электропроводность;

устройство полов с повышенной электропроводностью.

Сопротивление заземляющего устройства, предназначенного для защиты от статического электричества, допускается до 1000 Ом.

Вся электропроводка заземления на установке должна подвергаться наружному осмотру, лицом ответственным за электрохозяйство или назначенным лицом с занесением результатов в оперативный журнал.

Внешний осмотр заземляющих устройств, производится механиком установки 1 раз в месяц. За исправное состояние устройств, статического электричества ответственность несёт начальник цеха.

Химические и вредные производственные факторы

В рабочую зону установки могут выделиться следующие вещества: углеводороды, сероводород, диоксид серы, окись углерода.

Углеводороды - вещества 4 класса опасности. Воздействуют на организм человека через дыхательные пути, через кожу, ПДК углеводородов - 300 мг/м3, в смеси с сероводородом - 3 мг/м3.

Газообразные углеводороды (С1 - С3) - воздействуя через дыхательные пути вызывают возбуждение, головную боль; при концентрациях выше 1,5% объёмных - смерть от удушья. Жидкие углеводороды (С5 и выше) - вызывают покраснение, аллергическую реакцию кожи. При приёме внутрь отравление организма.

Изопропиловый спирт относится к умеренноопасным веществам - 3 класс опасности. Изопропиловый спирт - легковоспламеняющаяся жидкость, подвергается термодеструкции с образованием оксидов углерода. Пары тяжелее воздуха, образуют с ним взрывоопасные смеси, скапливаются в низких участках поверхности, подвалах, тоннелях. Легко воспламеняется от искр и пламени. Емкости могут взрываться при нагревании. Опасен при вдыхании. Ядовит при приеме внутрь. Пары вызывают раздражение слизистых оболочек и кожи. Обладает наркотическим действием. Отравление возможно при вдыхании паров спирта при превышении ПДК. При пожаре и взрыве возможны ожоги и травмы.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров спирта в воздухе рабочей зоны - 10 мг/м3.

Свежий воздух, покой, тепло. Ингаляция кислорода. По показаниям -сердечно-сосудистые и успокаивающие средства. При раздражении слизистых оболочек промыть 2%-ым раствором соды, содовые и масленые ингаляции, теплое молоко с содой, либексин (0,1г). При полной остановке дыхание -немедленно искусственное дыхание, срочная госпитализация. При обливе немедленно снять загрязненную одежду, промыть кожу водой с мылом в течении 15 минут. Необходимо наблюдение врача, так как спирт обладает кожно-резорбтивным и сенсибилизирующим действием.

Диизопропиловый эфир по степени воздействия на организм относится к малоопасным веществам - 4 класс опасности.

При превышении ПДК эфир действует как наркотик, вдыхание его паров приводит к раздражению слизистых оболочек дыхательных путей и нарушению координации движений. Эфир способен проникать через неповрежденную кожу.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров спирта в воздухе рабочей зоны - 100 мг/м3.

Эфир диизопропиловый трансформируется в окружающей среде. Эфир диизопропиловый - легковоспламеняющаяся жидкость, подвергается термодеструкции с образованием перекисей.

При отравлении эфиром свежий воздух, покой, тепло. Ингаляция кислорода. По показаниям - сердечно-сосудистые и успокаивающие средства. При раздражении слизистых оболочек - промыть 2%-ным раствором соды, содовые и масляные ингаляции, теплое молоко с содой.

При полной остановке дыхания - немедленно искусственное дыхание, срочная госпитализация.

Кислота серная - вещество 2 класса опасности. Представляет собой вязкую маслянистую агрессивную жидкость.

Серная кислота - ядовитая, агрессивная жидкость, при попадании на кожу или в глаза вызывает сильные химические ожоги, при вдыхании паров отравление. Обладает кожно- резобтивным, мутагенным, канцерогенным действием.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров серной кислоты в воздухе рабочей зоны - 1 мг/м3.Серную кислоту, попавшую на кожу, необходимо смыть обильным количеством воды и смочить 5 %-ным раствором пищевой соды. Избыток воды при промывке обязателен, так как при небольших количествах ожог может усиливаться вследствие выделения теплоты разбавления.

При обливе человека серной кислотой необходимо немедленно снять с пострадавшего спецодежду и поместить его в ванну с проточной водой, которая должна быть установлена в отделениях сернокислотного цеха, где хранится серная кислота.

При загорании колонны применять огнетушители пенные по ТУ 22-4720-80 или углекислотные по ГОСТ 7276-77 и воду компактной или распылённой струёй.

Для защиты от химически опасных и вредных производственных факторов применяются следующие средства защиты:

хлопчатобумажная одежда по ГОСТ 27651-88;

костюм из специальной ткани с обработкой химически стойкими раство- рами (ткань покрывают различными полимерными материалами или вулканизированной резиной);

резиновые перчатки по ГОСТ 20010-74;

защитные очки по ГОСТ 12.4.013-85;

обувь специальная, стойкая к действию кислот, щелочей;

противогазы индивидуальные фильтрующие по ГОСТ 12.4.121-83 с коробкой марки БКФ и В;

противопыльные респираторы.

Биологические опасные и вредные производственные факторы

Биологические опасные и вредные производственные факторы имеются в системах хозфекальной канализации в виде микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности.

Для защиты применяются средства индивидуальной защиты: костюмы, рукавицы, резиновые сапоги, респираторы, противогазы. Большое значение имеет соблюдение правил личной гигиены.

Психофизические опасные и вредные производственные факторы

Нервно-психические нагрузки, которые возникают при принятии ответственных решений в аварийных ситуациях, при дефиците времени, при монотонном труде, умственном перенапряжении.

Учитывая эти факторы, рабочая смена на предприятии не должна превышать промежутки более восьми часов. Рабочие одной смены, по прошествии этого промежутка, должны покинуть территорию завода.

Текущий график должен предусматривать не менее четырёх дней отдыха после производственного цикла для операторов установок получения спирта.

Выполнение указанных мер безопасности способствует восстановлению психофизических функций человека.

В целях обеспечения надежности и безопасности технологического процесса предусматривается ряд мероприятий:

герметичность аппаратов и трубопроводов;

постоянный контроль за параметрами технологического режима;

состоянием аппаратуры, трубопроводов, насосов и другого оборудования сменным персоналом;

для предупреждения и устранения загазованности в помещениях смонтированы вентиляции;

во избежании ожогов аппараты и трубопроводы теплоизолированы;

для отбора проб продуктов оборудованы пробоотборники;

система контроля и управления технологическим процессом обеспечивает защиту работающих и аварийное отключение оборудования;

электрооборудование, аппараты, трубопроводы, воздуходувы обеспечены надежным заземлением;

оборудование с агрессивными средами имеет химическую защиту;

трубопроводы для сильноагрессивных сред выполнены из кислотостойких материалов или имеют химзащиту.

Главным условием безопасного ведения технологического процесса является техническая грамотность и четкое соблюдение инструкций по охране труда и промышленной безопасности, соблюдения норм технологического режима, правильная эксплуатация оборудования и средств КИП и А обслуживающим персоналом.


1.10 Охрана окружающей среды на установке 50


Закрытое акционерное общество «Завод синтетического спирта» является самостоятельным предприятием. Имеет одну промышленную площадку, расположенную на северо-восточной окраине города Орска.

Общая площадь земельного участка, (бессрочное пользование), предоставленных для размещения промышленных объектов завода синтетического спирта составляет 111,5 га, в том числе:

- промплощадка завода - 50,1га,

очистные сооружения - 26,0га,

свалка промотходов - 35,4га,

твердое покрытие - 4,4875га.

Площадь земельных угодий занятых полигоном для промотходов составляет 35,4га (Распоряжение Главы администрации г.Орска от 21.01.93г.)

По количеству и составу выбросов вредных веществ ЗАО «Завод синтетического спирта» относится ко 2-ой категории опасности.

Загрязнение окружающей среды - один из факторов наиболее существенных влияющих на здоровье людей и увеличивающих опасность генетических нарушений. Рост выпуска продуктов необходимых для жизни человека ведет к увеличению отходов производства.

