Конверсия метана

Давление

6ч8

кгс/см2

Расход

не более 13000

нм3/час

Газ к потолочным горелкам печи поз. 101-В

Давление

0,15ч1,75

кгс/см2

Расход

не более 31000

нм3/час

Газ к туннельным горелкам печи поз. 101-В

Расход

не более 2500

нм3/час

Давление

0,15ч1,75

кгс/см2

Газ к горелкам пароперегревателя

Давление

0,15ч1,75

кгс/см2

Расход

не более 4500

нм3/час

Вторичный риформинг

Конвертированный газ на входе в поз. 103-D

Температура

не более 860

°С

Конверсия метана в шахтном конверторе поз. 103-D

Температура по слоям катализатора

не более 1200

°С

Температура стенки реактора

не более 205

°С

Технологический воздух после компрессора 101-J

Расход

не более 60000

нм3/час

Давление

не более 38,0

кгс/см2

Расход пара «MS»

4ч27

т/час

Конвертированный газ на выходе из конвертора поз. 103-D

Температура

не более 1002

°С

Сопротивление

не более 0,9

кгс/см2

Содержание СН4

не более 0,5

об. %

Конденсат на водяную рубашку поз.103-D

Расход

не более 25

т/час

Уровень

60ч1000

%

Конденсат на водяные рубашки в поз. 103-D и поз. 101-СА/СВ

Расход

не менее 14

т/час

4.2 Расчет материального баланса

Составим материальный баланс на часовую производительность. Степень конверсии метана примем 67%, расход исходного газа 42000 м3/ч. Соотношение пар:газ примем 3,7, откуда расход пара на печь составит 42000Ч3,7 = 155400 м3/ч. /13/

Таблица 4.2 - Исходный состав

СН4	98%
С2Н6	0,5%
С3Н8	0,08%
С4Н10	0,09%
С5Н12	0,02%
N2	1,31%

1. Рассчитаем количество метана, вступившего в реакцию с учетом степени конверсии:

42000 * 0,98 * 0,67 = 41160 * 0,67 = 27577,2 м3/ч

27577,2 * = 19698 кг/ч

2. Рассчитаем количество непрореагировавшего метана:

41160 - 27577,2 = 13582,8 м3/ч

3. Потребуется для взаимодействия воды:

19698 * = 22160,25 кг/ч

211660,25 * = 27577,2 м3/ч

4. Не прореагирует воды:

155400 - 27577,2 = 109622,8 м3/ч

127822,8 * = 93448,85 кг/ч

5. Образуется СО:

19698 * = 34471,5 кг/ч

34471,5 * = 27577,2 м3/ч

6. Образуется СО2:

27577,2*0,66 = 18200,9 м3/ч

18200,9* = 96027,75 кг/ч

7. Образуется H2:

27577,2 * 3 = 82731,6 м3/ч

82731,6 * = 7386,75 кг/ч

Таблица 4.3 - Расчет материального баланса паровой конверсии метана

Приход	Расход
Материальные потоки	Кг/ч	м3/ч	%	Материальные потоки	Кг/ч	м3/ч	%
Исходный газ		Реакционный газ
CH4	29400	41160	98	CH4	9702	13582,8	5,4
C2H6	281,25	210	0,5	C2H6	281,25	210	0,08
C3H8	66	33,6	0,08	C3H8	66	33,6	0,01
C4H10	97,875	37,8	0,09	C4H10	97,875	37,8	0,01
C5H12	27	8,4	0,02	C5H12	27	8,4	0,003
N2	687,75	550,2	1,31	N2	687,75	550,2	0,2
Всего	30559,875	42000	100	Н2	7386,75	82731,6	32,8
	СО	34471,5	27577,2	10,9
	СО2	96027,75	18200,9	5,8
Водяной пар	124875	155400	100	Н2О	93448,85	109622,8	50,6
ИТОГО	155434,875	197400	-	ИТОГО	155434,875	252554,4	100

4.3 Расчет энергетического баланса с оценкой использования вторичных энергоресурсов

Уравнение теплового баланса:

QПГС + Qх.р. = Qс продуктами + Qпотерь

где QПГС - тепло, приносимое парогазовой смесью;

Qс продуктами - тепло, уносимое продуктами химической реакции;

Qх.р. - тепло химической реакции (в расходе, т.к. реакция экзотермическая);

Таблица 4.4 - Значения теплоемкостей исходных реагентов и продуктов



Приход:

1. Тепло, приносимое ПГС:

