Технологический процесс производства стирола на предприятии ОАО "Пластик"

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общая характеристика предприятия ОАО "Пластик"

Свыше 35 лет назад на территории Тульской области был организован Узловский химический завод, первой продукцией которого были текстолитовые каски.

В настоящее гремя Узловское акционерное общество "Пластик" - это крупный химический комплекс, включающий в себя 4 цеха синтеза полимерных материалов и 5 цехов их переработки с собственной системой энергообеспечения.

К цехам синтеза относится цех по производству стирола, который был введен в эксплуатацию в конце 1975 года.

Мощность производства - 41000 т/год.

Исходное сырье - этилбензол. Основными поставщиками являются российские предприятия.

Выпускаемая продукция соответствует ГОСТ 10003-90.

Основные свойства стирола:

- бесцветная, легковоспламеняющаяся жидкость со слабым специфическим запахом, нерастворимая в воде

- температура воспламенения - 430С

- температура кипения - 145,20С

- по степени воздействия на организм относится к третьему

классу опасности - умеренно-опасные вещества.

Отличительной особенностью нашего продукта является высокое содержание основного вещества - 99,9%.

Цех оснащен автоматизированной системой управления процессом синтеза стирола, которая разработана и внедрена специалистами нашего предприятия.

Имеется опыт экспортирования стирола в Венгрию и Финляндию через Союзхимэкспорт.

Цех по производству АБС-пластиков введен в эксплуатацию в 1973 г. по технологии, закупленной у фирмы "Асахи Кемикл" (Япония). Мощность производства - 23000 т/год.

Основное исходное сырье - стирол собственного производства. Поставщики других исходных компонентов - российские предприятия.

Выпускаемый АБС-пластик - прочный конструкционный материал 8-ми марок, различных цветов, соответствующий ТУ 6-05-1587-84.

Основные свойства:

- ударная вязкость по Изоду, не менее 20 - 25 кгс / см2

- предел текучести при растяжении не менее 390 кгс / см2

опасности для здоровья человека при непосредственном контакте с ним.

В настоящее время, начиная с 1993 г., ведется модернизация оборудования с целью наращивания мощности. Работы ведутся достаточно тяжело в условиях общего спада производства.

Цех по производству эмульсионного и суспензионного полистирола был введен в эксплуатации в 1967 году. Мощность цеха по выпуску:

- суспензионного полистирола - 5387 т/год

- эмульсионного полистирола - 1580 т/год

Исходное сырье - стирол собственного производства.

Суспензионный вспенивающийся полистирол предназначен для изготовления вспененных плит для строительства и в качестве тепло-, звукоизоляционного и упаковочного материала.

Основные свойства:

- массовая доля частиц основной фракции - не менее 89-95%

- массовая доля порообразователя - не менее 4,5-6% в зависимости от марки.

Отличительной особенностью полистирола ПСВ-С является способность к самозатуханию в течение 2-4 секунд.

Ввиду отсутствия потребителей эмульсионного полистирола специалистами предприятия на базе имеющегося оборудования была разработана технология получения ударопрочного полистирола УПС-М, выпуск которого начат в 1993 г., мощность производства - 2320 т/год.

Ударопрочный полистирол УПС-М соответствует ТУ 6-00-1023832-12-94

Основные характеристики:

- ударная вязкость по Изоду - 9 кгс/см2

- предел текучести при растяжении - не менее 380 кгс/см2

- теплостойкость по Вика - 95°С

- разрешен для контакта с пищевыми продуктами.

Из 6-ти цехов переработки 3 цеха работают на автомобилестроение.

Способы переработки пластмасс:

- литье под давлением

- прессование

- экструзия

В 1963 году был пущен цех по выпуску изделий методом прямого и трансферного прессования на прессах итальянского производства с усилием смыкания от 40 до 400 тонн с предпластификаторами. Имеется отделение подготовки сырья с усреднением его и таблетированием на роторных и гидравлических таблетмашинах.

Мощность прессового оборудования - 1240 т/год.

Исходное сырьё - пресс-порошки, поставляемые предприятиями России, а также фенопласты собственного производства марок У-1, У-2 (ГОСТ 5639-79).

Основная продукция цеха - детали системы зажигания автомобилей, работающие в условиях высокого напряжения, корпусные детали из термореактивных пластмасс и другие, обладающие сопротивлением изоляции не менее 500 мОм при температуре +100°С, высокой ударной прочностью; изделия машиностроения.

В 1974 - 1975 г.г. были пущены 1-я к 2-я очереди цеха по выпуску деталей для Камского автозавода методом литья под давлением.

Мощность цеха - 3230 т/год.

Цех оснащен термопластавтоматами производства Германии, Италии, Польши с объемом отливки до 1500 см8 и удельным давлением до 2000 кг/см2.

Исходное сырье: полиэтилен, полиамид, полипропилен и другое, поставляемые российскими предприятиями, а также АБС-пластики и ударопрочный полистирол собственного производства.

Цех выпускает изделия различной конструкционной сложности, в том числе и с арматурой.

В 1970 г. в строй вступил цех по выпуску профильнопогонных изделий для Волжского автозавода.

Мощность цеха - 4249 т/год.

Производство оснащено экструдерами диаметром до 63 мм фирм Италии, Германии, Франции.