Целью новых производств должно быть:

- достижение безотходного производства,

- сокращение всех видов выбросов и отходов,

создание замкнутых технологических производств.

С точки зрения вредности, производство ИПС характеризуется применением серной кислоты, экстракта, гидролизата, едкого натрия, которые при попадания на кожу или слизистые оболочки вызывают химические ожоги, раздражают органы дыхания, вызывают коррозию и разрушение материалов и аппаратов, трубопроводов и строительных конструкций.

Углеводороды (УВ), пары ИПС, ДИИПЭ, полимеров обладают сильным наркотическим действием, разрушают нервную систему, действуют раздражающе на слизистые оболочки органов дыхания.

На установке по производству ИПС в процессе производства возникают следующие отходы, они снесены в таблицу 1.6.


Таблица 1.6 - Перечень загрязняющих веществ

Наименование загрязняющего веществаКласс опасностиПДК мр. мг/м3Выбросы загрязняющих веществг/сект/год 1 УВ предельные430018,15542,49 2 УВ непредельные43002,1163,26 3 С3Н7ОН3102,9889,30 4 (С3Н7) 2О41002,1764,84 5 Н2SО421,5346,00

Каждая остановка и пуск оборудования, как единицы (насос, компрессор, аппарат, трубопровод), так и установка в целом приводит к выбросам вредных веществ и влияет на экологическую обстановку на заводе. Для уменьшения этих выбросов следует повысить надежность работы оборудования для чего необходимо:

расширить сеть технического диагностирования оборудования. Это позволит своевременно обнаружить неисправности и планировать их ремонт без дополнительных выбросов.

производить замену устаревшего оборудования на современное, которое имеет больший межремонтный пробег, что сократит количество остановок на ремонт.

повысить качество ремонта единичного оборудования и установок в целом, что позволит сократить выбросы при опрессовке, от дополнительных остановок и пусков.

Кроме того, для сокращения выбросов целесообразно учитывать следующее:

усилить контроль за точным соблюдением технологического регламента производства;

исключить работу оборудования на форсированном режиме работы;

обеспечить контроль степени очистки газа, выбросов вредных веществ в атмосферу непосредственно на источниках и на границе санитарно-защитной зоны.

В процессе получения ИПС перерабатывается пропан-пропиленовая фракция.

Поэтому при испарении сырья в атмосферу могут поступать, кроме этих загрязнений, в еще большем объеме пары ИПС, ДИИПЭ. Для защиты воздушного бассейна от загрязнений предусмотрено:

технологический процесс осуществляется в геометрически закрытой аппаратуре.

освобождение аппаратуры от газообразных продуктов при сбросе давления производить в закрытую факельную систему.

сброс от предохранительных клапанов осуществлять в единую систему сбросов на факел.

все газообразные продукты подвергать очистке.

для перекачки продуктов, применять герметические насосы с двойным торцовым уплотнением.


2. Расчетная часть


2.1 Материальный баланс процесса установки № 50


Назначение колонны - получение изопропилового спирта (ИПС) с концентрацией 85,5% масс. На установке в блоке ректификации технологической схемой предусмотрено двухступенчатое получение спирта заданной концентрации: в колонне К- 46 отгоняются побочные продукты - диизопропиловый эфир (ДИИПЭ), полимеры и частично вода; в колонне К-146 осуществляется отгонка воды. Поэтому для составления материального баланса колонны предварительно необходимо составить материальные балансы установки и баланс колонны К-46.

Результаты расчета материального баланса установки представлены в таблице 2.1

Примечание

Материальные балансы составлены по данным ЗАО «Завод синтетического спирта»;

Количество часов работы установки в году принято 8400 часов (350 дней);

Потери продуктов, имеющие место в аппаратах, коммуникациях учтены (таблица 2.1).


Таблица 2.1 - Материальный баланс установки

Статьи баланса% масст\годкг\ч Приходит 1 Сырье 1.1 Пропан-пропиленовая фракция 2 Вспомогательные материалы 2.1 Серная кислота 2.2 Едкий натр 2.3 Вода на гидролиз 33,2 3,6 0,6 62,6 27 800 3046,2 507,7 52287,9 3309 363 60 6225 ВСЕГО10083641,89957 Уходит 1 ИПС (конц. 85,5%) 2 ДИИПЭ 3 Полимеры 4 Вода в систему оборотного водоснабжения 5 Потери 30,35 3,0 0,3 63,5 2,85 25385,2 2509,1 250,9 53112,5 2383,7 3022 304,3 30,4 6440 289,3 ВСЕГО10083641,89957

2.2Материальный баланс колонны К- 46, К-146


Таблица 2.2 - Материальный баланс колонны К- 46

Статьи баланса% масстонн\годкг\ч Приходит 1 Спирт-сырец, в т.ч. 1.1 ИПС 1.2 Вода 1.3 ДИИПЭ 1.4 Полимеры 100 30,8 65,3 3,6 0,3 85196,4 26240,4 55633,2 3067,0 255,8 10142 3124 6623 365 30 ВСЕГО10083641,89957 Уходит 1. Спирто-эфирная фракция в т.ч. 1.2 ИПС 1.3 Вода 1.4 ДИИПЭ 1.5 Полимеры 2 Остаток в т.ч. 6,9 26,9 6,6 61,7 4,8 93,1 5787,4 1556,8 381,9 3570,8 277,9 77854,5 689 185 46 425 33 9268 2.1 ИПС 2.2 Вода31 6924134,9 53719,62874 6395 ВСЕГО10083641,89957

Таблица 2.3 - Материальный баланс колонны К-146

Статьи баланса% масстонн/год кг/ч Приходит 1 Спирт-сырец, в т.ч.: 1.1 ИПС 1.2 Вода 100 31 69 77868,7 24139,3 53729,4 9270 2874 6396 ВСЕГО10077868,79270 Уходит 1 Ректификат в т.ч. 1.1 ИПС 1.2 Вода 2 Остаток в т.ч. 2.1 ИПС 2.2 Вода 32,6 85,5 14,5 67,4 0,1 99,9 25385,2 21704,3 3680,9 52483,5 52,5 52431,0 3022 2583 438 6248 6,0 6241 ВСЕГО10077868,79270

2.3Технологический расчет аппаратов колоны К-146, Х-147


Определение необходимого числа тарелок колонны

Температурный режим работы колонны

Принимаем расчетное давление в колонне равным атмосферному (П=760 мм рт.ст.) При небольшом избыточном давлении температуры кипения разделяемых компонентов (ИПС и вода) будет мало отличаться от температуры кипения их при атмосферном давлении. При П=760 мм рт.ст. температуры кипения.

Изопропилового спирта

tсп.= 82,1оС=355,1 0К

воды

tв=100оС=373 0К

В интервале температур 82,4оС -100оС строим кривую равновесия фаз, расчет равновесных концентраций в жидкой и паровой фазах приведены в таблице 2.4.


Таблица 2.4 - Равновесные концентрации в жидкой и паровой фазах

tоСРсп. мм рт.ст.Рв мм.рт.ст.П мм.рт.ст.П-Рв Х=Рсп.-РвРсп Х У=П82,4 84 86 88 90 92 94 96 98 100760 824 890 955 1021 1109 1197 1285 1373 1460395 423 458 492 526 573 620 666 713 760760 760 760 760 760 760 760 760 760 7601 0,842 0,700 0,579 0,473 0,350 0,243 0,152 0,071 01 0,912 0,819 0,728 0,635 0,510 0,383 0,257 0,128 0

В соответствии с материальным балансом колонны 146 (таблица 2.3) массовые доли низкокипящего компонента бинарной смеси (изопропилового спирта) в питании ХF, дистилляте ХД и кубовом остатке составляют.


