Технология производства катализатора дегидрирования изоамиленов в изопрен

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Ноября 2011 в 21:22, дипломная работа

Краткое описание

Одним из основных направлений развития химической промышленности является создание мощного современного производства пластических масс и каучуков. Особо важное значение приобретают мономеры, одним из которых является изопрен.
В настоящие время известно несколько способов синтеза изопрена. В целом в промышленности внедрены два метода:
синтез изопрена из формальдегида и изобутилена;
двух стадийное дегидрирование изопентана в изоамилены и далее в изопрен.
Оба метода реализованы на ОАО «Нижнекамскнефтехим».

Прикрепленные файлы: 1 файл

Реф.doc

— 1.66 Мб (Скачать документ)
tify">     В случае близко расположенных к отверстию  несущих конструктивных элементов  должно выполняться условие укрепления:

 

     

      ; (5.46)

 

     Штуцер  считается близко расположенным, если расстояние от его наружной поверхности до соответствующего несущего элемента L < L0, где L 0 определяется по формуле (5.37):

      м.

     Так как  < L0 (0.046 < 0.113 < 0.12649), штуцер считается близко расположенным к несущим конструктивным элементам, проверим условие укрепления (5.47).

     Расчетные длины внешней и внутренней частей штуцера, участвующего в укреплении отверстия определяется по формуле (5.39) и (5.40)

     L1R = 0.0264м; L2R = 0.01м

     Расчетная толщина стенки штуцера нагруженного внутренним давлением определяется по формуле (5.41):

     S1R = 0.00021м

      ;

      ;

     0.047>0.0001881

     Условие укрепления (5.46) выполнено и диаметр одиночного отверстия удовлетворяет условию (5.34), то дальнейших расчетов укреплению отверстий не требуется.

     Из  приведенного расчета – следует  что дополнительного укрепления отверстия не требуется.

 

      6. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА технологического оборудования

 

     Производство  катализатора дегидрирования КИМ-1 осуществляется на территории цеха № 2410 завода «Окиси этилена» ОАО «Нижнекамскнефтехим» с использованием действующего технологического оборудования для приготовления катализатора КИМ-1.

 

     Таблица 6.1 - Краткая характеристика технологического оборудования

Наименование  оборудования № позиции  по схеме Кол-во (шт.) Основной материал Технологическая характеристика
Реактор.

Предназначен  для приготовления водной суспензии  компонентов пигментов железо-окисного, окиси хрома, двуокиси циркония, углекислого  калия.

2 2 Аппарат 12Х18Н10Т  рубашка Вст3сп5  
Объем, м3 – 3,2

Диаметр, мм – 1600

Поверхность теплообмена, м2 - 6,3

Температура расчетная, °C

  • в аппарате – 200(-20)
  • в рубашке – 200(-20)

Давление  расчетное, МПа (кгс/см2):

  • в аппарате – 0,6 (6,0)
  • в рубашке- - 0,4 (4,0)

Число оборотов мешалки, об/мин – 167

Мотор – редуктор типа МПО-1-10 Вк

 Электродвигатель  марки 4А112МА6У3

Мощность, кВт – 3

Число оборотов, об/мин – 950

Вентиля торный агрегат. Предназначен для отсоса воздуха с пылью из загрузочной  точки реактора поз. Л-12   1 корпус и  колесо - алюминий Вентиля торный агрегат с центробежным вентилятором типа ВЦ14-46-2,5

Производительность, м3/час –2600

Напор, Па (кгс/м2) - 1962 (200)

Электродвигатель  марки 4А100 2

Мощность, кВт – 5,5

Число оборотов, об/мин - 2880

Транспортер маятниковый.

Предназначен  для транспортировки катализаторной массы сформованной в «червяки». в сушилку поз. С-552

7 1 Ст.угл. Ширина  ленты,мм-200

Скорость  ленты, м/сек-0,5

Габаритные  размеры, мм-2480х1735х2020.

Электродвигатель  типа АОЛ-52-6

Мощноть,кВт-4,5

Число оборотов, об/мин-950

Бак для  сбора конденсата.