QПГС = ТПГСнач * (GCH4*CCH4 + GC2H6*CC2H6 + GC3H8*CC3H8 + GC4H10*CC4H10 + GC5H12CC5H12 + GN2*CN2 + GH2O*CH2O) = 1123*(29400*2,237 +281,25*1,757 + 66*1,671 + 97,875*1,746 + 27*1,703 + 687,75*1,04 + 124875*1,867) = 239455460,4 кДж/ч

2. Тепло, поглощающееся в результате реакции:

q = -206,462 кДж/моль

q = -206,462 * = -12903,88 кДж/кг

Qх.р. = -12903,88*19698 = -254180628,2 кДж/ч

3. Всего в приходе:

Qприход = QПГС + Qх.р. = 239455460,4 - 254180628,2 = -14725167,8 кДж/ч

Расход:

1. Тепло, уносимое газом:

QПГС = ТПГСнач * (GCH4*CCH4 + GC2H6*CC2H6 + GC3H8*CC3H8 + GC4H10*CC4H10 + GC5H12CC5H12 + GN2*CN2 + GH2*CH2 + GH2O*CH2O) = 1123*(9702*2,273 + 281,25*1,757 + 66*1,671 + 97,875*1,746 + 27*1,703 + 687,75*1,04 + 7386,75*14,415 + 102714,75*1,867) = 241454416,6 кДж/ч

2. Потери тепла составляют 5% от общего расхода тепла:

Qпотерь = 241454416,6 * 0,5 = 12072720,8 кДж/ч

3. Всего расходуется тепла:

Qрасход = 241454416,6 + 12072720,83 = 253527137,4 кДж

4. Т.к. реакция эндотермическая, то требуется подвести тепло в количестве:

Qподвода = Qрасход - Qприход = 253527137,4 + 14725167,8 = 268252305,2 кДж

Таблица 4.5 - Тепловой баланс паровой конверсии метана

Приход	Расход
Тепловые потоки	кДж/ч	Тепловые потоки	кДж/ч
Тепло ПГС	239455460,4	Тепло, уносимое реакционным газом	241454416,6
Подводимое тепло	268252305,2	Тепло химической реакции	254180628,2
		Потери тепла	12072720,83
ИТОГО	507707765,6	ИТОГО	506707765,6

Реакция конверсии метана является эндотермической и для проведения процесса осуществляют подвод тепла путем сжигания природного газа в горелках.

Утилизация тепла дымовых газов, температура которых на выходе радиантной зоны печи должна быть не более 1038°С, осуществляется в конвекционной зоне печи, где расположены змеевики для подогрева:

* парогазовой смеси, поступающей в реакционные трубы печи (парогазовые смеси перед первичным риформингом);

* паровоздушной смеси, поступающей в реактор вторичного риформинга;

* пара высокого давления, идущего в турбину компрессора синтез-газа;

* питательной воды, поступающей в паросборник;

* топливного газа, подаваемого к горелкам печи первичного риформинга /12/



4.4 Расчёт размеров основного аппарата. Выявление резервов увеличения производительности аппарата и интенсификации процесса

Для расчёта числа реакционных труб примем, что каждая труба - реактор идеального вытеснения. Количество тепла, которое необходимо подвести к поверхности трубы:

Q = F*Дt*K (4.1)

где F - суммарная поверхность реакционных труб, м2;

Дt - средняя разность температур;

Дt = (Тст - tвых.) - ( Тст - tвх.) = (950 - 835) - (950 - 524) = 311°С = 584 К

где К - общий коэффициент теплопередачи (264 Вт/м2ЧК) /19/

Расход парогазовой смеси составляет 42000 м3/ч

Общий расход газовой смеси:

w = = = 11,7 м3/с (4.2)

Линейную скорость газовой смеси, проходящей через одну трубу принимаем 2,2 м/с.

Площадь всех труб:

S = = = 5,3 м3 (4.3)

Объем катализатора:



Vкат = = = 24,7 м3 (4.4)

где Vг - расход газовой смеси, м3/ч;

Vоб - объёмная скорость газовой смеси (1700 ч-1)

Высота слоя катализатора:

h = = = 4,7 м (4.5)

Время контактирования:

ф = = = 0,3 с (4.6)

где б - доля свободного объёма катализатора, (0,5 м3/м3);

Твых. - температура на выходе из аппарата (1133 К)

Наружный диаметр реакционной трубы 116 мм /13/

Рассчитываем число реакционных труб:

n = = = 504 шт (4.7)

Суммарная поверхность всех труб:

F = р*d*l*n = 3,14*0,116*9,455*504 = 1737 м2 (4.8)

Тепло, которое необходимо подвести:

Q = 1737*584*264 = 267803712 кДж (4.9)

Выявление резервов увеличения производительности аппарата и интенсификации процесса.