ХF =0,310; ХД=0,855; ХW=0,001, (2.1)


Пересчитываем массовые доли в мольные по формулам


ХF = (ХF / Мсп)/ (ХF/ Мсп+(1- ХF)/ Мв) , (2.2)

ХД = (ХД / Мсп)/ (ХД/ Мсп+(1- ХД) / Мв), (2.3)

ХW = (ХW / Мсп)/ (ХW/ Мсп+(1- ХW)/ Мв).(2.4)


ХF = (0,310/60)/ (0,310/60+(1-0,310)/18) = 0,119

ХД = (0,855/60)/ (0,855/60+(1-0,855)/18) = 0,639

ХW = (0,001/60)/ (0,001/60+(1-0,001)/18)= 0,0003

Определяем относительный мольный (на 1 к моль дистиллята) расход питания по формуле


F= (ХД - ХW)/( ХF - ХW), (2.5)


F = (0,639 - 0,0003)/( 0,119 - 0,0003) = 5,38

Определяем минимальное флегмовое число по формуле (7, 10) [1, с 321]


Rmin = (ХД - УF*)/( УF* - ХF),(2.6)


где УF* - мольная доля спирта в парах, равновесных с жидкостью питания

УF* = 0,22

Rmin = (0,639-0,22)/(0,22 - 0,119)= 4,19

Рабочее число флегмы определяем по формуле (7.12) [2, с 321]


R = 1,36 Rmin + 0,3


R = 1,3 х 4,19 + 0,3 = 5,75

Приняв, что разделяемая бинарная смесь подчиняется закону Рауля-Дальтона и, при условии, что потоки пара и жидкости количественно не меняются по высоте колонны, число тарелок определяем [3, с 66] аналитическим путем.

Минимальное число теоретических тарелок определяем по уравнению (П. 77) [3, с 66]


(2.7)


где УД = ХД = 0,639

ХW = 0,0003

? - коэффициент летучести, определяемый как среднее геометрическое от летучести компонентов в верху и в низу колонны [3, с 241]


(2.8)


где РВсп = 760 мм рт.ст. - давление паров спирта в верху колонны (по таблице 2.4)

РН СП = 1460 мм. рт.ст. - давление паров спирта в низу колонны

РВ В = 395 мм рт.ст. - давление паров воды в верху колонны (по таблице 2.4)

РН В = 760 мм.рт.ст. - давление паров воды в низу колонны

Принимаем минимальное число теоретических тарелок

Nmin = 14 шт

Число действительных тарелок по формуле (7,19) [2, с 322] равно


Nq= Nmin/ ?т, (2.9)


где ?т - коэффициент полезного действия тарелки (КПД)

Определяем среднюю температуру в колонне


tср = (tВ + tН)/2 , оС, (2.10)


где tВ - температура верха колонны, оС;

tН - температура низа колонны, оС

Эти температуры определяются по диаграмме t-х, у после проведения нижеизложенных расчетов.

По формуле (7.6) [2, с 320] составляем уравнение рабочей линии верхней (укрепляющей) части колонны


У = (R/(R+1)) Х + ХД/ (R + 1), (2.11)


У = (5,75/(5,75+1)) Х + 0,639/(5,75+1) = 0,852 . Х + 0,095, (2.12)

По формуле (7.7) [2, с 320] составляем уравнение рабочей линии нижней (исчерпывающей) части колонны


, (2.13)


Расчет концентрации жидкого спирта в колонне

Средние концентрации паров спирта в колоне находим по уравнениям рабочих линий [2, с 352]

в верхней части колонны


УсрВ = 0,852 , ХсрВ + 0,095, (2.14)


УсрВ = 0,852 , 0,379 + 0,095 = 0,418

в нижней части колонны


УсрН = 1,649 , ХсрН - 0,0002 (2.15)


УсрН = 1,649 , 0,060 - 0,0002 = 0,099

Средние температуры пара, соответствующие температурам верха и низа колонны находим по диаграмме t-х, у

при УсрВ tсрВ = 93оС = 366 К

этой температуре соответствует температура верха колонны, т.е.

tВ = 100оС = 373 К

при УсрН tсрН = 100оС = 373 К

этой температуре соответствует температура низа колонны, т.е.

tН = 93оС = 366 К

Найденные температуры соответствуют температурам в колоне, определенные в настоящее время технологическим регламентом базового предприятия.

Принимаем температуру ввода сырья колонны равной tс = 97оС = 370К и путем графического построения на диаграмме у, х=f(t) определяем мольную долю отгона сырья колонны


, (2.16)


Пересчитываем мольную долю отгона сырья в массовую по формуле [4, с 49]


е =(Мс / Му)е , (2.17)


где Мс - средний молекулярный вес исходного сырья [4, с 49]


(2.18)


Му = 60

L = (19,6/60) 0,2 = 0,065

Рассчитываем коэффициент полезного действия тарелки по методике, изложенной в [2, с 356], для чего находим произведение коэффициента летучести разделяемых компонентов на динамический коэффициент вязкости их смеси при средней температуре в колонне


tср = ( tв + tн)/2, (2.19)


tср = (93+100)/2 = 96 оС = 369 К

при tср = 96 оС давление насыщенных паров спирта и воды равны (см.таблицу 2.4)

Рсп = 1285 мм.рт.ст., Рв = 666 мм рт.ст.

Коэффициент относительной летучести равен [2, с 295]


? = Рсп/ Рв, (2.20)


? = 1285/666 = 1,93

Коэффициенты динамической вязкости разделяемых компонентов приняты при tср по таблице 1Х [2, с 516]

Мсп = 0,41 сП, Мв=0,30 сП

Средний коэффициент динамической вязкости


Мср = (Мсп + Мв)/2, сП, (2.21)


Мср = (0,41+0,30)/2= 0,355 сП

следовательно произведение ? . Мср равно ? . Мср = 1,93 . 0,355 = 0,685

при полученной величине ? . Мср находим по рис. 7.4. [2, с 323]

Zт = 0,53

Следовательно число действительно необходимы для разделения смеси ИПСа с водой при заданной четкости разделения тарелок равно

Nq = 14/0,53 » 27 шт

Определение необходимого диаметра и высоты ректификационной колонны

Определяем средние мольные массы паров в колонне

в верхней части колонны [2, с 353]:


МсрВ = УсрВ . Мсп + (1 - УсрВ) Мв, кг/К моль


МсрВ = 0,418 . 60 + (1 - 0,418)18 = 35,6 кг/К моль

в нижней части колонны


МсрН = УсрН . Мсп + (1 - УсрН) Мв, кг/К моль


МсрН = 0,099 . 60 + (1 - 0,099)18 = 22,2 кг/К моль

Плотности пара в колонне [2, с 353]:

в верхней части колонны


?срВ = (МсрВ . То)/ (22,4 . Тв), (2.22)


?срВ = (35,6 . 273)/( 22,4 . 366) = 1,18 кг/м3

в нижней части колонны


?срН = (МсрН . То)/(22,4 . Тн) , (2.23)


?срН = (22,2 . 273)/(22,4 . 373) = 0,75 кг/м3

Средняя плотность паров в колонне [2, с 353]:


?п = (?срВ + ?срZ)/2 , (2.24)


?п = (1,18 + 0,75)/2 = 0,96 кг/м3

Определяем среднюю плотность жидкости в колонне

в верхней части колонны


?жВ = ХспВ . ?сп + (1 - ХспВ) ?в, (2.25)


где ХспВ = 0,855 (по таблице 2.3)

?сп = 632 кг/м3 - плотность спирта при температуре верха колонны

Тв = 366, по таблице 1У [2, с 512]

?в = 975 кг/м3 - плотность воды

?жВ = 0,855 . 632 + (1 - 0,855) 975 = 681,7 кг/м3

в нижней части колонны


?жН = ХспН . ?сп + (1 - ХспН) ?в, (2.26)


где ХспН = 0,001 (по таблице 2.3)

?сп = 718 кг/м3 - плотность спирта при температуре низа колонны

Тн = 373 К

?в = 958 кг/м3 - плотность воды

?жН = 0,001 . 718 + (1 - 0,001) 958 = 957,8 кг/м3

Средняя плотность жидкости в колонне


?ж = (?жВ + ?жН)/2, (2.27)


?ж = (681,7 + 957,8)/2 = 819,8 кг/м3

Определяем допустимую скорость паров в колонне по формуле (7.17а) [2, с 322]


W = корень(C qж/qп,)(2.28)


где С - коэффициент, зависящий от типа тарелки (в нашем случае тип-ТСК-Р),

расстояния между тарелками и ряда других параметров.