Исходное сырье: ПВХ различных марок, полиэтилен, полиамид, поставляемые российскими предприятиями, а также собственное сырье на базе получения ПВХ-пластиката.

Выпускаемая продукция - трубки и шланги диаметром от 1,8 до 48 мм различного назначения: электроизоляционные, бензо-, антифризостойкие, пищевые; профили сложной конфигурации, уплотнители и другое. В цехе имеется отделение металлизации лавсановой плёнки толщиной от 12 до 50 микрон, шириной 1500 мм и получения поливинилхлоридного пластиката в гранулах на основе смол ПВХ. Металлизированная лавсановая пленка используется для изготовления профилей отделки автомобилей.

В 1985 г. был пущен в строй цех по производству обоев, оснащенный итальянским, австрийским оборудованием.

Мощность производства по выпуску обоев -32619 млн. м2 /год.

Цех работает на отечественно сырье, выпускает обои методом глубокой печати, бумажные и моющиеся, с элементами рельефа на основе вспененных паст ПВХ.

Позднее было освоено производство пленки ПВХ, дублированной и декорированной под дерево и черной пленки толщиной 400 микрон, шириной 1200 мм, используемой для отделки мебели и теле-, радиоаппаратуры.

Мощность цеха по выпуску пленки - 5 млн.136 тыс. м2/год.

Цех изготавливает валы для глубокой печати шириной до 1600 мм и диаметром до 700 мм, а также шаблоны для кругло- и плоскотрафаретной печати.

На имеющемся оборудовании предприятие выпускает товары массового спроса:

- полиэтиленовой пленку толщиной от 50 до 200 микрон и шириной до 2800 мм, а также изделия из неё (скатерти, мешки, сумки-пакеты)

- каски защитные для нефтяников, газовиков и строителей

- изделия хозяйственно-бытового назначения и детские игрушки

Предприятие обеспечено собственным энергетическим комплексом: цехами по разделению воздуха и водоподготовке, котельными, электроподстанциями, системой биологической очистки сточных вод.

2. Аппаратное оформление процесса производства стирола методом дегидрирования этилбензола

2.1 Назначение цеха

Цех предназначен для производства стирола методом дегидрирования этилбензола.

Характеристика цеха:

Год ввода в эксплуатацию - IV квартал 1975 г.

мощность производства: проектируемая - 40000 т/год

достигнутая - 41000 т/год

Количество технических линий - одна

Метод производства - непрерывный

Генеральный проектировщик - ОНПО "Пластполимер"

проектировщик технологической части - Воронежский филиал Гипрокаучук (АО "Синтезкаучукпроект")

Разработчик технологического процесса - ВНИИСК, г. Воронеж (НИИСК)

Организации выполнившие рабочие чертежи - Воронежский филиал Гипрокаучук (АО "Синтезкаучукпроект"), Московский Гипрокаучук.

Категория производства по его технико-экономическому уровню - первая

Производство расширению и реконструкции не подвергалось

2.2 Физико-химические основы процесса

Стирол получают каталитическим дегидрированием этилбензола с последующей ректификацией продуктов дегидрирования для выделения стирола с содержанием основного вещества не менее 99,8 %.

Дегидрирование этилбензола осуществляется в присутствии водяного пара на катализаторе марки К-28У, содержащим оксид железа и небольшое количество соединений калия, рубидия, циркония. Водяной пар вводится для снижения парциального давления процесса, что способствует сдвигу равновесия реакции в сторону образования стирола, сокращению побочных реакций на поверхности катализатора.

Реакция дегидрирования этилбензола производится в двухступенчатом адиабатическом реакторе с промежуточным подводом тепла через межступенчатый подогреватель. Содержание стирола после первой ступени - не менее 23 %, после второй - не менее 47 %.

Температура процесса 550-6400С, соотношение этилбензол : пар равно 1:3ч3,5, давление над слоем катализатора не более 1 атм.

Основная реакция дегидрирования:

Побочные реакции:

Изопропилбензол, содержащийся в этилбензоле, в процессе дегидрирования превращается в L-метилстирол:

Дивинилбензол полимеризуется с образованием нерастворимых полимеров в колоннах ректификации.

Наличие бензола приводит к образованию дивинила:

Одновременно идут реакции дегидроконденсации с получением полициклических соединений - двухзамещенных стильбенов, фенантренов, нафталинов.

Углерод, образующийся при разделении углеводородов, удаляется с катализатора водяным паром:

Для предотвращения полимеризации стирола в процессе его получения используются также ингибиторы: парахинондиоксим (ДОХ), 4-нитрофенол - отход (ПХФ), 2,6-дитретбутил-4-диметиламинометилфенол (основание Манниха).

Таблица 2.1. Нормы технологического режима.