Увеличить производительность аппарата и интенсифицировать процесс можно при следующих условиях:

точное выполнение технологического регламента;

применение более новых, более совершенных материалов для реакционных труб и катализаторов;

качественно выполненный ремонт увеличивает межремонтный пробег оборудования;

постоянный контроль, недопущение аварий и внеплановых остановок агрегата;

повышение производственной дисциплины;

повышение квалификации обслуживающего персонала.



5. Анализ экологической безопасности проектируемого производства

В данном процессе имеются вещества высоких концентраций, которые оказывают вредное воздействие на окружающую среду. Технологический процесс в данном случае практически считается безотходным и все потери сведены к минимуму.

Постоянными источниками загрязнения окружающей среды являются:

выбросы в атмосферу дымовых газов с печи первичного риформинга поз. 101-В;

твердые отходы катализатора печи первичного риформинга поз. 101-В.

Постоянные и периодические сбросы газов в атмосферу вызваны нарушением технологического режима. Постоянно в атмосферу сбрасываются дымовые газы в количестве 350000 м3/час из трубчатой печи, а также через факельные установки.

На сжигание факельную установку направляются газы, сбрасываемые при пуске агрегата и при нарушениях технологического режима. Постоянно сбрасываются в атмосферу газы из предохранительных клапанов.

Высоту труб для сброса дымовых газов определяются на основании допустимого содержания компонентов в приземном слое населенного пункта, расположенного вблизи завода.

Минимальная величина санитарно-защитной зоны от аммиачного производства составляет 1000 м.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в приземном слое воздуха приведены в таблице 5.1

Таблица 5.1 - Предельно допустимые концентрации вредных веществ.

Наименование вредных веществ	Концентрация в атмосферном воздухе, мг/м3
	В населенных пунктах	В воздухе промышленных площадок	В рабочей зоне промышленных предприятий
СО2 СО SO2	0,085 3,0 0,5	1,5 6,0 3,0	5,0 20,0 10,0

При одновременном совместном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладающих суммарным действием, их суммарная концентрация при расчете по формуле не должна превышать единицу. Высота трубы для выброса дымовых газов, определенна из общего содержания токсических газов (О2 - 2ч4 % об., СО2 - не более 10 % об., СО - не более 77,4 мг/м3 , Сх Ну - не более 11,1 мг/м3,, NO2 - не более 178,25 мг/м3, NO - не более 356,5 мг/м3) на промышленной площадке. Обычно составляет 40-100 м. Факельная установка спроектирована в соответствии с безопасной эксплуатацией факельных установок для горючих газов и паров.

В аварийных случаях, а также в пусконаладочный период сбросные газы из конверсии метана сжигают на факельной установке. Для предотвращения попадания воздуха в факельную трубу предусмотрен молекулярный затвор, где постоянным потоком природного газа создается газостатическая подушка, препятствующая попаданию воздуха в ствол трубы.

Для обезвреживания отходящих газов от окиси азота применяют гомогенное восстановление аммиаком. Аммиак реагирует преимущественно с NО и почти не взаимодействует с находящимися в нитрозных газах кислородом, в связи с чем его расходуют в количествах, превышающих стехиометрию на 10 ч 50 % с целью полного протекания следующих экзотермических реакций:

6 NO + 4 NH3 - 5N2 + 6 H2O (5.1)

6 NO2 + 8 NH3 - 7N2 + 12 H2O (5.2)



Таким образом, азот и вода являются безвредными продуктами. А присутствие кислорода только благоприятствует реализации гомогенного восстановления, реакции ускоряются и процесс идет следующим образом:

4 NO + 4 NH3 + O2 - 4N2 + 6 H2O (5.3)

Гомогенное восстановление происходит при температуре не более 800єС с выделением небольших количеств тепла.