В нашем случае С определяется по формуле (Ш.2) [3, с 117]


С = 8,47 . 10-51, К2, С12 (?-35)], (2.29)


где К1 = 1,2,

К2 = 1,0

С1 = 440 [3, с 119]

С2 = 4

? = 65

С = 8,47 . 10-5 [1,2 . 1,0 . 440 - 4 (65-35)] = 0,035

Допустимая (максимальная) скорость движения паров таким образом равна

W = корень(0,035 819,8/0,96) = 1,02 м/с

Объемный расход паров, проходящих по свободному сечению определяем по формуле [2, с 353]


V = (GД (R + 1) 22,4 . Тср . Ро)/( МсрВ . То . 3600 . Р), (2.30)


где GД = 3022 кг/ч (по таблице 2. 3)

R = 5,75

Ро = 1,033 кг/см2

Р = п = 1 кг/см2

МсрВ = 35,6 кг/к моль (рассчитана ранее)

То = 273 К,

Тср = 369К - средняя температура в колонне (рассчитана ранее)

V = (3022 (5,75 + 1) 22,4 . 369 . 1,033)/( 35,6 . 273 . 3600 . 1) = 4,98 м3

Определим диаметр колонны


Д = корень(4*V / W * ?) , (2.31)


где V - объемный расход паров, проходящих по свободному сечению м3

W - допустимая (максимальная) скорость движения паров м/с

? - 3,14.

Д = корень(4*4,98 / 1,02*3,14) = 2,5 м.

Определим высоту колонны


Нк = h * (n-1) + hw + hф + ho, (2.32)


где h- расстояние между тарелками (принимается по соответствующим нормам и ГОСТу)

n - число тарелок,

hw - высота кубовой части колонны, м

hф - высота колонны над верхней, м; ho - высота опоры, м.

Значение hw , hф ,ho принимают конструктивно с учетом высоты днища и крышки (обычно от 1 до 1,5 м).

Нк = 0,27* (66-1) + 1,70 +1,41 +3,49= 24,0 м

ВЫВОД: технологическими расчетами показано, что в результате увеличения мощности по сырью колонна К-146, имеющая внутренний диаметр 2800 мм, будет иметь определенный запас как по производительности, так и по обеспечению четкости разделения.

Тепловой баланс колонны

Запишем уравнение теплового баланса в общем виде


SQприх = SQ ух + Qпот, (2.33)


где SQприх - количество тепла, приходящее в колонну с материальными потоками, кВт

SQ ух - количество уходящего из колонны тепла с материальными потоками, кВт

Qпот - потери тепла в окружающую среду, кВт.

Рассчитываем количество тепла приходящее в колонну


SQприх = Qс + Qор + Qисп, (2.34)


где Qс - количество тепла, приходящее в колонну с сырьем (спирта-сырцом), кВт

Qор - количество тепла, приходящее в колонну с орошением (острым, холодным, испаряющимся), кВт

Qисп - количество тепла, вводимое в колонну, из подогревателя низа колонны, кВт.


Qс = GF . е . СсПtс + GF(1 - е)ССЖtс = GF. СсП + (1 - е) ССЖ]tс, кВт, (2.35)


где GF = 9270 кг/ч (таблица 2.3)

tс = 97оС - температура ввода сырья

е = 0,122 - массовая доля отгона сырья

СсП - теплоемкость сырья в паровой фазе


СсП = ХFСспП +(1 - ХF)СвП, (2.36)


где ХF = 0,31 (таблица 2.3)

СспП = 3,62 кДж/кг град - теплоемкость паров ИПС по номограмме 8 [9, с6],

при tс СвП = 4,82 кДж/кг . град - теплоемкость паров воды


СсП = 0,31 . 3,62 +(1 - 0,31)4,82 = 4,44, (2.37)


где СсЖ - теплоемкость жидкого сырья


СсЖ = ХFСспЖ +(1 - ХF)СвЖ, (2.38)


где СспЖ = 3,80 кДж/кг . град - теплоемкость жидкого спирта по приложению Ш [1, с424]

СвЖ = 4,19 кДж/кг . град

СсЖ = 0,31 . 3,80 +(1 - 0,31)4,19 = 4,07 кДж/кг . град

Qс = (9270/3600) [0,122 . 4,44 +(1 - 0,122)4,07]97 = 1027,9 кВт


Qор = Gор . Сор = GДR[ХД . СспЖ + (1 - ХД) СвЖ]tор, (2.39)


где GД = 3022 кг/ч (по таблице 3.3) - количество ректификата, уходящего с верха колонны;

R = 5,75 - флегмовое число (рассчитано выше)

ХД = 0,855 - массовая доля спирта в ректификате (по таблице 2.3) т.к. составы ректификата и орошения совпадают СспЖ = 2,96 кДж/кг . град - теплоемкость жидкого спирта при t = 40оС по приложению Ш [1, с 424]

СвЖ = 4,19 кДж/кг . град - теплоемкость воды

Qор = ((3022 . 5,75)/3600) [0,855 . 2,96 +(1 - 0,855)4,19]40 = 605,9 кВт

Qисп - будет найдено после расчета статей теплового баланса

Рассчитываем количество тепла, уходящего из колонны


SQух = QД + QW + Qпот, (2.40)


где QД - количество тепла уходящее с парами верха колонны, кВт

QW - количество тепла, уходящее с жидким остатком с низа колонны, кВт

Qпот - потери тепла в колонне, принимаем в размере 5% от количества тепла приходящего в колонну


QД = GД (R + 1)[ХД . СспП + (1 - ХД) СвП]tД, (2.41)


где ХД = 0,855; СспП = 3,62 кЖД/кг . град - теплоемкость паров спирта при t = 93оС по номограмме 8 [5, с 6]

СвП = 4,80 кдж/кг . град - теплосодержание паров воды при t = 97оС

QД =(3022(5,75 + 1))/3600 [0,855 . 3,62 +(1 - 0,855)4,80]97 = 2083,7 кВт


QW = GW. СспЖ + (1 - Х) СвЖ]tн,(2,42)


где ХW = 0,001 - массовая доля спирта в жидком остатке (таблица 2.3)

СспЖ = 3,84 кДж/кг . град - теплоемкость жидкого спирта при tн = 100оС по приложению Ш [1, с 424]

СвЖ = 4,23 кДж/кг . град - теплоемкость воды по приложению III [1, с 424]

QW = (6248/3600) [0,001 . 3,84 +(1 - 0,001)4,23]100 = 734,1 кВт

Потери тепла составляют


Qпот = 0,05SQприх = 0,05(Qс + Qор + Qисп), (2.43)


т.е. Qс + Qор + Qисп = QД + QW + 0,05(Qс + Qор + Qисп)

или 1027,9 + 605,9 +Qисп =2083,7 + 734,1 + 0,05(1027,9 + 605,9 + Qисп)

Тепло, которое необходимо внести в низ колонны с помощью кипятильника (испарителя) равно:

Qисп = 1332,3 кВт, а потери составляют

Qпот = (1027,9 + 605,9 + 1332,3)0,05 = 148,3 кВт

Проводим проверку по основному уравнению теплового баланса колонны

,9 + 605,9 + 1332,3 = 2083,7 + 734,1 + 148,3

2966,1 = 2966,1 кВт

Результаты расчета теплового баланса колонны представлены в таблице 2.5


Таблица 2.5 - Тепловой баланс колонны К-146

Статьи балансаОбозначениеФазовое состояниеТ, оСКоличество тепла, кВт Приходит: 1 с сырьем 2 с орошением 3 из кипятильника Qс Qор Qисп Ж + п Ж п 97 40 100 1027,9 605,9 1332,3 ВсегоåQприх--2966,1 Уходит 1 с дистиллятом 2 с остатком 3 потери QД QW Qпот П Ж - 93 100 - 2083,7 734,1 148,3 Всего---2966,1

Технологический расчет холодильника Х-147

Подбор холодильника осуществляется в соответствии с данными таблицы 2.3.2

1Холодильник 147

Назначение конденсация паров дистиллята, охлаждающий агент - вода подаваемая с промышленной сети.