№	Наименование стадий и потоков реагентов	Наименование технологических показателей
		Температура 0С	Давление	Количество загружаемых или подаваемых компонентов	Прочие показатели
1	Водяной пар в печь, поз. 201/1		3ч4,5 атм	не более 40 т/час
2	Топливный газ перед горелками печи, поз. 201/1-2		0,3ч1,1 атм
3	Перегретый пар на выходе из печи, поз. 201/1	не более 750
4	Перегретый пар на выходе из печи, поз. 201/2	не более 750
5	Разряжение в радиантных камерах печи		3ч15 мм вод. ст.
6	Контактный газ над слоем, поз. 202/1		не более 1,0 атм
7	Контактный газ под слоем, поз. 202/1		не более 0,6 атм		Содержание стирола не менее 23%
8	Контактный газ над слоем, поз. 202/2		не более 0,6 атм
9	Контактный газ под слоем, поз. 202/2		не более 0,2 атм		Содержание стирола не менее50%
10	Водяной пар на смачивание в испаритель, поз. 204		3ч4,5 атм перед регулятором расхода		10ч15% весовых от количества ЭБШ
11	Подача ЭБШ в испаритель поз. 204	70ч80		не более 12 т/час	Состав ЭБШ: этилбензола не менее 99%, уровень в поз. 204 не более 10%
12	Пароэтилбензольная шихта на выходе из поз. 204	150ч160
13	Контактный газ на выходе из поз. 205/1-2	не более 180	не более 0,2 атм
14	Паровой конденсат в котлах поз. 205/1-2				Уровень 50ч70%, общая щелочность не более 12 мг экв/кг
15	Вторичный пар с котлов поз. 205/1-2		3ч4,5 атм
16	Контактный газ на выходе из поз. 209	не более 120
17	Водоуглеводородный конденсат на выходе из поз. 217	40ч65
18	Контактный газ на выходе из поз. 211	не более 450
19	Контактный газ на всасе компрессоров, поз. 213/1-4		100ч400 мм вод. ст.
20	Контактный газ на нагнетание, поз. 213/2-4	не более 150	не более 2 атм
20а	Контактный газ на нагнетание, поз. 213/1	не более 170	не более 2 атм
1	2	3	4	5	6
21	Абгаз на поз. 216/1-2	1ч8
22	УВК в емкости поз. 219				Уровень не более 80%
23	Водный конденсат в емкости поз. 221				Уровень 40ч80%
24	Стоки в Х.З.К. после теплообменника поз. 231	не более 40			Содержание углеводородов не более 100 мг/л
25	Некондиционный продукт в емкости поз. 235				Уровень 30ч80%
26	Паровой конденсат в емкости поз. 240/1-2				Уровень 30ч70%
27	Паровой конденсат на сбросе в канализацию, поз. 240	не более 40
28	Ливневые стоки в емкости поз. 260/3				Уровень не более 80%, содержание углеводородов не более 100 мг/л
29	Паровой конденсат от насоса поз. 241/1-2 на питание котлов поз. 205/1-2 и возврат в котельную				Общая жесткость не более 20 мкг экв/кг, прозрачность по шрифту не менее 40 см.

2.3 Технологическая схема отделение дегидрирования

Этилбензольная шихта (ЭБШ) - смесь свежего этилбензола с заводского склада ЛВЖ и возвратного этилбензола из емкости, отделения промпродуктов, насосами подается в испаритель поз. 204 с регулированием расхода через кожухотрубчатый теплообменник поз. 209, где подогревается до 70-95 0С водным конденсатом, проходящим по трубному пространству.

Часть ЭБШ постоянно подается на промышленный хроматограф со сбросом на всос насосов.

В поз. 204 (кожухотрубчатый теплообменник) ЭБШ нагревается до температуры кипения, испаряется и частично перегревается.

Для снижения температуры кипения ЭБШ испарение осуществляют в токе водяного пара.

Расход пара на смешение в трубном пространстве поз. 204 поддерживается регулятором в количестве 10-15% от подачи ЭБШ.

Испарение осуществляется за счет тепла конденсации водяного пара, подаваемого в межтрубное пространство испарителя.

Пары ЭБШ с температурой 150-160 0С, регулируемой расходом пара на испарение, поступают из испарителя в трубное пространство перегревателя поз.203, где нагреваются за счет тепла перегретого водяного пара, поступающего из межступенчатого подогревателя.

Перегретые пары ЗБШ из поз. 203 поступают в смесительную камеру реактора поз. 202, где смешиваются с перегретым водяным паром (не более 750°С) в соотношении I : - 3,5, поступающим из печи поз. 201/11, состоящей из двух радиантных камер и одной конвекционной камеры, объединенных в один блок.

Реактор поз. 202 - вертикальный цилиндрический аппарат, состоящий из двух ступеней, с промежуточным подводом тепла в межступенчатом подогревателе.

В каждой ступени реактора находится слой катализатора с содержанием оксида железа, небольшого количества соединений калия, рубидия, циркония. Для равномерного распределения пароэтилбензольной смеси перед слоями катализатора предусмотрены распределительные устройства.

В реакторе происходит каталитический процесс адиабатического двухступенчатого дегидрирования этилбензола в стирол в токе водяного пара с промежуточным подогревом контактного газа.

Давление на входе в I ступень - не более I ати, на выходе из I ступени - не более 0,6 ати. При завышении давления до I ати включается звуковая и световая сигнализация.

Температура пароэтилбензольной смеси на входе в 1 ступень реактора 550-6400С за счет эндотермической реакции и теплопотерь температура выходящего из реактора поз. 202/1 контактного газа понижается.

