Органический синтез

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Марта 2014 в 09:19, курсовая работа

Краткое описание

Органический синтез - получение более сложных веществ из менее сложных - зародился в середине XIX в. на основе побочных продуктов коксования каменного угля, содержавших ароматические соединения. Несколько позже из кокса начали получать окись углерода и ацетилен, явившиеся основой для синтеза многих алифатических соединений. С начала XX в. начинает развиваться переработка нефти, а еще позже - переработка природных газов. Из них выделяют парафиновые углеводороды и их смеси, а при термическом и каталитическом крекинге нефтепродуктов получают в качестве побочных продуктов простейшие олефины, на основе которых возникли многие важные производства. Затем были разработаны методы превращения нефтяного газового сырья в окись углерода и синтез-газ, ацетилен и, наконец, в ароматические углеводороды.

Вложенные файлы: 1 файл

Введение.doc

— 1.60 Мб (Скачать файл)

Выходя из верхней части межтрубного пространства, пары воды поступают в конденсатор п. Т-2, охлаждаемый оборотной водой, где конденсируются и сливаются в нижнюю часть межтрубного пространства реакторов.

Давление в межтрубном пространстве реакторов не более 2 кгс/см2 (0,2 МПа) регулируется подачей оборотной воды в конденсатор п. Т-2 регулятором давления PIC-10-2.

Ежесменно контролируется рН воды 7 - 8 в межтрубном пространстве.

В процессе эксплуатации реактора гидрохлорирования зона реакции перемещается по ходу потока газов. Чтобы знать, в каком состоянии находится катализатор в реакторах гидрохлорирования п. Р-1/1-9, ежесуточно определяется местонахождение зоны реакции по пиковой температуре по прибору TRY, установленном на ДПУ и с помощью точечных термопар по приборам TJR установленном на местном щите.

Активность катализатора в процессе эксплуатации снижается. Потеря активности катализатора компенсируется поддержанием оптимальной температуры реакции 130 - 150°С за счет подогрева рубашки и снижения нагрузки. При сработке катализатора (появление повышенных проскоков ацетилена и хлористого водорода после реакторов, несмотря на снижение нагрузки, и повышении температуры в зоне реакции) производят остановку и перезагрузку катализатора.

При пуске реактора со свежим катализатором для подогрева реактора и до вывода на нормальный режим используется горячая вода, подогретая в подогревателе п. Т-3/1-3 до 100°С паром низкого давления 4 кгс/см2. Циркуляция воды осуществляется насосом п. Н-1/1-3. Пуск реактора со свежим катализатором на больших нагрузках с превышением температуры в зоне реакции резко сокращает срок службы катализатора. Поэтому смешанный газ в реактор п. Р-1/1-9 сначала подается в небольшом количестве (300 - 500 м3/ч) по малой диафрагме, что позволяет более точно контролировать расход газа.

Повышение нагрузки производится исходя из температуры в зоне реакции. Так как свежий катализатор имеет повышенную активность, то при первоначальной подаче смешанного газа температура в зоне реакции может превысить 180°С, что отрицательно скажется на его активности. Чтобы предотвратить это подают инертный газ - азот со смешанным газом, чтобы температура в зоне реакции не превышала 180°С. По мере снижения температуры в зоне реакции необходимо увеличить подачу смешанного газа в реактор и закрыть подачу азота, ориентируясь по температуре в зоне реакции.

Реакционные газы после реакторов п. Р-1/1-9 направляются в концевой холодильник п. Т-4/1-2, охлаждаемый оборотной водой. Охлажденные до температуры не более 40°С газы поступают на систему выделения винилхлорида.

Температура газов на выходе из холодильника п. Т-4/1-2 контролируется  прибором TRY-19-2. Холодильники п. Т-4/1-2  работают поочередно из-за загрязнения поверхности теплообмена. Холодильник, находящийся в резерве подвергается очистке.

Схемой предусмотрено более глубокое охлаждение газов с целью удаления ртути. Реакционные газы после холодильников п. Т-4/1-2 поступают в холодильник реакционного газа п. Т-5, охлаждаемый рассолом с температурой минус 15°С.

Температура газов на выходе из холодильника п. Т-5 регулируется подачей рассола клапанном ручного дистанционного управления и поддерживается не более 10°С. Контроль температуры осуществляется прибором TRC-22-2.

