Среднетемпературная конверсия CO2 в производстве аммиака

Вместимость 5 м³.Диаметр 1400 мм.Высота 4050 мм.Среда: азот, водород, вода.Давление:рабочее 0,5 МПа (5 кгс/см²), расчетное 0,6 МПа (6 кгс/см²).Температура:рабочая 70 °С, расчетная 230 °С.Подогреватель для пуска                 Углеродистаясталь, легиро-ванная сталь                 Назначение: нагрев циркуляционного азота при разогреве и восстановлении катализатораВертикальный кожухотрубныйтемплообменник с V-образными трубками.Диаметр 800 мм.Высота 5480 мм.Количество трубок 338 штук.Диаметр трубок 20х2 мм.Поверхность теплообмена 140 м²Трубное пространствоСреда: азот, водород.Давление:рабочее 0,8 МПа (8 кгс/см²), расчетное 1 МПа (10 кгс/см²).Температура:рабочая 100- 230 °С, расчетная 250 °С.Межтрубное пространствоСреда: пар, конденсат.Давление:рабочее 4,0 МПа (40 кгс/см²), расчетное 4,0 МПа (40 кгс/см²).Температура:рабочая 250- 420 °С, расчетная: верх аппарата 450 °С, низ аппарата 300 °С.Холодильниказота дляпускаНержавеющая стальНазначение: охлаждение циркуляционного газа в системе разогрева и восстановления катализатора Горизонтальный кожухотрубный теплообменник.  Диаметр аппарата 1000 мм.  Длина 4000 мм.  Количество трубок 1177 шт.  Диаметр трубок 20х2 мм.  Трубное пространство  Среда: оборотная вода.  Давление: рабочее 0,6 МПа (6 кгс/см²)  Температура: рабочая 25- 38 °С.  Межтрубное пространство  Среда: азот, водород, конденсат.  Давление: рабочее 0,6 МПа (6 кгс/см²)  Температура: рабочая 220 °С.Охладительконвертированного газа       Нержавеющая сталь, легированная сталь, биметалл    Назначение: регулирование температуры конвертированного газаперед газовыми кипятильниками путем впрыска газовогоконденсата.Горизонтальный аппарат с форсунками для впрыска конденсата.Диаметр 700 мм. Длина 5000 мм.Среда: парогазовая смесь.Давление: рабочее 3,2 МПа (32 кгс/см²),расчетное 3,7 МПа (37 кгс/см²).Температура: рабочая 170 ÷ 260 °С,расчетная 380 °С.9 АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВАНормальное ведение конверсии СО обеспечивается автоматической стабилизацией температуры, температурный режим зависит от свойств и длительности катализатора.Таблица 9 – Контроль процессаКонтролируемый параметрЕд. измеренияНормы технологического режима, показатель (допустимые показатели)Частота и способ контроляТрубопровод конвертиро-ванного газа в конвертор окиси углерода первойступени°С330 - 380Свето-звуковая сигнализацияна ЦПУ по максимальной темпера-туре - 390Свето-звуковая сигнализацияна ЦПУ по минимальной темпера-туре- 325 Показания на монитореПЭВМ на ЦПУ.Непрерывная регистра-ция, сигнализация и автоматическоерегулирова-ние на ЦПУ.Запись в рапорте через2 часа.10 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА10.1 Безопасность производстваЦех крупнотоннажного агрегата аммиака относится к категории взрывоопасных производств. При нарушениях режима работы и при авариях возникает опасность выделения газов, а, следовательно, возможность загорания, взрывов, химических и термических ожогов и отравлений обслуживающего персонала.Водород – бесцветный газ, без запаха и вкуса. Пределы взрываемости в смеси с воздухом 4,0 – 75,0%. Физиологически инертный газ, при больших концентрациях в воздухе вызывает удушье вследствие уменьшения кислорода в окружающей среде. При удушье - свежий воздух, искусственное дыхание. Средствами защиты являются изолирующие противогазы (ПШ-1 и ПШ-2).Метан – бесцветный газ, без запаха и вкуса. Относится к 4 классу опасности по ГОСТ 12.1.007. Пределы взрываемости в смеси с воздухом 4,9 - 15,0%. В больших концентрациях обладает наркотическим действием, а также может вызвать удушье от недостатка кислорода в рабочей среде. При удушье - свежий воздух, кислород, искусственное дыхание. ПДК метана - 7000 мг/м3.Средствами защиты являются изолирующие противогазы ПШ-1, ПШ-2.