Катализатор печи первичного риформинга 101-В заряжается в бочки на промплощадке один раз в шесть лет. Общая загрузка катализатора примерно 20 тыс. кг. Далее катализатор выводится автодорожный и железнодорожным транспортом на переработку (на завод-изготовитель, согласно технологическому регламенту). /17/



6. Безопасность жизнедеятельности. Характеристика веществ с точки зрения токсичности и взрыво- и пожароопасности. Мероприятия по технике безопасности при эксплуатации, пуске и остановке аппаратов

6.1 Безопасность жизнедеятельности

К самостоятельной работе в цехе по производству аммиака допускаются лица, прошедшие:

вводный инструктаж в ООТиЭ

первичный инструктаж

теоретическое и практическое обучение безопасным приёмам и методам работы непосредственно на рабочем месте

проверку знаний по охране труда

проверку знаний правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, трубопровода пара и горячей воды послу обучения на курсах

проверку на допуск к самостоятельной работе

Все аппаратчики конверсии должны обязательно исполнять ключевые правила безопасности, включающие в себя следующие правила:

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

сокрытие информации об авариях, пожарах, инцидентах, фактах производственного травматизма;

проведение работ повышенной опасности без соответствующих документов;

отключение или нарушение целостности блокировок и других устройств обеспечения безопасности на действующем оборудовании без соответствующего письменного решения;

нахождение на территории филиала в состоянии алкогольного, наркотического или иного опьянения;

курение на территории филиала вне специально отведенных для этой цели мест;

использование открытого огня вне специально отведенных для этой целей мест, если это не предусмотрено нарядом-допуском;

нахождение в местах, обозначенных знаками безопасности, без соответствующих средств индивидуальной защиты.

6.2 Характеристика веществ с точки зрения токсичности и взрыво- и пожароопасности

Аммиак безводный сжиженный

Жидкий аммиак относится к трудногорючим веществам.

Массовая доля аммиака, %, не менее 99,6ч99,9

Массовая доля азота, %, не менее 82

Массовая доля воды, % 0,2ч0,4

Концентрационные пределы распространения пламени 15ч33,6 % об.

ПДК в воздухе рабочей зоны 20 мг/м3 (пары)

Класс опасности 4

Жидкий аммиак, попадая на кожу человека, вызывает сильные ожоги, поэтому требуется специальная защита кожи и глаз. Пораженную кожу следует промыть водой, затем наложить примочку из 3-5%-ного раствора уксусной кислоты или лимонной кислоты. В случае попадания жидкого аммиака в глаза их промывают большим количеством воды.

Оборудование для производства сжиженного безводного аммиака должно быть герметично, иметь взрывозащищенное исполнение. Все помещения должны быть оснащены приточно-вытяжной вентиляцией.

Аммиак газообразный

Аммиак при нормальных условиях находится в газообразном состоянии. Смесь аммиака с воздухом взрывоопасна. Газообразный аммиак относится к горючим газам. Температура самовоспламенения 630 °С. Наиболее легковоспламеняемая концентрация 24,5%.

Действие газообразного аммиака на организм человека характеризуется следующими показателями:

Порог восприятия обонянием, мг/м3 0,5ч0,55

Концентрация, опасная для жизни, мг/м3 350ч700

Концентрация, смертельная для жизни, мг/м3 1500ч2700

при вдыхании в течении 0,5 - 1,0 ч

Газообразный аммиак вызывает острое раздражение слизистых оболочек, слезотечение, удушье.

Признаки острого отравления:

при вдыхании: головная боль, головокружение, обильной слезотечение и боль в глазах, насморк, сильные приступы кашля, удушье, ощущение сердцебиения, боли в желудке, мышечная слабость с повышенной рефлекторной возбудимостью, судороги, резкое снижение порога слуха;

при отравлении через кожу: возбуждение, сменяющееся вялостью, редкое дыхание, судороги.

При признаках отравления аммиаком необходимо: свежий воздух, вдыхание теплых водяных паров, питье теплого молока с содой, вдыхать кислород, искусственное дыхание «изо рта в рот».

Конвертированный газ

Таблица.1 - Состав конвертированного газа

Вещества	Первичный риформинг (после 101-В)	Вторичный риформинг (после 103-D)	Высокотемпературный конвертор СО (ВТК) (после 104-DA)	Низкотемпературный конвертор СО (НТК) (после 104-DB)
Метан (СН4), % об.	н/б 9-12%	н/б 0,5%	н/б 0,5%	н/б 0,5%
Оксид углерода СО, % об.	8-12%	н/б 13%	н/б 4%	н/б 0,7%
Двуокись углерода СО2, % об.	8-13%	н/б 10%	14-19%	15-19%
Азот N2, % об.	Не норм.	20-24%	19-24%	н/б 23%
Водород Н2, % об.	65-75%	50-60%	55-65%	55-65%
Кислород О2, % об.	Не норм.	Не норм.	Не норм.	Не норм.