В холодильнике п. Т-5 происходит частичная конденсация ртути, содержащейся в виде паров в реакционном газе. Для отбоя сконденсировавшейся ртути служит нижняя крышка п. Т-5, выполненная в виде сепаратора. Сепарированная жидкость 2 раза в смену дренируется в сборник ртутных шламов п. Е-1. Сборник ртутных шламов снабжен уровнемером LI-24 и манометром PI-21.

После холодильник п. Т-5 на линии реакционного газа установлен манометр PI-23. Далее реакционный газ поступает на систему выделения винилхлорида.

Регулировка хода процесса гидрохлорирования производится изменением подачи хлористого водорода регулятором FICA и изменением температуры подогрева смешанных газов на выходе из подогревателя п. Т-1/1-2.

 

      1. Нормы технологического режима и метрологическое обеспечение

Таблица 3.4 Нормы технологического режима и метрологическое обеспечение

Наименование стадий процесса, места измерения параметров или отбора проб

Контролируе-мый параметр

Частота и способ контроля

Нормы и технический показатель

Методы испытания и средство контроля

Требуемая точность измерения параметров

Кто контролирует


Контроль приборами КИПиА

Корпус гидрохлорирования ацетилена

1

2

3

4

5

6

7

1. Подача крекинг- газа в каплеотбойник  п.С-1

Объемный расход, нм3/ч

Постоянно, без записи в журнале, визуальный, автоматическое регулирование

н/б 20000

FIRC Шкала

0 - 20000мз/ч

d = ±5%

± 1000м3/ч

Аппаратчик многостад. синтеза к-са 20 (далее по тексту аппаратчик к- са 20)

Давление, кгс/см2(МПа)

1 раз в час, с записью в  журнале, визуальный

н/б 6,0 (0,6)

PI Шкала (0 -10) кгс/см2 (0-1,0) МПа кл. точн. 2,5

±0,3 кгс/см2

±0,03 МПа

Аппаратчик

к-са 12

2. Подача хлористого водорода  в смеситель п. С-2

Объемный расход, нм3/ч

1 раз в час, с записью в  журнале, визуальный.

 

Автоматическое регулирование, световая и звуковая сигнализация

н/б 3000

 

 

При падении расхода более чем на 5% от настоящего

FICA

Шкала (0 - 3200) мз/ч

d = ±5%

± 160мз/ч

Аппаратчик

к-са 20

1 раз в час без записи в  журнале, визуальный, постоянно, регистрационный

н/б 3000

FIRC

Шкала (0 - 3200) м3/ч

d = ±5%

± 160 м3/ч

Работа 9-КР- 2011,2

Регулировка: закрытие клапана FIRC-422 на 50% от настоящего расхода

Остановка одного из 9- KP-2011,2

HS

 
 

Блокировка: закрытие подачи НС1 в п.1

SD

   

Температура, °С

1 раз в час, с записью в  журнале, постоянно без записи  в журнале, регистрационный

н/б 25

TRY Шкала

0-50°С Погрешность ненормиров.

Точность ненормир.

3. Смеситель п. С-2

Давление, кгс/см2 (МПа)

1 раз в час, с записью в  журнале, визуальный

н/б 6,0 (0,6)

PI Шкала (6 -10) кгс/см2

(0-1,0) МПа

d - ненормир.

Точность ненормир.

Аппаратчик

к-са 20

Постоянно без записи в журнале, регистрационный

н/б 6,0 (0,6)

PRY Шкала

(0 -10) кгс/см2

(0-1,0)МПа

d = ±0,8%

±0,1

кгс/см2

±0,01 МПа

Аппаратчик

к-са 20

4. Подача смешан-ного газа в  каждый реактор п. Р-1/1-9

Объемный расход, нм3/ч

1 раз в час, с записью в  журнале, визуальный, регистрационный

н/б 5000

FIR Шкала

(0 - 5000) нм3/ч

d = ±5,0%

±250 м3/ч

Аппаратчик

к-са 20

5. Смешанный газ после подогр-ля

п. Т-1/1-2

Температура, °С

1 раз в час, с записью в  журнале, визуальный, автоматическое  регулирование

80 - 130

TIC

Шкала

0 - 200°С

Кл. точн. 1,5

± 3,5°С

Аппаратчик

к-са 12

С записью в журнале, постоянно, без записи в журнале, регистрационный.