Необходимую поверхность холодильника определяем по формуле (4.72) [2, с 168]


Fдефл = QД//( К . DТср), м2


где QД/ - тепловая нагрузка на холодильник, равная количеству тепла, отнимаемого от паров дистиллята при его полной конденсации при температуре верха колонны Тв = 366 К


QД = GД . ЧД, кВт


где QД = Gр(R + 1), кг/с

ЧД = Чсп . ХД + Чв(1 - ХД), кДж/кг - теплота конденсации смеси спирта и воды (численно равная теплоте испарения при Т = 366 К)

Чсп = 647,9 кДж/кг - теплота испарения ИПС по таблице ХLУ [2, с 542], при Тв = 366 К

Чв = 2276 кДж/к - теплота испарения воды

QД/ = ((3022(5,75 +1))/3600) [647,9 . 0,855 +(1 - 0,855)2276] = 5008,8 кВт

Приняв потери тепла в холодильнике в размере 5%, находим количество тепла, которое необходимо передать воде

QД/ = 5008,8 . 0,95 = 4758,4 квт

Для определения DТср составляем расчетную схему



DТ1 = Тв - Тн = 366 - 293 = 73 К

DТ2 = Тв - Тк = 366 - 313 = 53 К


т.к. отношение


DТ1 / DТ2= 73/53 = 1,38 < 2


то [14, с 379] среднюю разность температур рассчитываем по формуле (11.29) [14, с 379]


DТср = (DТ1 + DТ2 )/2, К


DТср = (73+53)/2= 63 К

К - коэффициент теплопередачи, для холодильников [2, с 172, таблица 4.8.] К = 300 - 800 в т\м2 . град

Принимаем К = 600 в т/м2 . град

Тогда необходимая поверхность холодильника равна

F = (4758,4 . 103)/ (600 . 63)= 126 м2

По ГОСТ 14247-79 [5, с 255] принимаем стандартный холодильник с характеристикой:

-поверхность теплообмена F = 147 м2

-диаметр кожуха Д вн = 1200 мм

диаметр труб d тр = 25 х 2 мм

число ходов по трубам - 2


.4 Выбор и характеристика оборудования блока ректификации


В блоке ректификации используется оборудование: ректификационные колонны, теплообменники, насосы, емкости.

Для производства продуктов желаемой степени чистоты с высокими выходами служат ректификационные колонны. В среднюю часть колонн поступает сырье, нагретое до температуры tF. В колонне происходит процесс однократного испарения сырья, в результате которого образуются пары GF и жидкость gF, находящиеся в равновесии. На любой тарелке колонны, например, n-ый, происходит контакт между парами Gn-1, поднимающийся на эту тарелку, и жидкостью gn+1, стекающей на эту же тарелку. При контакте этих потоков составы фаз изменяются и пары обогащаются НКК, а жидкость - ВКК. Пары Gn, поднимающиеся с n-ой тарелки, богаче НКК, чем пары Gn-1, а жидкость gn, богаче ВКК, чем жидкость gn+1. Затем пары Gn поступают на вышележащую тарелку n +1, а жидкость gn, на нижележащую тарелку n -1, где они контактируют с соответствующими потоками жидкости и паров.

Контактирование встречных потоков фаз осуществляется до тех пор, пока не будут достигнуты желаемые составы продуктов колонны: верхнего, называемого дистиллятом или ректификатом уD, и нижнего, называемого остатком xw.

Та часть колонны, в которую вводится сырье, называется питательной секцией. Часть колонны, находящаяся выше ввода сырья, называется питательной секцией. Часть колонны, находящаяся выше ввода сырья, называется концентрационной или укрепляющей, а ниже ввода сырья - отгонной или исчерпывающей.

В процессе ректификации требуется подводить или отводить тепло, чтобы обеспечить требуемые температуры в соответствующих аппаратах.

Для этих целей служат специальные аппараты, называемые теплообменниками. В теплообменниках один поток отдает тепло, а другой его воспринимает, т.е. один поток нагревается, а другой охлаждается.

В процессе ректификации применяются теплообменники жесткого типа и теплообменники с плавающей головкой.

Теплообменники жесткого типа имеют цилиндрический корпус, в котором установлен трубный пучок, закрепленный в трубных решетках, в которых трубки крепятся развальцовкой или сваркой. Корпус аппарата закрыт крышками. Внутри корпуса установлены перегородки, создающие определенное направление движению потока и увеличивающее его скорость в корпусе.

Теплообменники с плавающей головкой. В этих аппаратах один конец трубного пучка закреплен в трубной решетке, связанной с корпусом, а второй может свободно перемещаться относительно корпуса при температурных изменениях длины трубок. Это устраняет температурные напряжения в конструкции и позволяет работать с большими разностями температур теплообменивающих сред. Кроме, того, возможна чистка трубного пучка и корпуса аппарата, облегчается замена труб пучка.

Для перемещения жидкостей по трубопроводам служат гидравлические машины-наосы. Подводимая от двигателя энергия преобразуется в насосе в энергию потока жидкости.

На балке ректификации используются центробежные насосы. Центробежный насос состоит из рабочего колеса с криволинейными лопатками, сидящего на валу. Вал приводится во вращение от электродвигателя. Рабочее колесо вращается в неподвижном корпусе, рабочая спиральная камера которого имеет переменное сечение и через задвижку и обратный клапан соединена с нагнетательным трубопроводом.

При вращении рабочего колеса, заполняющая его каналы жидкость перемещается от центра к периферии, поступает в спиральную камеру и оттуда - в нагнетательный трубопровод.

Емкость служит для приема, отстоя, хранения и дальнейшей перекачки жидкости. Используются емкости закрытого типа, футерованные и нефутированные.

спирт сернокислый гидратация колонна


3. Организационно-экономическая часть


.1 Расчёт себестоимости 1 тонны целевого продукта по данным базового предприятия


Расчет себестоимости продукции, выпущенной за год основан на классификации затрат по статьям калькуляции. Калькуляционные статьи принимаются в соответствии с нормативами базового предприятия ЗАО «Завод синтетического спирта».

1 статья - Сырьё

Определяется исходя из цены сырья и годовой производственной мощности предприятия по формуле:


С с = Ц * ПМ, (3.1)


где Сс - стоимость сырья, руб;

Ц - цена 1 тонны сырья, руб;

ПМ - годовая производственная мощность установки по сырью, т/год.

Под производственной мощностью подразумевается возможное количество сырья, которое можно переработать установка за год при условии полного использования оборудования.

Время работы установки непрерывное, время простоя на ремонтах принимается исходя из Положения ППР базового предприятия, и составляет:

-капитальный ремонт 15 дней.

Расчет эффективного фонда рабочего времени установки производится по формуле:


Т эф = Т кал - Т прост (3.2)


где Т эф - эффективный фонд рабочего времени, дни;

Т кал. - календарный фонд рабочего времени, дни;

Т прост. - время простоя установки в период капитальных и текущих ремонтов, дни;

Т эф = 365 - 15 = 350 дней

Годовая производственная мощность установки определяется по формуле:


ПМ = Q * Т эф (3.3)


где Q - среднесуточная мощность установки, т/сутки.

ПМ = 81,42 * 350 = 28 500 т/год


Таблица 3.1 - Производственная программа по данным предприятия

Статьи баланса% масст/годкг/чПриходит: 1 Сырье 1.1 Пропан-пропиленовая фракция 2 Вспомогательные материалы 2.1 Серная кислота 2.2 Едкий натр 2.3 Вода на гидролиз 33,2 3,6 0,6 62,6 26 900 2929,0 488,2 50104,5 3202 349 58 5965 ВСЕГО10080421,79574Уходит: 1 Калькулируемая продукция: - изопропиловый спирт ИПС (конц. 85,5%) 2 Попутная продукция: 2.1 ДИИПЭ 2.2 Полимеры 3 Вода в систему оборотного водоснабжения 4 Потери 30,35 3,0 0,3 63,5 2,85 24408,0 2412,6 241,3 51067,8 2292,0 2906 287 28,7 6080 272,3 ВСЕГО10080421,79574

Цена 1 т сырья принимаем условно исходя из действующих цен базового предприятия 20 100 руб. за 1т.