Предназначен  для сбора парового конденсата из смесителя Пс-9.

18 1 сталь 08Х13 Объем, м3 - 2
Контейнер ленточный.

Предназначен  для транспортировки катализаторной смеси в гранулятор поз.Пс-13

5 3 Ст.угл.

Ст.3

Для поз.Пн-І І/І

Ширина  ленты,мм-500

Производительность  номинальная,м³/час-80

Длина конвейера, м-12,65

Скорость  движения ленты, м/сек-1,0

Электродвигатель  типа 4А1004У3

Мощность, кВт-3,0

Для поз. Пн-11/2

Ширина  ленты, мм-500

Производительность номинальная, м³/час-10

Длина конвейера,м-16,71

Скорость  движения ленты,м/сек-1,0

 Тип  приводного барабана 5050г-80

Диаметр барабана,мм-500

 Для.поз.Пн11/3

Ширина  ленты,мм-500

Длина конвейера,м-6,6

Скорость  движения ленты,м/сек-1,25

Сушилка ленточная 6-ти секционная. Предназначена для сушки сформованной в «червяки» катализаторной массы. 8 1 ст. 3

ст. 08Х22Н6Т

 Габаритные  размеры, мм:

 длина  – 14000

 ширина  – 2780

 высота - 2470

 Скорость  движения ленты, м/час – 1,8-25,5

 Ширина  транспортерной ленты, мм – 1200

Транспортер маятниковый.

Предназначен  для транспортировки катализаторной пасты, сформованной в "червяки", в сушилку 8

7 1 Сталь углеродистая ст. 3 Ширина  ленты, мм - 200

Скорость  движения ленты, м/сек - 0,5

Габаритные  размеры, мм - 2480x1735x2025

Электродвигатель  типа АОЛ-52-6

Мощность, кВт - 4,5

Число оборотов, об/мин – 950

Калорифер. Предназначен для нагрева воздуха  подаваемого в сушилку 8 21 1 сталь углеродистая Калорифер многоходовой марки КБС-2

Поверхность нагрева, м2 - 11,4

Давление расчетное МПа (ктс/см2) - 0,8 (8,0)

Вентиля торный агрегат. Предназначен для подачи воздуха в ленточную сушилку 8 19 2 сталь углеродистая Вентилятор  марки Ц4-70 № 4

Производительность, м3/час - 2500

Напор, Па (кгс/м2) – 490,5 (50)

Электродвигатель  марки 71В4 2

Мощность, кВт - 0,75

Число оборотов, об/мин -1410

Вентиля торный агрегат. Предназначен для отсоса воздуха с парами воды из сушилки 8 31 2 сталь углеродистая Вентиляторный агрегат с центробежным вентилятором типа В-Ц4-70 № 3, 2

Производительность, м3/час – 700

Напор, Па (кгс/ м2) – 294,3 (30)

Электродвигатель  марки 4А80А2

Мощность, кВт - 1,5

Число оборотов, об/мин - 2860

Гранулятор  типа ГФШ.Предназначен для формования катализаторной пасты в "червяки". 6 1 сталь углеродистая

ст. 12х18Н10Т

Производительность, кг/час- 150¸250

Диаметр шнека, мм - 150

Частота вращения шнека, об/мин - 30

Электродвигатель  типа АИРХ1324УЗ

Мощность, кВт - 11

Частота вращения вала, об/мин - 1460

Активатор.

Предназначен  для активации катализатора

12 2 Сталь

12Х18Н10Т

Вертикальный цилиндрический аппарат.

Диаметр,мм-1400

Высота  слоякатализатора,мм-1500

Высота  общая,мм-11600

Давление  рабочее,Мпа(кгс/см²)-0,06(0,6)

Сушилка ленточная 6-ти секция. 8 1 Ст.3

Ст.12Х18Н10Т

Скорость  движения ленты,м/час-1,8÷25,5

Ширина  ленты,мм-1200

Максимально допустимая высота слоя на ленте,мм-100

Максимальная  температура воздуха,ºС 2·120

Полная  поверхность нагрева сушилки, м²-38

Давление  греющего пара, Мпа (кгс/см²),н/б-1,2(12).