Шкала

0 - 200 °С

d - ненормир.

Точность ненормир.

Аппаратчик

к-са 20

6. Реакционная зона реакторов  п.Р-1/1-9 Многозонная термопара 

Температура, °С

1 раз в час без записи в  журнале, визуальный

80 - 180

TI

Шкала 0 - 250°С

d - ненормир.

Точность ненормир.

Аппаратчик

к-са 20

Пиковая температура

1 раз в сутки с записью  в журнале, постоянно без записи  в журнале, регистрационный

80 - 180

TR Шкала

0 - 250°С

d = ±1,2%

± 3°С

Аппаратчик

к-са 12

7. Водяная рубашка реакторов  п. Р-1/1-9

Температура, °С

Постоянно без записи в журнале, регистрационный

80 - 120

TR

Шкала 0 - 250°С

d - ненормир.

Точность ненормир.

Аппаратчик

к-са 20

Постоянно без записи в журнале, регистрационный

80 - 120

TJR

Шкала 0 - 300°С

d = ±1,1%

± 3,5°С

Аппаратчик

к-са 12

Уровень, %

Постоянно без записи в журнале, регистрационный

н/м 80

LR Шкала 0-100%

d = ±2%

± 2%

1 раз в час с записью в  журнале, визуальный, автоматическое регулирование

н/м 80

LI Шкала 0-100%

d - ненормир.

Точность ненормир.

Давление, кгс/см2 (МПа)

1 раз в час с записью в  журнале, визуальный, автоматическое  регулирование

н/б 2 (0,2)

PIC Шкала

760мм.рт.ст. - 5кгс/см

(0,1-0,5)МПа

d = ±1%

±0,1

кгс/см2

±0,01МПа

Аппаратчик

к-са 20

8. Реакционный газ на выходе  из холодильника 

п. Т-4/1-2

Температура, °С

При работе без холодильника п. 9, 1 раз в час с записью в журнале, постоянно без записи в журнал, регистрационный

н/б 40

TR Шкала

-50 - +100°С

d - ненормир.

Точность ненормир.

Аппаратчик

к-са 20

Объемная доля НС1, %

Постоянно без записи в журнал, регистрация

н/б 0,3

QIR Шкала

0 - 0,8%

d - ненормир.

Точность Ненормир.

9. Реакционный газ на выходе  из холодильника п. Т-5

Температура, °С

При работе холод-ка 1, раз в час с записью в журнале, регистрационный

0-10

TR Шкала

-50 - +100°С

d - ненормир.

Точность ненормир

Аппаратчик

к-са 20

10. Подача рассола в холодильник  п. Т-5

Степень открытия клапана, %

Дистанционное управление: закрытие и открытие подачи рассола

0-100

НС

 

Аппаратчик

к-са 20


Таблица 3.5 Спецификация технологического оборудования

Наименование оборудования

Кол-во

Материал, способ защиты

Техническая характеристика


 

1

2

3

4

1. Реактор гидрохлорирования ацетилена

9

Сталь углеродистая

1 – 7     SS41

8,9        09Г2С

Вертикальный кожухотрубчатый аппарат

Давление трубного пространства                 6,0 кгс/см2

Давление межтрубн. пространства               2,0 кгс/см2

t  трубного пространства                               100-200

t  межтрубн. пространства                             100-120

Вместимость трубн. простр.                          14 м3

Площадь поверхн. т/о                                     770 м2

Высота трубок                                                 6000 мм

Внутренний диаметр                                      80 мм

Кол-во                                                               480 шт.