Водород

Воздух (Н2) в составе конвертированного газа - бесцветный газ, не имеющий запаха. Легче воздуха. Практически нерастворим в воде. Горюч, взрывоопасен.

Молекулярный вес 2

Плотность относительно воздуха 0,07

Температура самовоспламенения 510 °С

Концентрационные пределы распространения пламени 4ч75 % об.

Физиологически инертный газ. При высоких концентрациях в воздухе вызывает удушье вследствие уменьшения парциального давления кислорода. При удушье пострадавшего необходимо вывести на свежий воздух, давать вдыхать кислород, вызвать скорую помощь. При нарушении дыхания делать искусственное дыхания до прибытия скорой помощи или до восстановления самостоятельного дыхания. Средства индивидуальной защиты: изолирующие противогазы.

Природный газ

Метан (СН4 - 87-98,5%) - не имеет вкуса, цвета, запаха, поэтому к нему добавляют вещества, придающие запах (одоранты).

Молекулярный вес 16,23

Плотность относительно воздуха 0,55

Концентрационные пределы распространения пламени 5-15%

ПДК в воздухе рабочей зоны 7000 мг/м3

Класс опасности 4

Природный газ обладает наркотическим действием на организм человека. В больших количествах вызывает удушье вследствие недостатка кислорода. При удушье пострадавшего необходимо вывести на свежий воздух, давать вдыхать кислород, вызвать скорую медицинскую помощь. При нарушении дыхания делать искусственное дыхание до прибытия скорой помощи или до восстановления самостоятельного дыхания. Средства индивидуальной защиты: фильтрующий противогаз марки «ДОТ М 600», при высоких концентрациях - изолирующие противогазы.

Углекислый газ

СО2 в составе конвертированного и циркуляционного газа - бесцветный газ, практически не имеющий запаха. Не горюч, не взрывоопасен.

Молекулярный вес 44

Растворимость в 100 г воды при 20°С 87,7 г

Плотность относительно воздуха 1,57

ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3

- среднесуточная 9000

-максимально разовая 27000

Будучи значительно тяжелее воздуха, накапливается в колодцах, траншеях, приямках.

Наркотически действует на организм человека. Раздражающе действует на кожу и слизистые оболочки дыхательных путей. В высокой концентрации опасен вследствие снижения парциального давления кислорода в воздухе.

При признаках отравления необходим свежий воздух. При остановке дыхания и отсутствии пульса применить массаж области сердца. Средства индивидуальной защиты: фильтрующие противогаз марки «ДОТ М 600», при высоких температурах - изолирующие противогазы.

Окись углерода

СО в составе конвертированного газа и циркуляционного газа - бесцветный горючий газ с очень слабым запахом (обычно ощутим), слегка напоминающий чеснок. Взрывоопасен.

Молекулярный вес 28

Плотность относительно воздуха 0,97

Растворимость в 100 г воды при 20 °С 2,489 г

Температура самовоспламенения 605 °С

ПДК в воздухе рабочей зоны 20 мг/м3

Класс опасности 4

Токсичен. При попадании через легкие в кровь человека реагирует с гемоглобином крови и образует достаточно прочное соединение. Гемоглобин теряет способность поглощать кислород, в результате чего наступает «кислородное голодание».

При острых отравлениях наступает быстрая потеря сознания, судороги, удушье. Пострадавшего следует эвакуировать на свежий воздух, освободить от стеснявшей дыхание одежды, придать телу удобное положение. При остановке дыхания и отсутствии пульса необходимо применить массаж области сердца. Средства индивидуальной защиты: фильтрующие противогаз марки «ДОТ М 600», при высоких температурах - изолирующие противогаз.

Гидразин-гидрат

Применяется для связывания растворенного кислорода а дем. воде после деаэратора. Химическая формула - N2H4*12H2O. При концентрации свыше 40 % об. Гидразин-гидрат горюч и взрывоопасен на воздухе, при контакте с каталитически активными веществами, имеющими развитую поверхность (песок, земля, асфальт, бетон и т.п.) склонен к самовозгоранию. Показатели пожаровзрывоопасности: температура воспламенения - не ниже 73°С и температура самовоспламенения - 267 °С. /19/

6.3 Мероприятия по технике безопасности при эксплуатации, пуске и остановке аппаратов

Потенциальные опасности на рабочем месте связанные с особенностями производственного процесса и основные правила ведения безопасного процесса

Опасными моментами технологического процесса, которые могут привести к авариям, пожарам и отравлениям могут быть следующие:

нарушение установленных норм технологического режима и правил эксплуатации оборудования и трубопроводов;

прекращение подачи на установку природного газа и электроэнергии;

выход из строя системы обеспечения установки воздухом КИП и охлаждающей водой;

поломки технологического оборудования, не имеющего резерва;

статическое электричество, нагрев токоведущих частей;

нарушение герметичности оборудования и коммуникаций.