Бункер.

Предназначен  для выгрузки катализатора из сушилки 8

 
9 1 Сталь углеродистая Объем, м3 - 2

Габаритные  размеры, мм:

- длина  – 1200

- ширина  – 1200

- высота  –3100

Группа  из 4-х пиклонов.

Предназначена для очистки воздуха из а 12 ктиватора

25 1 Ст.угл. ЦиклонЦН-15-600х411

Производительность,м³/час-15800

Диаметр внутрений,мм-600

Рабочий объем бункера,м³-2

Питатель.

Предназначен  для подачи катализатора после циклона 10.

  1 Ст.угл Производительность,м³/час-0,14÷1,3Диаметр  ротора,мм.-150

Частота вращения ротора,сб/мин-2÷19

Электродвигатель  марки 4АХ80А6

Мощность,кВт-0,75

Число оборотов, об/мин-920

  Вентилятор. Предназначен для отсоса  паров воды и воздуха из  сушилки 8 32  
1  
Сталь углеродистая  
Вентилятор  марки Ц4-70 №4

Производительность, м3/час –2500

Напор, Па (кгс/м2) - 588,6 (60)

Электродвигатель  типа АОЛ-2-12-4

Мощность, кВт – 0,8

Число оборотов, об/мин – 1410

Вентилятор. Предназначен для подачи свежего  воздуха в сушилку 8 через калорифер 21 20 1 Сталь углеродистая Вентилятор  марки Ц4-70 № 3,2

Производительность, м3/час - 700

Напор, Па (кгс/м2) - 294,3 (30)

Электродвигатель  типа АОЛ-21-4

Мощность, кВт – 0,27

Число оборотов, об/мин - 1400

Гранулятор  типа ГФШ 150.Предназначен для формования катализаторной массы в "червяки". 6 1 Ст.угл. Производительность, кг/час- 150¸250

Диаметр шнека, мм - 150

Частота вращения шнека, об/мин - 30

Электродвигатель  типа ВАО-51-4

Мощность, кВт – 7,5

Частота вращения вала, об/мин - 1460

Бункер.

Предназначен  для загрузки отходов катализатора для размола.

28 1

1

12Х18Н10Т

12Х18Н10Т

Емкость,м³-1

Габаритные  размеры,мм:

-длина-1000

-ширина-1000

-высота-2450

Дисперматор.

Предназначен  для измельчения отходов катализатора.

29 1 ст.угл.

ст.12Х18Н10Т

Производительность, кг/час-70÷150

Размер  частиц исходного продукта,мм-1÷3

-измерительногопродукта,мкм-50÷150

Частота вращения ротора,об/мин-10000

Диаметр ротора,мм _250

Габаритные  размеры,мм:

-длина-920

-ширина-595

-высота-456

Давление  рабочие,МПа(кгс/см²)-атм.

Температура рабочая,ºС-20÷50

Электродвигатель  марки 4А112М2

Мощность,кВт-7,5

Число оборотов,об/мин-3000

2 3 4 5 6
Перегревательная печь.

Предназначена для перегрева воздуха.

22 2 Сталь СТЗ  материал футеровки-шамот кл.»А»  торкретбетон,каолин,змеевики-Х23Н13 Поверхность радиаторной  секции змеевика²-57,2

Поверхность конвекционной секции змеевика м²-48,4

Количество  перегреваемого продукта,кг/час

-воздуха-3300

-водяного  пара-4000

Температура продукта,°С:

-на  входе-160

-на  выходе-780

Вентиляторный агрегат.

Предназначен  для отсоса воздуха с пылью  из разгрузочной течки активатора 12

23 2 Ст.угл. Вентиляторный агрегат с центробежным вентилятором типа ВЦ-4-70 №3,2

Производительность, м³/час-700

Напор, (кгс/м²)-30

Электродвигатель  марки 4АА63А4

Мощность, кВт-0,25

Число оборотов, об/мин-1400

Циклон.