Далее контактный газ подогревается в межступенчатом подогревателе до температуры 550-6300 с водяным паром и поступает на 2 ступень реактора поз. 202/2, где продолжается дегидрирование при прохождении газа через слой катализатора.

Контактный газ из реактора поступает в котел-утилизатор поз. 205/1-2, где его тепло используется для получения вторичного водяного пары давлением 3-4,5 ати. Об отклонениях уровня в котлах от пределов 50-70% подается звуковой и световой сигналы на ЦПУ.

При завышении давления контактный газ перед аппаратом поз. 209 более 0,2 ати подается звуковой и световой сигналы, срабатывает блокировка и закрываются отсечные клапаны на трубопроводах подачи пара и топливного газа в печь поз. 201, ЭБШ - в испаритель поз.204, и открывается отсечной клапан на трубопроводе контактного газа от сепаратора поз. 212 в гидрозатвор поз. 234.

Далее контактный газ, охлажденный до температуры не более 1800С подается в пенный аппарат позиция 209, где проходит через слой вспененного конденсата, подаваемого на сетчатые тарелки аппарата, охлаждается до температуры не более 1200С, очищается от катализаторной пыли и извлекает углеводороды из водного конденсата. Производится дополнительное отпаривание углеводородов острым паром из жидкой фазы перед выходом ХЗК из пенного аппарата поз. 209.

Контактный газ из пенного аппарата направляется на 3-х ступенчатую конденсацию:

1-я ступень конденсации - охлаждение контактного газа - производится до температуры 40-650С в конденсаторах воздушного охлаждения поз. 210.

Конденсатор состоит из 6-и горизонтально расположенных секций, собранных из оребренных биметаллических труб, обдуваемых потоком воздуха, нагнетаемого осевым вентилятором.

В случае необходимости подается обессоленная вода на увлажнение воздуха, охлаждающего воздушные конденсаторы (в летнее время).

Возможна циркуляция обессоленной воды по схеме: через каплеотбойник поз. 211, охлаждаемый обратной водой. Конденсатор представляет собой кожухотрубный теплообменник; по трубному пространству поступает охлаждающая обратная вода, по межтрубному - контактный газ. Из поз. 211 несконденсированный газ поступает последовательно через каплеотбойник поз. 212 (вертикальный, объемом 5 м3) в конденсатор-холодильник поз. 216/1, охлаждаемый раствором этиленгликоля или минуя его, затем в расширитель поз. 212а.

Конденсат из поз. 211, 212, 212”а”, 216/1 самотеком сливается в емкость поз. 218.

Для сброса избыточного давления газа (свыше 500 мм вод. ст.) на всасывающем трубопроводе компрессоров поз. 213/1-4 установлены гидрозатворы поз. 234, освобождение поз. 234 производится в поз. 235. Газы после каплеотбойника поз. 212а направляются во всасывающий трубопровод компрессоров поз. 213/1-4, где сжимаются до давления не более 2,0 кгс/см2, нагревается при этом до температуры не более 1500С, затем охлаждается обратной водой в холодильнике поз. 214 и поступает в каплеотбойник поз. 215.

Конденсат из каплеотбойника поз. 215 и холодильника поз. 214 периодически выводится в емкость поз. 230, откуда по мере накопления откачивается в емкость насосом поз. 218.

При завышении давления газа на нагнетании компрессоров более 2 ати срабатывает блокировка и компрессора останавливаются с одновременной подачей звукового и светового сигналов.

Аналогичная блокировка предусмотрена при отклонении давления на всасе компрессоров от пределов 0,01-0,04 ати.

Схемой предусмотрено: подача обессоленной воды (в летнее время) в рубашки на охлаждение компрессоров с выводом в емкость поз. 260/3.

Предусмотрено регулирование давления контактного газа в линии всаса компрессоров поз. 213/1-4 перебросом избыточного давления из линии нагнетания в линию всаса.

III ступень конденсации - газ поступает в межтрубное пространство конденсаторов поз. 216/2,1 с площадью охлаждения 468 м2, где охлаждается до 1ч80С раствором этиленгликоля (антифриз марки "40"), поступающего из заводской сети.

Регулировка температуры газа на выходе из поз. 216/1-2, (абгаза) осуществляется автоматически изменением расхода раствора этиленгликоля на конденсатор поз. 216.

Из конденсатора поз. 216/1-2 несконденсированный газ поступает в сепаратор поз. 224, объемом I м3, освобождается от уносимых капель жидкости, проходя через каплеотбойное устройство тарельчатого типа, и направляется в теплообменник поз. 200.

Конденсат из конденсатора поз. 216/1-2 и сепаратора поз. 224 поступают в емкость поз. 218. Для избежания проскока газа в емкость поз. 218 в сборнике поз. 216/1-2 осуществляется регулирование постоянства уровня. Несконденсированный газ (абгаз), состоящий из метана, водорода, углекислого газа, паров углеводородов и воды, подогревается в кожухотрубном теплообменнике поз. 200 за счет тепла парового конденсата, поступающего из межтрубного пространства испарителя поз. 204. Далее абгаз смешивается с топливным газом и подается на сжигание в пароперегревательную печь поз. 201/2.