Азот – бесцветный газ, без запаха и вкуса. Физиологически инертный газ. При увеличении концентрации в рабочей среде вызывает кислородное голодание и удушье в связи с уменьшением кислорода в воздухе. Под давлением обладает наркотическими свойствами. Признаком воздействия на организм человека является головокружение и сонливое состояние. Особую опасность представляет работа в емкостях после продувки азотом. При удушье - свежий воздух, кислород, искусственное дыхание. Средствами защиты являются изолирующие противогазы ПШ-1, ПШ-2.Окись углерода – газ без запаха и цвета. ПДК в производственных помещениях 20 мг/м3. Пределы взрываемости в смеси с воздухом 12,5-74,0%. Оказывает общеядовитое действие, заключающееся в том, что, соединяясь с гемоглобином крови вытесняет кислород из крови и, таким образом, кровь теряет способность переносить кислород из легких в ткани. Из-за пониженного содержания кислорода в крови наступает удушье. Внешние признаки отравления зависят от степени отравления, обычно начинаются с головной боли, головокружения, шума в ушах, плохого самочувствия, слабости, тошноты, рвоты. При остром отравлении необходим свежий воздух, вдыхание кислорода. Полный покой. Устранить все, что затрудняет дыхание, расстегнуть ворот, пояс, придать телу удобное положение. Остерегаться охлаждения. При потере сознания применять нашатырный спирт. Обрызгивать грудь холодной водой, растирать тело. При остановке или резком угнетении дыхания производить искусственное дыхание с подачей кислорода. Средствами защиты являются фильтрующие противогазы марки ДОТ М 460, ДОТ М 600.Аммиак – бесцветный газ, с резким запахом. Относится к 4 классу опасности по ГОСТ 12.1.007. Концентрационные пределы распространения пламени 15,0 – 33,6%, 107 – 240 г/м3. Предельно-допустимая концентрация в производственных помещениях 20 мг/м³. При небольших концентрациях - легкое раздражение глаз и слизистой оболочки носа, чихание, легкая тошнота и небольшая головная боль, покраснение лица, боль в груди. При высоких концентрациях - общее слезотечение и боль в глазах, головокружение, боль в желудке, рвота. Возможны химические ожоги глаз и верхних дыхательных путей. Жидкий аммиак, попадая на тело, причиняет сильные ожоги всех степеней в зависимости от продолжительности действия на тело, а также возможны обмораживания участков пораженного тела. При попадании на кожу жидкого аммиака пораженный участок обильно промыть водой и направить пострадавшего в медпункт. При отправлении аммиаком через дыхательные пути пострадавшего вынести на свежий воздух. Для нейтрализации аммиака, попавшего в органы пищеварения, пострадавшему дать несколько глотков лимонада, молока, молочнокислых продуктов, фруктовый сок, газированную воду. При попадании аммиака в глаза необходимо промыть глаза струей воды комнатной температуры и обратиться в скорую помощь. Средствами защиты являются фильтрующие противогазы с противогазовыми комбинированными фильтрами марки «ДОТ 600», «ДОТ 320», защитные очки, резиновый костюм, перчатки, сапоги и фартук. При содержании аммиака в рабочей среде свыше 0,5% применять изолирующие противогазы.Аммиачная вода обладает значительной упругостью паров аммиака и в зависимости от температуры окружающей среды может выделять значительное количество аммиачных паров. При действии аммиачной воды на тело могут произойти ожоги. Особенно опасно попадание аммиачной воды в глаза. При попадании аммиачной воды на кожу это место обильно промыть водой.При отравлении газообразным аммиаком, выделившимся из аммиачной воды, принять меры аналогично, как при отравлении аммиаком. При попадании аммиачной воды в глаза тщательно промыть их чистой водой и обратиться в медпункт.Средствами защиты являются фильтрующие противогазы с противогазовыми комбинированными фильтрами марки "ДОТ 600", «ДОТ 320, резиновые сапоги, перчатки, защитные очки.10.2 Экологичность производстваВ производстве аммиака имеются выбросы газов в атмосферу, сточные воды и твердые отходы.