Для предотвращения возможности возникновения взрывов, пожаров и отравлений, проектом предусмотрены системы сигнализации уклона параметров процесса от установленных норм, а также систем блокировок оборудования, переводящие установку в безопасное положение в аварийных ситуациях. Указанные системы должны быть включены в работу и содержаться в работоспособном состоянии. Кроме того:

обслуживающий персонал обязан вести процесс в полном соответствии с технологическим регламентом и инструкциями по рабочим местам. Лица, допустившие нарушение инструкции и технологического режима, привлекаются к дисциплинарной ответственности, если последствия этого нарушения не требуют применения более строго наказания (увольнения или привлечения к уголовной ответственности) в соответствии с действующим законодательством;

при эксплуатации сосудов, работающих под давлением, необходимо соблюдать «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов работающих под давлением»;

при эксплуатации паровых котлов необходимо соблюдать «Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Требования безопасности при пуске и остановке технологических систем и отдельных видов оборудования, выводе их в резерв, нахождение в резерве и при вводе из резерва в работу.

Для исключения возможности возникновения взрывов, пожаров, отравлений, ожогов необходимо выполнять следующие условия:

выполнение требований инструкций по эксплуатации;

обеспечение исправного состояния и бесперебойной работы контрольно-измерительных приборов, систем автоматизации, сигнализации и блокировок;

обеспечение исправности оборудования и предохранительных устройств;

обеспечение постоянного контроля за подачей масла на смазку и охлаждение подшипников насосов, температурой подшипников, подачей масла на систему регулирования;

обеспечение постоянного контроля за наличием и температурой масла в маслобаках, отсутствием воды в маслобаках и картерах подшипников;

на резервных насосах должна быть полностью открыта арматура на всасе и нагнетании;

электрические цепи на резервное электрооборудование должны быть собраны;

обеспечение постоянного контроля за подачей охлаждающей воды и воды на уплотнение насосов;

при остановке в ремонт отдельного оборудования отключать его от работающего оборудования арматурой и заглушками;

постоянное наличие азота для целей продувок. Резервное оборудование включается в работу при неполадках, остановке, повреждении или снижении производительности работающего оборудования.

При пуске резервного оборудования необходимо проверить:

исправность оборудования;

наличие и исправность приборов контроля и управления;

для насосного и компрессорного оборудования необходимо проверить:

наличие масла, исправность систем охлаждения подшипников и вращение вала насоса;

для оборудования, которое находится в автоматическом резерве проверка вращения вала категорически запрещается.

После окончания полной проверки производится пуск резервного оборудования согласно рабочих инструкций по обслуживанию оборудования, производится запись в сменном журнале с указанием времени пуска и причины ввода его в эксплуатацию.

Технологический персонал должен ежесменно проверять состояние резервного оборудования при приёме смены с записью в сменном журнале. Все замечания по состоянию резервного оборудования должны фиксироваться в сменном журнале и в журнале механических дефектов.

Меры безопасности при ведении технологического процесса, выполнении регламентных производственных операций.

Для исключения возможности возникновения взрывов, пожаров, отравлений, ожогов при ведении технологического процесса необходимо выполнять следующие условия:

соблюдение норм технологического режима и норм по планово-предупредительному ремонту оборудования;

обеспечение исправного состояния и бесперебойной работы контрольно-измерительных приборов, систем автоматизации, сигнализации и блокировок;

обеспечение исправности оборудования и предохранительных устройств;

наличие заземления оборудования;

постоянное наличие азота для целей продувок;

обеспечение охлаждения газов в межступенчатых холодильниках компрессоров;

обеспечение постоянной подачи масла на смазку и уплотнение;

обеспечение сепарации и отвода влаги из сепараторов;

при остановке в ремонт отдельного оборудования и коммуникаций отключать его от работающего оборудования арматурой, заглушками или видимым разрывом;

азот для продувки подключать к коммуникациям при помощи съёмных участков трубопроводов или гибких шлангов;

выполнение целого ряда других мер, оговоренных в инструкциях по рабочим местам.