При пуске производства предусмотрена подача абгаза на воздушку. Водноуглеводородный конденсат, состоящий из стирола, этилбензола, бензола, толуола и конденсата водяного пара после поз. 212, 212"а", 217 самотеком поступает в емкость поз. 218 объемом 96 м3 с сетчатой перегородкой, где происходит его отстой и расслоение.

Верхний слой из емкости поз. 216 - углеводородный конденсат (УВК) самотеком поступает в промежуточный сборник поз. 219 объемом 5 м3. Уровень в поз. 219 регулируются непрерывной откачкой УВК центробежными насосами поз. 220/1-2 в отделение промпродуктов в емкости поз. 401/1-2 объемом 100 м3.

Полное освобождение емкости поз. 216 от углеводородов при остановке производится по трубопроводу из верхней точки (люк) через смотровой фонарь на всасе насоса поз. 200 и емкость поз. 219.

При остановке рабочего насоса автоматически включается резервный насос поз. 220.

Нижний слой - водный конденсат из поз. 218 поступает в емкость поз. 221, объемом 8 м3. Уровень в емкости поз. 221 регулируется непрерывной откачкой водного конденсата центробежным насосом поз. 222/1-2, подается в пенный аппарат поз. 220, объемом 37,8 м3. Химзагрязненный конденсат после насоса поз. 222 разделяется на 3 потока: частично на циркуляцию через змеевики для обогрева полов в отделении дегидрирования с возвратом в трубопровод после регулирующего клапана (в зимнее время). Частично на циркуляцию в емкость поз. 246, откуда насосом поз. 247 по уровню в поз. 246 и змеевик для обогрева полов в отделении ректификации и склада с возвратом в трубопровод всаса насоса поз. 222. В пенный аппарат поз. 200 (весь поток) для отпаривания углеводородов.

В летний период насосом поз. 247 производится циркуляция для захолаживания обессоленной воды.

Водный конденсат из пенного аппарата поз. 209 самотеком поступает в емкость 100, откуда насосом 100/1-2 через фильтр 101/1-2 и теплообменник 229, 230 направляется на установку экстракции и перегонки химзагрязненного конденсата.

Через калориферы воздушных конденсаторов поз. 210 или непосредственно в емкость поз. 218 подается насосом поз.301. Конденсат с ПЭУ отделения ректификации через емкость поз. 301 объемом 3,98 м3, и водный слой из отделения промпродуктов из емкости воз. 420 объемом 5,4 м3 и поз. 235 объемом 2,2 м3 отделения дегидрирования. Емкость поз.236 служит для освобождения насосов и аппаратов отделения дегидрирования.

Отработанный катализатор из реактора поз. 201/1-2 в период капремонта с помощью вакуума, создаваемого компрессором поз. 237, производительностью 1600 м3/час, выгружается в бункер поз. 236 объемом 48,5 м3 и вывозится в специально отведенное место. Отсасываемый компрессором поз.237 воздух очищается от катализаторной пыли на фильтре поз.239 и сбрасывается в атмосферу.

Перегрев водяного пара

Перегрев водяного вара осуществляется в пароперегревательной печи поз. 201/1-2, состоящей из двух радиантных камер и одной конвекционной камеры, объединенных в один блок.

Пароперегревательная печь имеет 24 подовые горелки, в которых сжигаются природный газ и абгаз.

Водяной пар давлением 3-4,6 атм., получаемый дросселированием поступающего из заводской сети пара с давлением 10-12 атм., через сепаратор поз.199, а также получаемый в котлах-утилизаторах поз. 205/1-2, поступает последовательно в конвекционную часть и радиантную часть печи поз.201/1. При достижении максимального уровни в сепараторе поз. 199-200 мм, подается световой и звуковой сигнал и открывается клапан на трубопроводе конденсата из сепаратора поз. 199 через холодильник поз. 245а в канализацию. Перегретый до температуры не более 7500С, пар поступает в межступенчатый перегреватель, где отдает тепло контактному газу, выходящему из первой ступени реактора поз. 202/1, после чего поступает в перегреватель поз. 203, где отдает тепло пароэтилбензольной смеси и поступает на повторный перегрев в печь поз. 201/1. Перегретый до температуры не более 7500С, водяной пар из печи поз. 201/2 подается в смесительную камеру реактора поз. 202/1,2, где смешивается с парами ЭБШ в соотношении ЭБШ : пар = I : 3 +3,5. Предусмотрена возможность подачи перегретого пара от промежуточного коллектора печи поз. 201/1 для удаления полимера из оборудования.

Блокировки по пароперегревательной печи.

При снижении расхода пара после регулятора ниже 15 т/ч автоматически прекращаются: подача топливного газа на печь 201/1 и ЭБШ в испаритель 204.

При снижении давления топливного газа до 0,8 атм. после регулятора автоматически прекращаются: подача ЭБШ в испаритель поз. 204 и газа в печь поз. 201/1,2, о срабатывании блокировок подаются звуковой и световой сигналы на ЦПУ. При срабатывании блокировок водяной пар продолжает поступать в печь поз. 201/1 по отводной линии Ф 57 мимо отсечного клапана.

Паровой конденсат

Чистый паровой конденсат отделения промпродуктов и из аппаратов отделений дегидрирования и ректификации поступает в сборник парового конденсата поз. 240/1-2, объемом 10 м3. При отклонениях от уровня 30-70% подаются звуковой и световой сигналы.