В производстве аммиака имеются следующие постоянные выбросы газов, содержащие вредные компоненты:дымовые газы после подогревателя природного газа;дымовые газы после трубчатой печи и вспомогательной печи;"грязная фракция" СО2 или "чистая фракция" СО2 вместе с грязной.Вредными веществами в выбрасываемых дымовых газах огневого подогревателя сероочистки и первичного риформинга является сернистый ангидрид, окислы азота, окись углерода. Вредными веществами, выбрасываемыми в атмосферу с углекислым газом, является окись углерода, моноэтаноламин и сероводород.Периодически при пуске агрегата в атмосферу выбрасываются:дымовые газы из огневого подогревателя синтеза;парогазовая смесь из отпарной колонны.Периодически при пуске, остановке, нарушении технологического режима предусмотрено сжигание газов в факельной установке для предотвращения загрязнения атмосферы при залповых выбросах газов.Кроме того, периодически в аварийных случаях в атмосферу сбрасываются выбросы при продувках на свечи.Для надежности охраны воздушного бассейна при аварийных ситуациях и остановках на ремонт и для предотвращения залповых выбросов на агрегате синтеза предусмотрена факельная установка для сжигания выбросов газа, а также выхлопная труба для сброса углекислого газа.Диаметры и высоты труб выбросов выбраны таким образом, чтобы количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, не создавали в приземном слое концентрацию вредных веществ, превышающих санитарные нормы (после их рассматривания).При нормальной работе агрегата аммиака постоянных стоков с блоков МЭА-очистки, метанирования, синтеза, аммиачно-холодильных установок, аммиачно-холодильной станции нет.Оргстоки поступают на станцию перекачки в специальную емкость, где разбавляются, нейтрализуются и перекачиваются на очистные сооружения на биологическую очистку.Отработанные катализаторы процессов сероочистки, конверсии метана, конверсии окиси углерода, метанирования и синтеза аммиака отправляются на переработку. ЗАКЛЮЧЕНИЕЦелью курсовой работы был расчет стадии конверсии оксида углерода 1-ой ступени.В пояснительной части проекта представленыаналитический обзор производства аммиака, рассмотрены теоретические основы технологического процесса стадии конверсии СО 1-й ступени, представлена характеристика исходного сырья, материалов и готового продукта, описана технологическая схема конверсии. Произведены технологические расчеты стадии: материальный и тепловой балансы.Присутствуют разделы по охране окружающей среды и безопасной эксплуатации производства.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫТехнология связанного азота : учебник для вузов / Атрощенко В.И., Алексеев А.М., Засорин А.П., Кириллов И.П. Киев : Вищашк., 1985. - 327 с.Технология неорганических веществ и минеральных удобрений. Курс лекций. Великий Новгород. - 2007. – 237 с.Ахметов Т.Г. и др. Химическая технология неорганических веществ. В 2 кн. Учебное пособие. - М.: Высш. шк. , 2002 г. – 688 с.Гаврилюк А.Н. Технология связанного азота и азотных удобрений. Практикум : учеб.-метод. пособие для студентов специальности1-48 01 01 «Химическая технология неорганических веществ,материалов и изделий» специализации 1-48 01 01 01 «Технология минеральных удобрений, солей и щелочей» / А. Н. Гаврилюк, О. Б. Дормешкин. – Минск : БГТУ, 2018. – 162 с.Расчетыпотехнологиинеорганическихвеществ : Учеб. пособие для хим.-технол. специальностей вузов / П.В.Дыбина,А.С.Соловьева,Ю.И.Вишняк; Под общ. ред. д-ра техн. наук проф. П.В.Дыбиной. - Москва : Высш. школа, 1967. – 523 с.Расчеты по технологии неорганических веществ: учебное пособие для вузов. Изд. 2-е, перераб./ под общей ред. проф. М.Е. Позина. – Л., Химия, 1977. – 496 с.Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. Учебник для технических ВУЗов. – М.: «Высшая школа», 1990. – 512 с.Основы химической технологии: Учебник для студентов вузов / Под ред. Мухленова И.П. – М.: «Высшая школа», 1983. – 335 с.ИТС 2-2019 Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям «Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот».ПРИЛОЖЕНИЕ