Производство этилена. Узел ректификации

Введение………………………………………………………………………. 6
1 Выбор и обоснование места строительства……………………………….. 7
2 Выбор и обоснование метода производства………………………………. 8
3 Физико-химические основы процесса получения олефинов…………….. 9
3.1 Механизм целевых реакций пиролиза………………...………………….. 9
3.2 Химизм реакций пиролиза……………………………………..………….. 10
3.3 Параметры и условия проведения процесса………………………..…….. 11
3.3.1 Температура процесса…………………………………………..…………. 11
3.3.2 Время пребывания сырья в реакционном змеевике……..……………….. 12
3.3.3 Парциальное давление углеводородов……………………..…………….. 12
3.4 Физические методы разделения смесей………………………………….. 13
3.4.1 Выбор способа обогрева…………………………………………………… 14
3.4.2 Выбора способ орошения………………………………………………….. 14
3.4.3 Выбор оптимальной конструкции контактных устройств………………. 15
4 Характеристика сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции……………………………………………………………………
14
5 Описание технологической схемы ..………………………………………. 23
6 Расчет материального баланса……………………………………………... 24
6.1 Материальный баланс производства……………………………….…..….. 24
6.2 Материальный баланс узла………………………………………..………... 24
7 Технологический расчет колонны К-17/1……………………………….… 26
7.1 Тепловой баланс колонны………………………………………………… 26
7.2 Материальный расчет колонны……………………………………………. 31
7.3 Пересчет составов фаз из массовых долей в мольные…………….……… 32
7.4 Построение фазовых диаграмм ….………………………………………… 33
7.5 Определение рабочего флегмового числа и количество действительных тарелок...……………………………………………………………………..
34
7.6 Массовые расходы жидкости в различных частях колонны……………. 38
7.7 Определение диаметра колонны и скорости пара………………………... 40
7.7.1 Расчет вязкости компонентов……………………………………………... 40
7.7.2 Скорость паров и диаметр колонны………………………......................... 41
7.8 Определение высоты колонны…………………………………………….. 43
7.8.1 Расчет высоты светлого слоя жидкости на тарелке и паросодержания барботажного слоя………………………………………………………….
43
7.8.2 Определение высоты колонны и коэффициентов массопередачи…….… 44
7.9 Расчет гидравлического сопротивления тарелок………………………… 49
7.10 Конструктивный расчет колонны…………………………………………. 51
7.10.1 Выбор материала колонны………………………………………………… 51
7.10.2 Определение расчетных параметров и толщин стенок колонны………... 51
7.10.3 Расчет толщины стенок цилиндрической обечайки……………………… 52
7.10.4 Расчёт цилиндрической обечайки на устойчивость……………………… 54
7.10.5 Расчет толщины стенки эллиптических днищ……………………………. 56
7.10.6 Определение допускаемых значений давления………………………..….. 58
7.10.7 Расчет и выбор штуцеров……………………………………………….….. 58
7.10.8 Расчет люка-лаза…………………………………………………………….. 61
7.10.9 Расчет укрепления отверстий………………………………………………. 62
7.10.10 Расчет тарелок на прогиб............................................................................... 68
7.10.11 Расчет ветровой нагрузки и сейсмического воздействия........................... 71
7.10.12 Расчет опорной обечайки............................................................................... 78
8 Безопасность труда......................................................................................... 81
8.1 Общая характеристика вредных и опасных производственных факторов...........................................................................................................
81
8.2 Производственная санитария………………………………...…………….. 84
8.2.1 Освещенность……………………………………………………………….. 84
8.2.1.1 Расчет освещения производственного помещения...................................... 85
8.2.2 Микроклимат………………………………………………………………... 88
8.2.3 Уровень шума и вибрации…………………………………………………. 89
8.2.4 Электростатические и электромагнитные поля………………………….. 90
8.3 Охрана труда……………………………………………………………….. 91
8.3.1 Пожарная безопасность……………………………………………………. 93
8.3.2 Электробезопасность……………………………………………………….. 95
8.3.3 Средства индивидуальной и коллективной защиты рабочих…………… 96
9 Охрана окружающей среды............................................................................ 97
9.1 Характеристика производственных выбросов............................................. 97
9.2 Мероприятия по охране атмосферного воздуха и очистке сточных вод... 104
Заключение…………………………………………………………...……... 106
Список использованных источников…………………………………...…. 107
Приложение А – Спецификация………………………………………….. 110

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время нефтедобыча и нефтепереработка в Российской Федерации переживает стремительное развитие внутренней инфраструктуры нефтеперерабатывающих заводов и прилежащих к ним нефтехимических предприятий.
На данный момент особая роль отведена увеличению глубины переработки нефтяного сырья с помощью различных термических и химических методов. Задачи этой отрасли - обеспечение многих органических производств углеводородным сырьем (олефинами, ацетиленом, ароматическими углеводородами), к таким производствам относиться установка по производству олефинов путем пиролиза бензина. Основными продуктами этой установки являются непредельные газообразные, ароматические углеводороды с непредельными заместителями и смола пиролиза.
Этилен и пропилен являются важнейшими мономерами промышленного органического синтеза. В связи с этим производство низших олефинов осуществляется в больших масштабах и непрерывно растет. Мировое производство этилена на 2022 год составляет около 180 миллионов тонн, а производство пропилена составляет примерно 40% от объема производства этилена.
Синтетические полимерные материалы являются крупнейшими потребителями нефтехимического сырья. Без преувеличения можно сказать, что в настоящее время полимеры (пластические массы, каучук и резина, волокна, пленки, лаки, клеи и т.д.) применяются почти во всех отраслях народного хозяйства [1].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Выбор и обоснование места строительства