Охлаждение парового конденсата производится за счет конденсации паров вторичного вскипания в конденсаторах поз.242, кожухотрубный теплообменник с поверхностью нагрева 74,8 м2, поз. 243, кожухотрубный теплообменник с поверхностью нагрева 29,2 м2, откуда конденсат самотеком сливается в сборники поз. 240/1-2.

Конденсация в конденсаторе поз. 243 осуществляется оборотной водой, в конденсаторе поз. 242 антифризом в зимнее время и оборотной водой (летом).

Паровой конденсат в зимнее время для подогрева антифриза проходит через межтрубное пространство конденсатора поз. 242 и далее поступает в сборники поз. 240/1-2.

Количество парового конденсата проходящего через конденсатор поз. 242 (температура антифриза на входе из поз. 242) регулируется вручную арматурой на трубопроводе, конденсата из отделения дегидрирования в сборники поз. 240/1-2.

Из сборника поз. 240/1-2 паровой конденсат центробежными насосами поз. 241/1-2 подается на питание котлов-утилизаторов поз. 205/1-2 с регулированием расхода по уровню в котлах-утилизаторах избыток конденсата тем же насосом откачивается в заводскую сеть парового конденсата с регулированием расхода по уровню в поз. 240/1-2. Паровой конденсат во избежание соприкосновения с кислородом воздуха находится под паровой подушкой.

При остановке рабочего насоса поз. 241 автоматически включается резервный.

Насосом поз. 241 конденсат подается на увлажнение пара поступающего в испарители ректификационных колонн и на роторно-пленочные аппараты.

Паровой конденсат от поз. 204 (200) выводится в коллектор отделения ректификации (после регулятора давления) и в сборники поз. 240/1-2 ( в зимнее время - через поз. 242 в поз. 240/1-2). Арматура на трубопроводе конденсата от поз. 204 (200) в сборник поз. 240/1-2 открыта полностью для предотвращения запора конденсата от поз. 204 (200) при прекращении подачи пара в кипятильники отделения ректификации.

При переполнении конденсатных сборников поз. 240/1-2 аварийный сброс конденсата осуществляется через гидрозатвор с охлаждением сбрасываемого в канализацию конденсата за счет автоматического перемешивания холодной (оборотной) воды.

Периодические отборы проб конденсата производятся через охладитель проб поз. 244, объемом 0,014 м3, охлаждаемый оборотной водой.

В случае отсутствия парового конденсата предусмотрена подпитка емкостей поз. 240/1-2 обессоленной водой из заводской сети, а при выходе из строя насосов поз. 241/1-2 можно подавать обессоленную воду непосредственно в котлы-утилизаторы поз. 205/1-2.

Для охлаждения теплообменников поз. 230, 214, конденсатора поз. 211 и рубашек компрессоров поз. 213/1-4, 237 подается оборотная вода давлением не менее 2,5 атм. от заводской сети по подземному трубопроводу. Вводы заполнены в помещении компрессорной и непосредственно у теплообменника поз. 230.

2.4 Описание реактора

Реактор предназначен для получения стирола дегидрированием этилбензола в присутствии водяного пара на катализаторе при температуре 600-6300С.

Реактор состоит из цилиндрической обечайки Ш 4500 мм с верхним и нижним приварными полушаровыми днищами. Внутри реактора размещен подогреватель контактного газа Ш 1600 мм, в межтрубное пространство которого подается перегретый водяной пар при давлении 2,3 кг/см2 и температуре 7000С, а по трубам Ш 25Ч2 мм проходит контактный газ, который необходимо подогревать.

Реактор внутри футерован шамотным кирпичом и минераловатными матами.

В верхней и нижней частях аппарата размещен катализатор, на котором происходит превращение этилбензола в стирол при высоких температурах.

В верхней части реактора находится смеситель, в котором этилбензольная шихта смешивается с перегретым водяным паром.

Реактор в рабочем режиме работает следующим образом:

В штуцер А подается перегретый водяной пар при температуре равной 630ч6400С с давлением 1 атм., который после смесителя смешивается с парами этилбензола, поступающими из штуцера Н (t=5500C, p=1,1 атм.).

Затем смесь водяного пара с парами этилбензола при температуре 6000С и давлении 0,9 атм через распределительное устройство поступает на первый слой катализатора, на котором происходит реакция дегидрирования этилбензола в стирол.

За счет эндотермической реакции температура смеси падает до 560-5650С.

Для увеличения выхода стирола контактную смесь необходимо снова подогреть до температуры 600ч6300С. Это происходит в подогревателе. Контактный газ (t=560ч5650C, p=0,6 атм) поступает в трубное пространство; в межтрубное пространство через штуцер В поступает перегретый водяной пар с температурой 7000С и давлением 2,3 атм.

Пар из штуцера Г выходит с температурой 6000С и давлением 2,2 атм, а контактный газ с температурой 600ч6300С и давлением 0,6 атм поступает на второй слой катализатора, где происходит дальнейшее дегидрирование этилбензола в стирол.

С температурой 560ч6000С и давлением 0,2 атм контактный газ выходит через штуцер Б на охлаждение и конденсацию.