С с = 26 900*20 100 = 540 690 000 руб.

статья - Вспомогательные материалы.

Стоимость вспомогательных материалов определяется исходя из нормы расхода на 1т. выпущенной продукции, установленной технологическим процессом и цены 1 т.


Таблица 3.2 - Стоимость вспомогательных материалов

Наименование вспомогательных материаловНорма расхода, т/т продуктаЦена за 1 т, руб.Сумма, руб.Потребность, т1 Натр едкий 2 Серная кислота (концентрация 94%)0,02 0,1216 000 1 7307 811 200 5 067 170488,2 2929Итого12 878 370

статья - Энергоресурсы


Таблица 3.3 - Стоимость энергоресурсов

Наименование энергоресурсовНорма расходаЦена за 1 т, руб.Сумма, руб.Потребность. т1 Пар, Гкал/т 2 Электроэнергия, кВт/ч/т 3 Оборотная вода, 1 000 м3/т 4 Сжатый воздух, 1000 м3/ч/т4,41 359 0,485 0,260634 3,25 930 57568 243 126 28 478 034 11 009 340 3 648 950107 639 8 762 472 11 838 6 346Итого111 379 450

статья - Заработная плата

Общий годовой фонд заработной платы работников установки зависит от количества отработанных дней списочной численности работников и их часовой тарифной ставки. Для расчета используется данные базового предприятия исходя из сложившихся норм и нормативов.

Режим установки непрерывный, условия труда вредные, продолжительность рабочей смены - 12 часов, четырех бригадный график смены.

Расчет годового фонда заработной платы производится на основе действующих тарифных ставок эффективного фонда рабочего времени по формуле:


Таблица 3.4 - Баланс рабочего времени среднесуточного рабочего

ПоказателиЗначение1 Календарный фонд рабочего времени 2 Выходные 3 Максимально возможный фонд времени 4 Плановые целодневные невыходы 4.1 Отпуск 4.2 Больничный 4.3 Государственные обязанности 4.4 Учебный отпуск 5 Эффективный фонд рабочего времени365 365/2 =91 365-91=274 42 5 1 1 225

Таблица 3.5 - Численность основных производственных рабочих

СпециальностьРазрядЧасовая тарифная ставкаДневная тарифная ставкаЯвочная численностьСписочная численностьв сменув сутки1 ст. аппаратчик (абсорбции) 2 аппаратчик абсорбции 6 460,80 47,25729,60 567,001 12 24 43 аппаратчик гидролиза 4 аппаратчик перегонки ИПС и ДИИПЭ 5 аппаратчик перегонки ИПС4 5 347,25 51,60 39,50567,00 619,20 474,001 1 12 2 24 4 4Итого: --------51020

ФЗПобщ= ФЗПосн + ФЗПдоп + ФЗПурал.коэф, (3.4)


где ФЗП общ - фонд заработной платы общий, руб.;

ФЗП осн - фонд заработной платы основной, руб.;

ФЗП доп - дополнительный фонд заработной платы, руб.;

ФЗП урал.коэф, - фонд заработной платы по районному коэффициенту, руб.


ФЗПосн= ЗПтар + ЗПноч + ЗПпр.дни + ЗПпрем, (3.5)


где ЗП тар - заработная плата по тарифу, руб.;

ЗП ноч - заработная плата за ночную смену, руб.;

ЗП пр.дни - заработная плата в праздничные дни, руб.;

ЗП прем - заработная плата премии, руб.


ЗПтар = ДТСх Тэ *Чспис,(3.6)


где ДТС - дневная тарифная ставка, руб.;

Т э - эффективный фонд рабочего времени, дни;

Ч спис - списочная численность, чел.;

ЗП тар(6) = 729,60*225*4 = 656 640 руб.;

ЗП тар(4) = 567,00*225*4 = 510 300 руб.;

ЗП тар(4) = 567,00*225*4 = 510 300 руб.;

ЗП тар(5) = 619,20*225*4 = 557 280 руб.;

ЗП тар(3) = 474,00*225*4 = 426 600 руб.;

ЗП тар.общ = 2 661 120 руб.

Доплата за работу в ночное время вычисляется по формуле:


ЗПноч =ЗПтар *1/3 *40 %,(3.7)


где 1/3 - количество ночных часов;

% - доплата за ночное время;

ЗП ноч(6) =656 640 *1/3*40% = 87 552,00 руб.;

ЗП ноч(4) = 510 300*1/3*40% = 68 040,00 руб.;

ЗП ноч(4) = 510 300 *1/3*40% = 68 040,00 руб.;

ЗП ноч(5) = 557 280*1/3*40% = 74 304,00 руб.;

ЗП ноч(3) = 426 600*1/3*40% = 56 880,00руб.;

ЗП ноч.общ. = 354 816,00 руб.

Доплата за работу в праздничные дни производится по формуле:


ЗПпр.дни = ДТС * 12 * Чяв, (3.8)


Где 12 - количество праздников в году;

Ч яв - явочная численность в сутки, чел.;

ЗП пр.дни(6) = 729,60*12*2 = 17 510,40 руб.;

ЗП пр.дни(4) = 567,00*12*2 = 13 608,00 руб.;

ЗП пр.дни(4) = 567,00*12*2 = 13 608,00 руб.;

ЗП пр.дни(5) = 619,20*12*2 = 14 860,80 руб.;

ЗП пр.дни(3) = 474,00*12*2 = 11 376,00 руб.;

ЗП пр.дни/j,o = 70 963,20 руб.

Премия планируется в размере 50 % от тарифа и определяется по формуле:


ЗПпрем = ЗПтар * 50%,(3.9)


где 50%- процент премии;

ЗП прем(6) = 656 640*50% = 328 320,00 руб.;

ЗП прем(4) = 510 300*50% = 255 150,00 руб.;

ЗП прем(4) = 510 300*50% = 255 150,00 руб.;

ЗП прем(5) = 557 280*50% = 278 640,00 руб.;

ЗП прем(3) = 426 600*50% = 213 300,00 руб.;

ЗП прем/общ = 1 330 560,00 руб.


ФЗПосн= ЗПтар + ЗПноч + ЗПпр.дни + ЗПпрем (3.10)


ФЗП осн(6) = 656 640 + 87 552 + 17 510,40+ 328 320 = 1 090 022,40 руб.;

ФЗП осн (4) = 510 300 + 68 040 + 13 608+ 255 150 = 847 098,00 руб.;

ФЗП осн (4) = 510 300 +68 040+ 13 608 + 255 150 = 847 098,00 руб.;

ФЗП осн )5) = 557 280 + 74 304 + 14 860 +278 640 = 925 084,00 руб.;

ФЗП осн(3) = 426 600+ 56 880+ 11 376 + 213 300 = 708 156,00 руб.;

ФЗП осн.общ= 1 090 022,40+ 847 098+ 847 098 +925 084,80 + 708 156 = = 4 417 459,20 руб.


ФЗПдоп= ЗПотп + ЗПб + ЗПгос.об + ЗПуч.от,(3.11)


где ЗП отп - заработная плата отпуск, руб.;

ЗП б - заработная плата по больничному листу, руб.;

ЗП гос.об - заработная плата по государственным обязанностям, руб.;

ЗП уч.от - заработная плата учебного отпуска, руб.

Оплата за отпуск вычисляется по формуле:


ЗПотп = (ФЗПосн * Qотп)/ Тэ,(3.12)


Где Q отп - количество дней отпуска;

ЗП отп(6) = 4 417 459,20 * 42/225 = 824 592,40 руб.

Оплата за выполнение ГО вычисляется по формуле:


ЗПгос.об. = (ФЗПосн * Qгос.об)/ Тэ, (3.13)


где Q гос.об - дни выполнения ГО;

ЗП гос.об. = 4 417 459,20 *1/225 = 19 633,15 руб.

Оплата по больничному листу вычисляется по формуле:


ЗПб. = (ФЗПосн * Qб)/ Тэ, (3.14)


где Q гос.об - дни по больничному листу;

ЗП гос.об. = 4 417 459,20 *5/225 = 98 165,78 руб.