Предназначен  для очистки воздуха, отсасываемого  из активатора 12

24 1 Ст.угл. Одиночный циклон ЦН-15-300 П

Производительность, м³/час-630

Диаметр, мм-300

Рабочий объем бункера, м³-0,17

Вращение  газа в улитке-правое.

Питатель.

Предназначен  для подачи пыли катализатора после  циклона 24 в передвижной контейнер 10.

  1 Ст.угл. Производительность, м³/час-0,14÷1,3

Диаметр ротора,мм-150

Частота вращения ротора, об/мин-2÷9.

Электродвигатель  типа 4АХ80А6

Мощность, кВт-0,75

Число оборотов, об/мин-920.

Питатель  шлюзовой.

Предназначен  для дозировки прокаленной катализаторной смеси на размол в дисмембратор

  1 Ст.угл. Диаметр ротора, мм-400

Производительность, м³/час-0,14÷1,3

Угловая скорость ротора, об/мин-2÷19

Электродвигатель  марки 4АХ80А6

Мощность, кВт-0,75

Число оборотов, об/мин-920

Дисмембратор.

Предназначен  для измельчения прокаленной  катализаторной смеси.

  1 Ст.угл.чугун. Производительность, кг/час-100÷300

Размер  части:

  • исходного продукта, мм-1÷30
  • измельченного продукта, мкм-50÷150

Чистота вращения ротора, об/мин-10000

Диаметр ротора, мм-250

Габаритные  размеры, мм:

  • длина-920
  • ширина-596
  • высота-756

Давление расчетное, МПа(кгс/см²)-атм.

Температура расчетная, ºС-20÷50

Электродвигатель  марки 4А112М2

Мощность,кВт-7,5

Чисто оборотов, об/мин-3000

Реактор.

Предназначен  для приготовления жидкого стекла.

3 2 Корпус-ст.08 эмалированный,рубашка - Вст3сп5 Вертикальный аппарат с якорной мешалкой и рубашкой.

Объем, м³-1,6

Диаметр, мм-1200

Давление  расчетное, МПа(кгс/см²) в корпусе-0,3 (3,0)

в рубашке-МПа (кгс/см²) –0,6 (6,0)

Температура расчетная, ºС:

-в корпусе-(-20) ÷200

-в рубашке-(-20) ÷200

Число оборотов мешалки, об/мин-50

Мотор-редуктор МПО-2-10 вк

Мощность, кВт-3

Электродвигатель  марки 4АМА100АУЗ

Число оборотов, об/мин-1420

Мощность, кВт-3

Смеситель.

Предназначен  для получения катализаторной массы.

4 2 Сталь 12Х18Н10Т Объем, м³:

Рабочий-0,4

Номинальный-0,63

Площадь поверхности теплообмена, м²-1,9

Габаритные  размеры,мм:

-длина-3500

-ширина-1935

-высота-2240

Частота вращения ротора, об/мин:

-ротора  быстроходного-36,5

-ротора  тихоходного-24,5

Угол  опрокидывания корыта от горизонтальной плоскости-110+5

Давление,МПа (кгс/см²):

-в смесительной  камере-0,1(10)

  • в рубашке-0,6(6)
 
 

 

     7. Безопасность и  экологичность производства 

 

     7.1 Пожаровзрывоопасные,  токсические свойства  сырья, готовой  продукции и отходов  производства

 

     Таблица 7.1 - Пожаровзрывоопасные, токсические свойства сырья и готовой продукции

Наименование  сырья, полупродуктов, готовой продукции, отходов производства Класс опасности (ГОСТ 12.1.005-88) Температура Концентрационный  предел воспламенения Характеристика  токсичности (воздействия на организм человека) ПДК вредных  веществ в воздухе рабочей  зоны (ГОСТ 12.1.005-88)
вспышки воспламенения самовоспламенения нижний Верхний
Жёлтый  железо-оксидный пигмент  
 