При регенерации реактор работает следующим образом:

Через штуцер А поступает тоже количество пара с температурой 600ч6500С и давлением 1 атм, а через штуцер Н поступает паровоздушная смесь (t=500ч6000C, p=1,1 атм), которые после смешивания поступают на слой катализатора.

При температуре 600ч6500С, уголь, отложившийся во время работы реактора выгорает.

Затем смесь с температурой 6500С поступает в трубное пространство подогревателя, где охлаждается до температуры 550ч6000С.

В межтрубное пространство через штуцер В подается водяной пар с температурой 450ч5000С и давлением 2,3 атм, который, охлаждая паровоздушную смесь, нагревается до температуры 5500С и выходит через штуцер Г.

Затем паровоздушная смесь поступает на второй слой катализатора, где также идет выгорание углерода.

Смесь газов регенераций и водяного пара с температурой 6500С выходит через штуцер Б на охлаждение и конденсацию.

Устанавливается реактор на цилиндрическую опору.

Объем реактора V=193 м3.

Масса аппарата составляет 84000 кг. В том числе стали Х17Н1342Т 18900 кг, стали Х18Н10 Т 24900 кг.

Габариты: 23550Ч7780Ч5400.

3. Характеристика общезаводского хозяйства

3.1 Пароснабжение

Пароснабжение и теплоснабжение осуществляет цех №22, который содержит 2 котельные.

3.2 Электроснабжение

Электроэнергия подводится к предприятия двумя кабелями (6 кВТ): резервным и рабочим. Также на предприятии имеется система подстанций и распределительных щитов.

3.3 Водоснабжение

Водоснабжение занимается цех №21, который подает питьевую и речную воду. Имеется цех водоподготовки, который подает обессоленную воду. На территории предприятия имеются артезианские скважины.

3.4 Канализационные сооружения, очистка сточных вод

Цех №32 проводит очистку всех стоков завода и города.

Биологические очистные сооружения полностью введены в эксплуатации в 1976 году общей мощностью 50 тыс. м3/сутки.

Несмотря на тяжелое положение в экономике, предприятие наметило в 1995 г. провести реконструциию части общей технологической цепочки с целью улучшения биохимического окисления стоков. Пропускная способность очистных сооружений: - по хозпитьевой воде - 1 млн. 600 тыс. м3/год; - по речной воде - 3 млн. 685 тыс. м3/год

3.5 Ремонтно-механическая база

Цех №22 проводит текущий, плановый и капитальный ремонт. Цех №29 производит ремонт оборудования.

3.6 Внутризаводской транспорт

Транспортный цех №31 содержит около 40 единиц различной транспортной техники. Также производится наем транспорта для дальних перевозок.

3.7 Складское хозяйство

На территории предприятия находятся 20 складов: центральные, специальные склады (горючие взрывоопасные соединения).

4. Безопасность жизнедеятельности

Эксплуатация цеха стирола связана с применением горючих и токсичных жидкостей и газообразных продуктов.

Наличие большого количества аппаратов, насосов, компрессоров, трубопроводов и запорной арматуры создает условия для пропусков и утечек газов и углеводородов, что может привести к загазованности помещений, территорий и возникновению пожаров, взрывов, а также отравлению или травмированию обслуживающего персонала.

Стирол, этилбензол, бензол относятся к легковоспламеняющимся жидкостям.

Основной особенностью производства с точки зрения взрывоопасности продуктов является нижние пределы взрываемости продуктов в смеси с воздухом. Вследствие этого при неплотностях аппаратов и коммуникаций или при авариях в помещениях цеха сравнительно быстро могут образоваться общие или местные взрывоопасные концентрации.

К основным опасностям в цехе относятся:

Отравление парами углеводородов.

Термический ожог паром, горячей водой.

механическое травмирование при нарушении правил обслуживания оборудования.

Поражение электротоком при обслуживании электрооборудования.

Поражение от взрыва паров стирола, этилбензола и других легковоспламеняющихся жидкостей.

Удушье при обслуживании колодцев, приямков, траншей, емкостей и аппаратов в следствии нарушения правил техники безопасности при работе с инертными газами (азотом).

4.1 Характеристика опасности производства

Таблица 4.1. Основные физико-химические свойства и константы стирола.

№	физико-химические свойства и константы стирола	Значение и размерность
1	Молекулярный вес	104,15
2	Плотность при 20 0С	906,0 кг/м3
3	Температура кипения	145,2 0С
4	Температура плавления	-30,63 0С
5	Показатель преломления	1,5462
6	Критическая температура	358 0С
7	Критическое давление	46,1 атм
8	Теплоемкость при 20 0С	43,64 кал/моль 0С
9	Теплота испарения при 145,2 0С	8,9 ккал/моль
10	Теплота плавления	25,9 ккал/кг
11	Вязкость при 25 0С	0,771
12	Давление насыщенных паров при 20 0С	4,9 мм рт. Ст.
13	Удельное объемное электрическое сопротивление	10-11 ом/м
14	Диэлектрическая проницаемость	2,431

Таблица 4.2. Характеристика исходного сырья, материалов и полупродуктов.