Оплата за учебный отпуск вычисляется по формуле:


ЗПуч.от = (ФЗПосн * Qуч.от) / Тэ, (3.15)


где Q уч.от - дни выполнения ГО;

ЗП уч.от = 4 417 459,20 *1/225 = 19 633,15 руб.;

ФЗП доп= 824592,40 + 19633,15 + 98 165,78 + 19 633,15 = 962 024,48 руб.

Доплата по районному коэффициенту вычисляется по формуле:


ФЗПрк = (ФЗПосн+ФЗПдоп)*0,15(3.16)


ФЗП рк = (4 417 459,20+ 962 024,48)*0,15 = 806 922,55 руб.;

ФЗП общ = 4 417 459,20 + 962 024,48 + 806 922,55 = 6 186 406,23 руб.


статья - Зарплата ИТР


Таблица 3.6 - Зарплата ИТР

ДолжностьОкладНачислено за годДоплата ИтогоРайонный коэффициентВсего начислено%прем.%?Начальник установки17 500210 000501050003150001547250362 250Механик15 250183 00050915002745001541175315 675Итого32 750393 00019650058950088425677 925

статья - Отчисления на социальное страхование составляет в настоящее время 26,2 % от начисленной заработной платы рабочих и ИТР.


З с.с. = (ФЗПобщ+ ЗПитр) * 26,2% , (3.17)


Зс.с. = (6 186 406,23+677 925) * 26,2% =1 798 454 руб.

статья - Затраты на содержание и эксплуатацию машин и оборудования

.1 Амортизационные отчисления

Ао =Соф * На,(3.18)


Где С оф - первоначальная стоимость основных фондов (стоимость установки) взята по данным базового предприятия составляет 11 687 060 руб.;

Н а = 10,5 % - норма амортизации;

А о = 11 687 060 * 10,5 % = 1 227 141 руб.

.2 Затраты на текущий ремонт


Зтек.ро * 17%,(3.19)


где17 % - затраты на текущий ремонт планируется в размере 17 % от амортизационных отчислений;

З т.р. = 1 227 141 * 17 % = 208 614 руб.

.3 Прочие затраты на содержание и эксплуатацию оборудования


Зпроч = Ао * 11%, (3.20)


где 11 % - прочие затраты на содержание и эксплуатацию оборудования планируется в размере 11 % от амортизационных отчислений;

З проч. = 1 227 141 * 11% = 134 985,5 руб.;

З общ. = 1 227 141 + 208 614 + 134 985,5 = 1 570 740,5 руб.

7 статья - Внутризаводская перекачка


Звп = Qс * Сп ,(3.21)


Где С с - количество перерабатываемого сырья в год, т.;

С п = 25 руб. - стоимость перекачки 1т сырья (взята по данным базового предприятия);

З вп = 26 700 * 25 = 667 500 руб.

статья - Цеховые расходы

Это расходы по управлению цехом, его содержанию. Планируется в размере 15% от прямых затрат на обработку сырья без учета расходов на сырье и вспомогательные материалы, что дает возможность устранить влияние колебания цен на сырье, реагенты на сумму цеховых расходов.


П про.затр = Зэнер + Ззар.пл + Зс.с + Змашвп, (3.22)


П про.затр = 111 379 450 + (6 186 406,23+677 925) + 1 798 454 + 1 570 740,5 + + 667 500 = 122 280 476 руб.


Зцех = П про.затр *15 %,(3.23)


Зцех= 122 280 476 *15 % = 18 342 071 руб.

статья - Общезаводские расходы

Расходы по управлению заводом, его содержанию. Планируются в размере 20 % от прямых затрат.


Зоб.зав = П про.затр *20 %,(3.24)


З цех= 122 280 476 *20 % = 24 456 095 руб.

статья - Внепроизводственные расходы

Расходы по реализации продукции. Планируются в размере 1% от прямых затрат.


Звнезав. = П про.затр *1%, (3.25)


З внезав= 122 280 476 *1 % = 1 222 805 руб.

Итого: полная себестоимость всей выпущенной продукции

690 000 + 12 878 370 + 111 379 450 + 6 186 406,23 + 677 925 + 1 798 454 +1 570 740,5 + 667 500 + 18 342 071 + 24 456 095 + 1 222 805 = 719 869 817 руб.

Стоимость попутного продукта оценивается условно по нормативам базового предприятия и составляет:

Цена за 1 тн ДИИПЭ - 18 100 руб.

поп.пр. ДИИПЭ= 2412,6 * 18 100 = 43 668 060 руб.,

Где 2412,6 т/год - количество ДИИПЭ.

Цена за 1 тн полимеров - 10 700 руб.

поп.пр. полимер.= 241,3* 10 700 = 2 581 910 руб.,

Где 241,3 т/год - количество полимеров.

Стоимость попутного продукта определяется:

Ст кал. = 43 668 060 + 2 581 910 = 46 249 970 руб.

Себестоимость всей основной продукции:

З ос = 719 869 817 - 46 249 970 = 673 619 847 руб.


Таблица 3.7 - Себестоимость 1т. калькулируемого продукта

Статья затратУд. вес, %Общие затраты, рубСебестоимость 1 т калькулируемого продукта ИПС, руб.Сырье80,26540 690 00022 152,1Вспомогательные материалы1,912 878 370527,6Энергоресурсы16,5111 379 4504 563,2Заработная плата1,026 864 331,23281,2Социальное страхование0,271 798 45473,68РСЭМО0,231 570 740,564,35Внутризаводская перекачка0,1667 50027,34Цеховые затраты2,718 342 071751,48Общезаводские затраты3,6524 456 0951 001,97Внепроизводственные затраты0,181 222 80550,1Попутная продукция6,8146 249 9701 894,72Итого за вычетом попутной продукции100673 619 84727 598,3

3.2 Расчет себестоимости 1 т целевого продукта по проекту


Таблица 3.8 - Производственная программа по проекту

Статьи баланса% масст/годкг/чПриходит: 1 Сырье 1.1 Пропан-пропиленовая фракция 2 Вспомогательные материалы 2.1 Серная кислота 2.2 Едкий натр 2.3 Вода на гидролиз 33,2 3,6 0,6 62,6 27 800 3046,2 507,7 52287,9 3309 363 60 6225 ВСЕГО10083641,89957Уходит 1 Калькулируемая продукция: - изопропиловый спирт ИПС (конц. 85,5%) 30,35 25385,2 30222 Попутная продукция: 2.1 ДИИПЭ 2.2 Полимеры 3 Вода в систему оборотного водоснабжения 4 Потери 3,0 0,3 63,5 2,85 2509,1 250,9 53112,5 2383,7 304,3 30,4 6440 289,3 ВСЕГО10083641,89957

статья - Сырьё.

Определяется исходя из цены сырья и годовой производственной мощности предприятия по формуле


С с = Ц * ПМ, (3.26)


где С с - стоимость сырья, руб.;

Ц - цена 1 тонны сырья, руб.;

ПМ - годовая производственная мощность установки по сырью, т/год.

С с = 27 800*20 100 = 558 780 000 руб.

статья - Вспомогательные материалы.

Стоимость вспомогательных материалов определяется исходя из нормы расхода на 1т выпущенной продукции, установленной технологическим процессом и цены 1 т.


Таблица 3.9 - Стоимость вспомогательных материалов

Наименование вспомогательных материаловНорма расхода, т/т продуктаЦена за 1 т, руб.Сумма, руб.Потребность, т.1 Натр едкий 2 Серная кислота (концентрация 94%)0,02 0,1216 000 1 7308 123 200 5 269 926507,7 3046,2Итого13 393 126

статья - Энергоресурсов


Таблица 3.10 - Стоимость энергоресурсов

Наименование энергоресурсовНорма расходаЦена за 1 т, руб.Сумма, руб.Потребность, т.1 Пар, Гкал/т 2 Электроэнергия, кВт/ч/т 3 Оборотная вода, 1 000 м3/т 4 Сжатый воздух, 1000 м3/ч/т4,41 359 0,485 0,260634 3,25 930 57570 975 666 29 618 183 11 450 160 3 795 000111 949 9 113 287 12 312 6 600Итого115 839 009

Заработная плата (статья 4), отчисления на социальное страхование (статья 5), затраты на содержание и эксплуатацию машин и оборудования (статья 6) рассчитаны выше.