Технологический процесс необходимо вести согласно требованиям настоящего регламента, рабочих инструкций, инструкции по технике безопасности.

Основные опасности применяемого оборудования и трубопроводов, их ответственных узлов и меры по предупреждению аварийной разгерметизации технологических систем.

Особенностью производства аммиака является наличие в системе взрывопожароопасных газов, ядовитых газов, высоких температур и давлений. Во время работы производства аммиака оборудование и трубопроводы находятся под давлением горючих и ядовитых газов, раствора «Бенфилд», водяных паров, масел. Поэтому при нарушении герметичности в фланцевых соединениях аппаратов и трубопроводов могут иметь место:

прорыв газов с последующим загоранием и взрывом;

образование локальной загазованности при выбросах горючих и ядовитых газов (метана, водорода, оксида углерода);

отравления и химические ожоги аммиаком;

термические ожоги при прорывах горючих газов и водяного пара;

поражения электрическим током при неисправностях оборудования и электрических цепей;

механические травмы при неправильном обслуживании машин, механизмов и другого оборудования;

загорание смазочных и уплотнительных масел и обтирочных материалов при несоблюдении правил хранения и нарушении противопожарных норм;

гидравлические пробки и удары, приводящие к разрушению коммуникаций и аппаратов;

подсос воздуха в систему или неудовлетворительная продувка трубопроводов и аппаратов может вызвать образование взрывоопасных концентраций;

контакт восстановленных пирофорных катализаторов с воздухом, что может привести к спеканию катализаторов и разрушению аппаратов. Для предупреждения разгерметизации аппаратов и трубопроводов должны выполняться графики ППР и соблюдаться следующие инструкции:

«Инструкция по режиму работы и безопасному обслуживанию сосудов, работающих под давлением, производства аммиака»;

«Инструкция по эксплуатации, ревизии и ремонту технологических трубопроводов высокого давления свыше 100 кгс/см2 производства аммиака».

Обслуживающий персонал во время вахты обязан:

вести непрерывный контроль за работой сосудов и трубопроводов из ЦПУ;

периодически контролировать отсутствие пропусков, гидроударов и вибрации на аппаратах и трубопроводах;

периодически, по месту проводить проверку исправности сосудов и трубопроводов. Проверка исправности сосудов и трубопроводов включает в себя:

контроль за целостностью ( отсутствие трещин, течей, вмятин );

контроль за изоляцией;

контроль за крепежом фланцевых соединений (целостность резьбы, полное навинчивание с запасом не менее 1,5-2 нитки);

контроль за наличием табличек с обозначением: регистрационного номера, разрешённых давлений и температур, сроков следующего технического освидетельствования. /12/

Введение в проект улучшения

Наиболее известные проблемы производства аммиака являются большие энергетические затраты, экологические проблемы, использование дорогостоящих катализаторов, увеличение производительности.

В данной работе был рассмотрен вариант увеличения производительности выпуска продукции за счет увеличения внутреннего диаметра труб печи радиантной зоны.

Для проведения работы и введения этого улучшения необходимо провести расчеты, а именно надо подтвердить расчетами, что мощности горелок будет достаточно для обогрева аппарата, после увеличения диаметра труб.



Заключение и выводы

В ходе проекта был рассмотрен процесс получения аммиака. Стадия конверсии природного газа (первичный и вторичный риформинги) была рассмотрена более подробно.

В качестве сырья был выбран природный газ, так как экономически это более выгодно. Ресурсы атмосферного азота практически неисчерпаемы, а природный газ для данного производство газ берется из Сибири с газопровода Надым-Урал-Центр. Способом производства была выбрана конверсия природного газа, которую проводят при атмосферном или повышенном давлении с применением катализаторов (каталитическая конверсия) или без них (высокотемпературная конверсия).

В цикле современного агрегата производства аммиака находятся большие количества тепла на различных энергетических уровнях. Рациональное использование этих вторичных энергоресурсов (утилизация тепла) в процессе производства почти полностью обеспечивает процесс паром и механической энергией. Это дает возможность строить агрегаты аммиака по энерготехнологическому принципу, приводящему к органическому слиянию химии с энергетикой.

Были рассчитаны термодинамические и кинетические зависимости процесса конверсии, выявлены наиболее оптимальные параметры, влияющие на данный процесс. Был спроектирован основной аппарат процесса - печь первичного риформинга, а также тенденции развития производства в современных условиях. Был выявлен вектор рассмотрения улучшения данного производства.