4
 
 
-
 
 
-
 
 
-
Не взрывается Действует прижигающе на пищеварительный тракт и вызывает рвоту. При длительном воздействии вызывает заболевание легких – сидерод. 10 мг/м3
Калий углекислый технический 3 - - - Не взрывается Вдыхание пыли вызывает раздражение дыхательных  путей. При попадании на кожу и  слизистые оболочки вызывает раздражение. 2 мг/м3
  Двуокись циркония 3 - - - Не взрывается Вызывает раздражение  слизистой оболочки дыхательных  путей. 6 мг/м3
  Окись хрома 2 - - - Не взрывается При длительном воздействии на организм оказывает  общетоксическое действие, вызывая  заболевание органов дыхания, желудочно-кишечного тракта и кожи. При поражении кожных покровов вызывает дерматиты, при поражении глаз-коньюктивиты. 1 мг/м3
Гидроксид калия 2 - - - Не взрывается При попадании  на кожу и слизистые оболочки вызывает химические ожоги. 0,5

 мг/м3

Силикагель  технический, белая сажа 3 - - - Не взрывается Пыль силикагеля, белой сажи вдыхаемой человеком, способна вызывать изменения в лёгких (фиброз) вследствие токсического действия двуокиси кремния. 1 мг/м3 для  белой сажи 2 мг/м3 для силикагеля
Активный  оксид алюминия 3 - - - Не вызывается Пыль оксида алюминия вызывает раздражение слизистых  оболочек, верхних дыхательных путей, рта и глаз. 2 мг/м3
Жидкое  стекло (калиевое) II - - - Не взрывается Вызывает раздражение  слизистых оболочек и кожных покровов. 2 мг/м3 (для двуокиси кремния)
 
 

 

      7.2 Взрывопожарная  и пожарная опасность,  санитарная характеристика  производственных  зданий, помещений  и наружных установок

 

     Таблица 7.2 - Взрывопожарная и пожарная опасность помещений и наружных установок

Наименование  производственных зданий, помещений, наружных установок Категория взрывопожарной и пожарной опасности  помещений и зданий (ОНТП-24-86) Классификация зон внутри и вне помещений  для выбора и установки электрооборудования (ПУЭ) Группа  производственных процессов по санитарной характеристике СНИП (СНИП 2.09.04-87)
Класс взрывоопасной или пожароопасной  зоны Категория и  группа взрывоопасных смесей
Узел  подготовки исходных компонентов, приготовления  катализаторной смеси и массы. Д - -
Уел активации Г - -
 

     7.3 Перечень опасных и вредных факторов объекта

 

     В производстве катализатора КИМ-1 используются неорганические вещества в виде сухих  солей, оксидов, жидкое стекло, приготовляемое растворением твердого гидрооксида  калия и силикагеля.

     Вещества  с пирофорными свойствами отсутствуют, способностью к образованию термополимеров не обладают.

     Процесс приготовления КИМ-1 не относится  к невзрыво-пожароопасным производствам.

     Продукты, применяемые в производстве катализатора, сыпучие вещества, относятся к 2, 3, 4 классам опасности, вдыхание пыли вызывает раздражение дыхательных путей, конъюнктивит и оказывает вредное воздействие на пищеварительный тракт.

     При загрузке в реактор 3 через загрузочный люк гидрооксида калия создается опасность попадания его в глаза.

     Приготовление жидкого стекла происходит при высокой температуре и нарушение герметичности трубопроводов и аппаратов создается опасность термического и химического ожога. При сливе жидкого стекла из реактора 3 в бочки создается возможность попадания жидкого стекла в глаза, на незащищенную кожу. Активация катализатора и приготовление жидкого стекла происходит при высокой температуре и нарушение герметичности трубопроводов и аппаратов создает опасность ожога и загорания. Наличие механизмов с вращающимися деталями ( мешалки, насосы, дисмембраторы, смесители, грануляторы, подъемно-транспортные механизмы и др.) создает угрозу травмирования обслуживающего персонала. Применение на производстве электрооборудования создает угрозу поражения электрическим током. Наличие проемов и расположение аппаратов на высоте создает возможность падения с высоты при обслуживании аппаратов. Наличие печей создает опасность взрыва при разгерметизации трубопровода топливного газа, загазованности прилегающей территории, нарушении процесса горения.

     7.4 Разработка защитных мероприятий по вредным факторам

 

     7.4.1 Отопление и вентиляция

     Настоящей частью проекта предусматривается  устройство системы местных отсосов  у технологического оборудования по производству катализатора КИМ-1.