2. Каплеотбойник

1

Сталь углеродистая SS41

Вертикальный цилиндрический аппарат

Давление                                                          6,0 кгс/см2

Температура                                                     20-350С

Высота                                                              4350 мм

Диаметр                                                            1800 мм

Вместимость                                                     9,16 м3

3. Смеситель

1

Сталь углеродистая 17 Г1С – 6, 09Г2С

Вертикальный цилиндрический аппарат      

Давление                                                           6,0 кгс/см2

Температура                                                     20-350С

Высота                                                               4480 мм

Диаметр                                                             2200 мм

Вместимость                                                     10 м3

4. Мерник

1

Сталь углеродистая SS41

Вертикальный цилиндрический аппарат с рубашкой

Давление атмосферное

Вместимость                                                       10 м3

5. Емкость для отходов

1

Сталь углеродистая SS41, эмаль

Вертикальный цилиндрический аппарат

Давление                                                         атмосферное

Диаметр                                                           1500мм

Высота                                                             2000мм

Вместимость                                                    1,6 м3

6. Подогреватель смешанного газа

2

Сталь углеродистая

1 – Рум. R44.6в16ГС

2 – Ст3Сп5

Вертикальный кожухотрубчатый аппарат с компенсатором

Давление трубн. Пространства                        7,2 кгс/см2
Давление межтр. Пространства                       4 кгс/см2

Температура трубн. простр.                             20 – 1300С

Температура межтруб. простр.                        1510С

Площадь поверхн. т/о                                       61 м2

Диаметр                                                              600 мм

Высота трубного пучка                                     3000 мм

7. Конденсатор

9

Сталь н/ж 12Х18Н10Т

Вертикальный кожухотрубчатый аппарат с компенсатором

Давление трубн. Пространства                        атмосф.
Давление межтр. Пространства                       2 кгс/см2

Температура трубн. простр.                             28 – 350С

Температура межтруб. простр.                        1200С

Площадь поверхн. т/о                                       17,1 м2

Диаметр                                                              400 мм

Высота трубного пучка                                   2000 мм

8. Холодильник концевой

2

Сталь углеродистая 1 – 09Г2С

Вертикальный кожухотрубчатый аппарат с компенсатором

Давление трубн. Пространства                        5,4 кгс/см2
Давление межтр. Пространства                       атмосф.

Температура трубн. простр.                             40 – 1200С

Температура межтруб. простр.                        28 - 400С

Площадь поверхн. т/о                                       352 м2

Диаметр                                                              1000 мм

Высота трубного пучка                                   6000 мм

9. Подогреватель воды

2

Сталь углеродистая SS41

Горизонтальный кожухотрубный аппарат

Давление трубн. Пространства                        5,1 кгс/см2
Давление межтр. Пространства                       4 кгс/см2

Температура трубн. простр.                             20 – 1200С

Температура межтруб. простр.                        1510С

Площадь поверхн. т/о                                       32 м2

Диаметр                                                              550 мм

Высота трубного пучка                                   2737 мм

10. Подогреватель воды

1

Сталь углеродистая РУМ

TStE 355

Горизонтальный кожухотрубный аппарат

Давление трубн. Пространства                        5,1 кгс/см2
Давление межтр. Пространства                       4 кгс/см2

Температура трубн. простр.                             20 – 1200С

Температура межтруб. простр.                        1510С

Площадь поверхн. т/о                                       32 м2

Диаметр                                                              600 мм

Высота трубного пучка                                   3000 мм

11. Холодильник реакционного газа

1

Сталь углеродистая

R-37-4в

R-44-4в

Вертикальный кожухотрубчатый аппарат с компенсатором

Давление трубн. Пространства                        5,4 кгс/см2
Давление межтр. Пространства                       5 кгс/см2

Температура трубн. простр.                             0 – 100С

Температура межтруб. простр.                        150С

Площадь поверхн. т/о                                       352 м2

Диаметр                                                              1000 мм

Высота трубного пучка                                   6000 мм

12. Насос для циркуляции рубашечной  воды

2

Сталь углеродистая

Центробежный

Объемная произв-ть                                         17м3/ч

Напор                                     35м ст. жид. (0,35 Мпа)

Электродвигатель                                              AORK

Частота вращения                                              1500 мин-1

Мощность                                                           1,5 кВт

Исполнение                                                         eG2

13. Насос для циркуляции рубашечной  воды

1

Сталь углеродистая

Центробежный

Объемная произв-ть                                         17м3/ч

Напор                                     35м ст. жид. (0,35 Мпа)

Электродвигатель                                              2В132М2

Частота вращения                                              2910 мин-1

Мощность                                                           11 кВт

Исполнение                                                         В3Г


 

      1. Аналитический контроль производства

Таблица 3.6 Аналитический контроль (корпус 12)      

Наименование стадий процесса, мест отбора проб

Контролируемый параметр

Частота и способ отбора проб

Норма и технический показатель

Методы испытания и средства контроля

Кто контролирует


 