7 статья - Внутризаводская перекачка


З вп = Qс * Сп , (3.27)


где С с - количество перерабатываемого сырья в год, т;

С п = 25 руб. - стоимость перекачки 1т сырья (взята по данным базового предприятия)

З вп = 27 800 * 25 = 695 000 руб.

статья - Цеховые расходы

Это расходы по управлению цехом, его содержанию. Планируется в размере 15 % от прямых затрат на обработку сырья без учета расходов на сырье и вспомогательные материалы, что дает возможность устранить влияние колебания цен на сырье, реагенты на сумму цеховых расходов.


П про.затр = Зэнер + Ззар.пл + Зс.с + Змашвп, (3.28)


П про.затр = 115 839 009+ (6 186 406,23+677 925) + 1 798 454 + 1 570 740,5 + + 695 000 = 126 767 535 руб.


Зцех = П про.затр *15 %, (3.29)


З цех= 126 767 535 *15 % = 19 015 130 руб.

статья - Общезаводские расходы

Расходы по управлению заводом, его содержанию. Планируются в размере 20 % от прямых затрат.


Зоб.зав = П про.затр *20%,(3.30)


З цех = 126 767 535 * 20 % = 25 353 507 руб.

статья - Внепроизводственные расходы

Расходы по реализации продукции. Планируются в размере 1 % от прямых затрат.


Звнезав. = П про.затр *1%, (3.31)


З внезав = 126 767 535 *1 % = 1 267675 руб.

Итого: полная себестоимость всей выпущенной продукции

780 000 + 13 393 126 + 115 839 009 + 6 186 406,23 + 677 925 + 1 798 454 +1 570 740,5 + 695 000 + 19 015 130 + 25 353 507 + 1 267675 = 744 576 973 руб.

Стоимость попутного продукта оценивается условно по нормативам базового предприятия и составляет:

Цена за 1 тн ДИИПЭ - 18 100 руб.

поп.пр. ДИИПЭ = 2509,1* 18 100 = 45 414 710 руб.,

где2509,1 т/год - количество ДИИПЭ.

Цена за 1 тн полимеров - 10 700 руб.

поп.пр. полимер.= 250,9 * 10 700 = 2 684 630 руб.

где250,9 т/год - количество полимеров.

Стоимость попутного продукта определяется:

Ст кал. = 45 414 710 + 2 684 630 = 48 099 340 руб.

Себестоимость всей основной продукции:

З ос = 744 576 973 - 48 099 340 = 696 477 633 руб.


Таблица 3.11 - Себестоимость 1т калькулируемого продукта

Статья затратУд. вес, %Общие затраты, руб.Себестоимость 1 тн калькулируемого продукта ИПС, руб.Сырье80,23558 780 00022 012,0Вспомогательные материалы1,9213 393 126527,6Энергоресурсы16,6115 839 0094 563,2Заработная плата0,986 864 331,23270,4Социальное страхование0,261 798 45470,8РСЭМО0,221 570 740,561,9Внутризаводская перекачка0,1695 00027,4Цеховые затраты2,7319 015 130749,0Общезаводские затраты3,6425 353 507998,8Внепроизводственные затраты0,181 267 67549,9Попутная продукция6,8648 099 3401 894,6Итого за вычетом попутной продукции100696 477 63327 436,4

3.3 Сравнительный анализ себестоимости продукции по данным базового предприятия до и после реконструкции


Таблица 3.12 - Сравнительный анализ себестоимости 1 т целевого продукта по данным базового предприятия и после реконструкции

Наименование показателейЗатраты Отклонения по даннымпо проектуабс.отн. %Сырье22 152,122 012,0-140,1-0,63Вспомогательные материалы527,6527,600Энергоресурсы4 563,24 563,200Заработная плата281,2270,4-10,8-3,84Социальное страхование 73,6870,8-2,88-3,9РСЭМО64,3561,9-2,45-3,8Внутризаводская перекачка27,3427,40,060,22Цеховые расходы751,48749,0-2,48-0,33Общезаводские расходы1 001,97998,8-3,17-0,32Внепроизводственные расходы50,149,9-0,2-0,4Попутная продукция1 894,721 894,6-0,12-0,006ИТОГО за вычетом попутной продукции27 598,327 436,4-161,9-0,58

3.4Расчет технико-экономической целесообразности проекта


Фондоотдача = кол-во выпущенной продукции за год, т/ стоимость основных фондов, тыс. руб. (3.32)


Ф БП = 24 408 / 11 687 060 = 0,0021 т / руб.

Ф Пр = 25 385,2 / 11 687 060 = 0,0022 т / руб.

Годовая экономия определяется по формуле:


Э год = (С1 - С2)*Q(3.33)


где С1 - себестоимость 1т. базового предприятия;

С2 - себестоимость 1т. по проекту;

Q - количество целевого продукта по проекту

Э год = (27 598,3 - 27 436,4) * 25 385,2 = 4 109 864 руб.


Вывод: Считаю повышение производительности по сырью целесообразным так как растет производительности труда на 44,4 т/чел. год, снижается себестоимость продукции на 161,9 руб., выработка продукции ИПС по году увеличилась на 977,2 т.


Таблица 3.13 - Технико-экономические показатели базового предприятия и по проекту

Показатели Ед. изм.ЗначенияОтклоненияБазового предприятияПо проекту1 Мощность установкит/год26 90027 8009002 Количество целевого продуктат/год24 408,025 385,2977,23 Капитальные вложенияруб.11 687 06011 687 06004 Удельные капитальные вложенияруб.434,5420,4-14,15 Фондоотдачат/руб.0,00210,00220,00016 Численность работающихчел.222207 Производительность трудат/чел.1 109,51153,944,48 Себестоимость 1тонныруб.27 598,327 436,4-161,99 Экономия годоваяруб.-4 109 864-

Заключение


Главные задачи пояснительной записки были полностью выполнены: в технологической части подробно рассмотрены основы процесса; в расчетной части - составлены материальные балансы установки, колонн К-46, К-146, произведен расчет проектируемых аппаратов; в экономической - определены технико-экономические показатели работы установки.

Технологическим расчетом показано, что замена в действующей в настоящее время в ректификационной колонне К-146, имеющей внутренний диаметр 2800 м, решетчатых тарелок на колпачковые улучшают четкость разделения, снижает потери спирта. Холодильник Х-147, установленный в настоящее время, в замене не нуждается, так как имеет определенный запас по производительности.

В разделе "Охрана труда" проведен анализ и характеристика технологического процесса с точки зрения пожаро-, взрывоопасности и вредности производства.

В разделе "Охрана окружающей среды" предложен ряд мероприятий по защите окружающей среды от загрязнения в период монтажных и ремонтных работ, способ защиты окружающей среды от загрязнения, меры контроля по герметизации и надежности аппарата.

Расчет технико-экономических показателей показал целесообразность проекта: растет производительность труда на 44,4 т/ чел.год, снижается себестоимость продукции на 161,9 руб., выработка продукции ИПС по году увеличилась на 977,2 т.


Список использованных источников


1 Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты, М., Химия, 1971, 296 с.

Кузнецов А.А. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности, М., Химия, 1985, 344 с.

Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, Л., Химия, 1971, 296 с.

Романков П.Г., Носков А.А. Сборник расчетных диаграмм по курсу поцессов и аппаратов химической технологии, Л., Химия, 1977, 24 с.

Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа, М., Химия, 1973, 273 с.

Флореа О., Смигельский О. Расчеты по процессам и аппаратам химической технологии, М., Химия, 1971, 448 с.


Теги: Реконструкция действующего оборудования установки сернокислотной гидратации пропилена на ЗАО "Завод синтетического спирта"  Диплом  Химия
Просмотров: 41899
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Реконструкция действующего оборудования установки сернокислотной гидратации пропилена на ЗАО "Завод синтетического спирта"
Назад