Для строительства предприятия по производству олефинов выбран город Ангарск, расположенный в южной, наиболее освоенной и экономически развитой части Иркутской области. Ангарск расположен в месте впадения реки Китой в Ангару. Промышленная площадка будет располагаться на территории «Ангарского завода полимеров».
Для доставки сырья, вспомогательных материалов и отправки готовой продукции в районы потребления, точка строительства должна быть расположена вблизи железнодорожных линий. Наличие железнодорожной магистрали обеспечивает подвоз не только сырья, но и строительных материалов к площадке.
Для промышленных и хозяйственных нужд предприятию требуется большое количество воды. Для решения проблемы водоснабжения предприятие располагаем вблизи реки Ангары. Предприятие используют уже имеющуюся городскую канализацию, куда сбрасывают свои стоки после предварительной очистки на локальных очистных сооружениях.
Экономической основой Иркутской области являются крупные предприятия нефтепереработки, химической промышленности, атомной и строительной отрасли, а это говорит о том, что продукция предприятия найдет, сбыт в данном районе, а также будет получать необходимое техническое обслуживание технологического оборудования.
2 Выбор и обоснование метода производства

Производство ЭП-300 предназначено для пиролиза бензинов, легкого углеводородного сырья и выделения этилена и пропилена из продуктов разложения углеводородного сырья.
Блок газоразделения предназначен для разделения пирогаза методом низкотемпературной ректификации с получением этилена, пропилена, бутилен- дивинильной фракции (БДФ), фракции С4–С5, водородной, метановой, пропановой фракций и пироконденсата.
После блока печей продукты пиролиза поступают на блок первичного фракционирования, где они разделяются на тяжелую смолу, легкую смолу и облегченный пирогаз.
Далее легкий пирогаз поступает на узел компримирования, состоящий из многоступенчатого компрессора. Между стадиями компрессии предусмотрены теплообменники и сепараторы для охлаждения компримированного пирогаза и его сепарации с дополнительным выделением влаги и пироконденсата. На этой стадии пирогаз сжимается до давления 3,7-3,8 МПа для повышения температур кипения разделяемых продуктов. Также между стадиями компримирования предусмотрен узел очистки пирогаза от кислых газов (СО2, Н2S), представляющий собой насадочную колонну, в которой происходит хемосорбция кислых газов раствором NaOH.
Сжатый пирогаз поступает на узел осушки — в адсорберы с заполненными молекулярными ситами, где происходит полное удаление воды.
На узле глубокого охлаждения пирогаза происходит ступенчатое захолаживание пирогаза до температуры ?165°C. В таких условиях практически только водород находится в газообразном состоянии. Далее охлаждённый пирогаз (в жидком состоянии, без водорода) параллельно и последовательно проходит через четыре ректификационные колонны, в которых происходит выделение метана, этан-этиленовой (ЭЭФ), пропан-пропиленовой (ППФ), бутилен-бутадиеновой фракции (БДФ). ЭЭФ и ППФ далее проходят гидроочистку от ацетиленистых углеводородов и далее ректификацией выделяются индивидуальные вещества – этан, этилен, пропан, пропилен. Оставшийся этан и i-пропан используются как рецикловое пиролизное сырьё. Пиролизная БДФ используется для выделения экстрактивной дистилляции дивинила и бутиленов [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Белов П.С. Основы технологии нефтехимического синтеза / П.С. Белов. М.: Химия, 1982. 280 с.
2. Технологический регламент производства этилена и пропилена на установке ЭП-300, цех 124/125 / АО «Ангарский завод полимеров». Ангарск: АЗП, 2015. 439 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин. М.: Альянс, 2019. 752 с.
4. Солодова Н.Л., Абдуллин А.И. Пиролиз углеводородного сырья / Н.Л.Солодова, А.И.Абдуллин. Казань, 2008. 239 с.
5. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчёта и основы конструирования / И.А. Александров. М.: Химия, 1971. 296 с.
6. Кузнецова И.М. Учебно-методическое пособие к лабораторному практикуму по общей химической технологии / И.М. Кузнецова. Казань, 2006. 31 с.
7. Новоселов А.Г., Тишин В.Б., Дужий А.Б. Справочник по молекулярной диффузии в системах газ – жидкость и жидкость – жидкость / А.Г. Новоселов, В.Б. Тишин, А.Б Дужий. СПб.: НПО «Профессионал», 2006. 916 с.
8. Борисов Г.С., Брыков В. П., Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии / Г.С. Борисов, В. П.Брыков, Ю.И. Дытнерский. М.: Альянс, 2010. 496 с.
9. Коган В.Б., Фридман В.М. Равновесия между жидкостью и паром / В.Б. Коган, В.М. Фридман. М.: Наука, 1966. 640 с.
10. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. Физические величины. Справочник / А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

Весь текст будет доступен после покупки