№	Наименование сырья, материалов, полупродуктов	Государственный или отраслевой стандарт, технические условия, регламент или методика по подготовке сырья	Показатели, обязательные для проверки	Регламентируемые показатели с допускаемыми отклонениями
1	Этилбензол технический	ГОСТ 9385-77 высший сорт	внешний вид реакция водной вытяжки плотность при 20 0С, г/см3 массовая доля этилбензола, % не менее массовая доля изопропилбензола и высших углеводородов, % не более массовая доля хлора, % не более	Прозрачная, однородная, бесцветная жидкость Нейтральная 0,866-0,870 99,8 0,01 0,0005
2	Катализатор К-28У	ТУ 38.403227-89	Внешний вид	Гранулы красно-коричневого цвета
3	Парахинондиоксим	ТУ 6-02945-84	Внешний вид Массовая доля летучих примесей, % не более	Мелкокристаллический комкающийся порошок от светло-серого или серовато-коричневого до темно-серого цвета 20
4	2,6 -дитретбутил-4-диметиламинометилфенол	ТУ 38-10330-81	Внешний вид Массовая доля летучих веществ, % не более	Особой чистоты, высший сорт - кристаллический порошок от светло-желтого до оранжевого цвета 0,2
5	4-нитрофенол отход	ТУ 6-14-0876	Внешний вид Содержание воды, % не более	Паста от светло-желтого до коричневого цвета 10,0
6	Паратретичный бутилпирокатехин	Импорт	Внешний вид	От белого до светло-серого цвета

4.3 Охрана окружающей среды

Для уменьшения загрязнения атмосферы азот с парами углеводородов из линий азотного дыхания аппаратов поз. 396/1, 2, 390/1,2, 398/1, 2, 272/1, 2, 320, 301 направляются на конденсатор поз. 345, охлаждаемыq раствором этиленгликоля, сконденсированные углеводороды сливаются в емкость поз. 370, азот выбрасывается в атмосферу.

Азот с парами углеводородов из линий азотного дыхания емкостей поз. 413/1, 2, 411/1-3 направляются на конденсацию на конденсатор поз. 417, из линий азотного дыхания емкостей 401/1, 2, 405/l, 2, 409/l, 2, 425 на конденсатор поз. 429.

Углеводороды из конденсаторов сливаются в емкость поз. 420,азот выбрасывается и атмосферу.

Несконденсированные газы от ПЭУ отделения ректификации направляются на дополнительные конденсаторы поз. 375/11,12 для конденсации углеводородов.

.Химзагрязненные воды образуются из водного конденсата отделения дегидрирования, конденсата с ПЭУ отделения ректификации, отстойных вод отделения промпродуктов, периодически сюда добавляются воды от промывки аппаратов в период подготовки их к ремонту. Очистка всей химзагрязненной воды от органики производится путем отпарки в пенном аппарате.

Общее количество химзагрязненных вод цеха 6,0-8,0 м3/1 тн стирола.

Водноуглеводородный конденсат из конденсаторов поз. 210, 211, 216, 224 отделения дегидрирования поступает в емкость поз. 218.

В отделении ректификации источником химзагрязненных сточных вод являются пароэжекционные установки, предназначенные для создания вакуума в колоннах ректификации. Конденсат из барометрических ящиков поз. 376а, 378а, 379а, 380а, через емкости поз. 301, 360 поступает в емкость поз. 218.

Водный конденсат отделения промпродуктов содержит ароматические углеводороды (бензол, толуол, этилбензол, стирол) в пределах растворимости и направляются в емкость поз. 218.

В емкости поз. 218 происходит расслоение и отстой, затем химзагрязненные воды отпариваются от углеводородов в пенном аппарате поз. 209 и направляются на установку очистки химзагрязненного конденсата (в случае сброса в химзагрязненную канализацию охлаждается в теплообменнике поз. 231 до температуры не выше 400С).

Сброс очищенных стоков в водоемы осуществляется в соответствии с требованиями "правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" и величинами ПДК (смотрите таблицу).

ПДК веществ, используемых в производстве стирола, установленные для водоемов санитарно-бытового водоиспользования и рыбохозяйственного значения.

Таблица 4.3

№ пп	Наименование веществ	ПДК очистных сооружений	Водоемы санитарно-бытового водоиспользования	Водоемы рыбохозяйственного значения
			ПДК, мг/л	Лимитирующий показатель вредности	ПДК, мг/л	Лимитирующий показатель вредности
1	Стирол	100ч300	0,1	Органолептический	0,1	Органолептический
2	Этилбензол	140	0,01	Органолептический	0,01	Органолептический
3	Толуол	200	0,5	Органолептический	0,5	Органолептический
4	Бензол	100	0,5	Санитарнотоксилогический	0,06	Органолептический

дегидрирование этилбензол химический технологический

Для исключения попадания в ливневую канализацию продуктов производства с атмосферными водами, стекающими с открытых площадок, сброс их производится в зависимости от анализа в химзагрязненную канализацию или незагрязненные производственные стоки через сборные подземные емкости поз. 260/1-3; при содержании углеводородов в емкостях поз. 260/1-3, более 100 мг/л производится откачка из них в емкость поз. 218.

В аварийных случаях (при разрушении аппаратов, трубопроводов) продукты производства с наружных площадок по меткам собираются в подземные емкости поз. 260/1-3, и тупиковый колодец, откуда возвращается в производство через емкость поз. 218.

Размещено на Allbest.ru