     Вентиляция  существующая приточно-вытяжная общеобменная с сохранением трассировки приточных и вытяжных воздуховодов. перечисленные факторы требуют от обслуживающего персонала постоянного контроля за соблюдением норм технологического режима, за правильной эксплуатацией оборудования, приборов контроля и автоматики, наличие ограждений на площадках обслуживания аппаратов, расположенных на высоте, правильной эксплуатацией вентиляционных и отопительных установок, требуемой освещенности рабочего места, соблюдения безопасных методов труда.

     При удалении продуктов из технологического оборудования и трубопроводов, сборов и удалении отходов производства, сбросе продуктов производства в атмосферу должны быть соблюдены необходимые меры безопасности и выдерживаться санитарные нормы.

 

     7.4.2 Индивидуальные и коллективные средства защиты работающих

     Все работники производства в зависимости  от рода выполняемых работ и в  соответствии с типовыми отраслевыми  нормами обеспечиваются спецодеждой, спецобувью и защитными приспособлениями.

     Выдаваемая  спецодежда, спецобувь и защитные приспособления должны отвечать требованиям ГОСТа и ТУ, быть пригодными и удобными для пользования.

     Каждый  работающий на производстве должен иметь  при себе на рабочем месте фильтрующий  противогаз марки «БКФ», «В», «КД», респиратор, очки.

     В местах повышенного пыления необходимо пользоваться очками и противопылевым респиратором типа ШБ-1 (Лепесток).

     При работе с гидрооксидом калия необходимо пользоваться прорезиненным фартуком, резиновыми перчатками, резиновыми сапогами, защитными очками или маской.

     Все работающие обеспечиваются касками, которые  служат для защиты головы от механических повреждений, а также от попадания  агрессивных и вредных веществ. Ношение касок обязательно для  всех работающих на производстве.

     Приточно-вытяжная вентиляция на производстве обеспечивает кратность обмена – 8. На производстве применяется вакуумная уборка помещений. Имеется паротушение печей.

     Аппараты  и трубопроводы с температурой стенки выше 45°С имеют теплоизоляцию. Эксплуатируется только исправное оборудование. На производстве предусмотрена предупредительная, аварийная сигнализация и блокировка основных параметров (блокировки по давлению топливного газа). Все площадки обслуживания обеспечены ограждениями согласно установленных норм. Предусмотрено ограждение движущихся частей оборудования и вращающихся механизмов.

 

     7.4.3 Характеристика производства  по источникам  шума

     Источники шума, превышающие нормы по технологическим  причинам, на производстве катализатора КИМ-1 отсутствуют.

 

     7.4.4 Электробезопасность

     Категория надежности электроснабжения электроприемников – 3, электрозадвижки относится к 1 категории.

     Общая установленная мощность электроприемников  составляет 7,81 кВт.

     Напряжение  электродвигателей – 380 В.

     Тип системы токоведущих проводников  по классификации ГОСТ Р 50571.2-94-трехрозные четырех проводные. Тип системы заземления-ТN-С.

     В качестве цехового распределительного устройства принято существующее низковольтное  комплектное устройство ЩСУ 1, размещаемое  в электрощитовой РП-10.

     Управление  электродвигателями насоса и вентилятора – местное, электродвигателями задвижек – местное и дистанционное.

     Групповые сети выполняются кабелем марки  ВВГ открыто.

     Для обеспечения электробезопасности  предусматривается система зануления  электрооборудования путем создания металлической связи его с заземленной нейтралью трансформатора питающей подстанции и выравнивание потенциалов.

     В качестве зануляющих проводников используются специальные четвертые жилы кабеля.

     Для связи с заземленной нейтралью  трансформатора используются зануляющие жилы питающих кабелей.

     Меры  защиты от статического электричества  направлены на предупреждение возникновения  и накопления зарядов статического электричества, создание условий рассеивания  зарядов и устранения опасности  вредного воздействия статического электричества.

Информация о работе Технология производства катализатора дегидрирования изоамиленов в изопрен