В сумме, можем сделать вывод о том, что в настоящее время происходит стремление сделать процесс автоматическим, с большей производительностью, более совершенным и улучшенными показателями готового продукта.



Список использованной литературы

1. Федотов В.П. Производство газа для синтеза аммиака [Электронный ресурс] - М. 1968 - 372 стр., Режим доступа: http://www.promplace.ru [Дата обращения 08.08.18]

2. Гудков С.Ф. Переработка углеводородов природных и попутных газов. - 2-ое изд., - М.: «Химия». 1983 - 169 с.

3. Способ конверсии природного газа: Пат. США 20034217639, МПК С01В3/02. Ласло Чернафельди - № 10/576492, заяв.: 11.06.2008, опубл.: 10.04.2013

4. Способ получения синтез-газа: пат. 2387954 Рос. Федерация, МПК С01В3/38. Никитина Э.Ф., Островская А.И., Польоха А.М., Кравченко Б.В., Спатарь Н.П., Туголуков А.В., Сокольчик О.А. - № 2014167459, заяв.: 08.08.1999, опубл.: 27.02.2005

5. Конверсия природного газа в производстве аммиака: пат. США 20020143219, МПК С01В3/02, С01В3/50, С01В3/56,С01С1/04,С01С3/02, С07С1/04. Джулиан Грэм, Тиндалл Барри Антони - №10/056232, заяв.: 12.04.2004, опубл.: 23.06.2007

6. Процесс риформинга природного газа в производстве аммиака: пат. 2891256 Рос. Федерация, МПК С02С1/04, С01В3/24. Бершанский В.П., Колосовский А.Л., Овчинников В.Б. Погорелкин С.А. - № 2043524591, заяв.: 21.04.2003, опубл.: 20.08.2004

7. Способ приготовления катализатора для конверсии природного газа: пат. 2531840 Рос. Федерация, МПК B01J37/02, В01 J37/04, В01 J23/78, В01 J21/04, В01 J2304, С01В2/38. Разговоров П.Б., Прокофьев В.Ю., Ильин А.П. - № 2134872973, заяв.: 05.06.2010, опубл.: 10.11.2011

8. Способ получения водорода паро-углекислотной конверсией природного газа:: пат. 2379230 Рос. Федерация, МПК С01В3/22. Плаченов Б.Т., Прохоров Н.С., Лебедев В.Н. - № 2304466734,заяв.: 08.08.2008, опубл.: 20.01.2010

9. Способ получения синтез-газа: пат. 2983017. Рос. Федерация, МПК С01В3/38. Астановский Д.Л., Астановский Л.З., Вертелецкий Л.В. - № 2149586204, заяв.: 28.05.2004, опубл.: 27.05.2005

10. Способ преобразования энергии: пат. 2588313. Рос. Федерация, МПК F01K25/06. Белов К.В., Крыжова Л.Д. - № 2083751285, заявл.: 13.07.2015, опубл.: 27.06.2016

11. Система газификации с переработкой сырья и переформулированием газа: пат. США 9321640. МПК B01J7/00, C10J3/48, C10J3/72, C10K1/00, C10J3/42. Пласко Энерджи, Луис Джорджо - № 10/384629, заяв.: 02.06.2014, опубл.: 26.04.2016

12. Технологический регламент производства аммиака цеха №2, №ТР-02-2011, срок действия до 1 октября 2021

13. Павлова М.Ю. Синтез аммиака - М.: «Химия». 1965 - 198 с. - [Электронный ресурс] - http://www.himon.ru [Дата обращения 08.08.2018]

14. Юн В.К. Производства метанола и аммиака [Электронный ресурс] - М.: «Химия». 1982 - 265 с. - http://www.himikatus.ru [Дата обращения 08.08.2018]

15. Равдела А.А. Краткий справочник неорганических величин - 8-ое изд., переработано - Л.: «Химия». 1983 - 232 с.

16. Мельников Е.Я. Справочник азотчика - М.: «Химия». 1986 - Том 1, 365 с.

17. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии - 7-ое изд., переработано и дополнено - М.:«Химия» 1969 - 624 с., рис. 225, Табл. 145

18. Рябцев И.И., Волков А.Е. Производства газа из жидких топлив для синтеза аммиака и спиртов - 4-ое изд. - Л.: «Химия», Москва, 1968 - 565 с.

19. Инструкция по охране труда для аппаратчика конверсии цеха №2 филиала «ПМУ» АО «ОХК «УралХИМ» в г. Перми.

Размещено на Allbest.ru