1

2

3

4

5

6

1. Реакционные газы после реактора

Об. доля % ацетилена

Хлористого водорода

1 раз в сутки по требованию

н/б 0,5

 

н/б 0,5

МВИ 101-7-99

Хроматографический

МВИ 102-3-98

Объемный

Контролер цеха 107

2. Реакционные газы из общего  коллектора после реакторов

Об. доля % ацетилена

Хлористого водорода

н/б 0,5

 

н/б 0,3

МВИ 101-7-99

Хроматографический

МВИ 102-3-98

Объемный

3. Сушка свежего катализатора  в реакторах

Мас. конц. воды в азоте г/м3

При пуске реактора на свежем катализаторе

н/б 5

МВИ 102-12-00 метод Фишера

МВИ 102-7-97

Хроматографический

4. Водяная рубашка реакторов

рН

1 раз в смену

7 – 8

Индикаторная бумага

Аппаратчик корпуса 12

5. Азот после продувки реакторов  при консервации

Об. доля ацетилена %

 

По требованию

 

Отсутствие

МВИ 101-7-99

Хроматографический

Контролер цеха 107

6. Общая линия рассола    –150С

прямая –

обратная -

 

 

рН

рН

 

 

2 раза  в сутки

2 раза  в сутки

 

 

7,0 – 10,0

7,0 – 10,0

 

 

Инструкция к прибору. Физико-химический

 

 

Контролер цеха 107

7. Общая линия рассола    –280С

прямая –

обратная -

 

 

рН

рН

 

 

2 раза  в сутки

2 раза  в сутки

 

 

7,0 – 10,0

7,0 – 10,0

 

 

Инструкция к прибору. Физико-химический

 

 

Контролер цеха 107

Прием и подготовка сырья

1. Крекинг-газ

Об. доля %

Ароматики

Ацетилена

Этилена

Высших ацет. в т. ч.

1,3-бутадиена

винилацетилена

мас. доля воды

По графику отделения 1

 

н/б 0,04

н/м 7,0

н/м 8,0

н/б 0,095

 

н/б 0,0002

н/б 0,0005

н/б 0,026

 

МВИ 101-2-99 хромат.

МВИ 101-7-99 хромат.

МВИ 101-7-99 хромат.

МВИ 101-8-99 хромат.

 

МВИ 101-8-99 хромат.

МВИ 101-8-99 хромат.

МВИ 102-12-00 метод Фишера

Контролер цеха 107

2. Мономерный катализатор

Мас. доля %

Сулемы

Воды

Каждая операция

 

9 – 12

н/б 0,8

 

МВИ 102-19-01 объемн.

ГОСТ 14870-77 с изм. 1,2 весовой

3. Натр едкий очищенный марка  Б

Мас. Доля NaOH, %

Перед использованием в про-ве

 

Н/м 45

ГОСТ 11078-78 с изм. 1-3, нейтрализация

Контролер цеха 87

4. Воздух КИПиА

Точка росы 0С

Мас. конц. тв. Частиц, мг/дм3

По графику цеха 113

н/выше минус 400С

н/б 2

 

 

МВИ 113-5-99 весовой

Контролер цеха 107

           

 

      1. Безаварийный пуск и остановка производства
        1. Основные правила пуска стадии гидрохлорирования ацетилена
  1. Открыть арматуру на байпасе системы гидрохлорирования, закрыть арматуру на входе в каплеотбойник С-1 крекинг-газа и выходе из холодильника реакционного газа Т-3.
  2. Открыть арматуру до и после регулирующего клапана 10-3 на подаче воды в конденсатор Т-2.
  3. Заполнить межтрубное пространство реакторов Р-1/1-9 обессоленной водой или паровым конденсатом.
  4. Собрать схему циркуляции: Р-1/1-9 ® Н-1/1-3 ® Т-3/1-3 ® Р-1/1-9 по одному реактору из каждой тройки реакторов.
  5. Медленно открыть пар в рубашку подогревателя воды Т-3, прогрет поочередно до температуры 80 – 1200С каждый из реакторов.
  6. Сбросить давление азота в реактор Р-1/1-9 на линию сдувки.
  7. Открыть арматуру по выходу и входу реакционного газа из каждого реактора Р-1/1-9.
        1. Основные правила остановки стадии гидрохлорирования ацетилена

При снижении давления в газгольдере хлористого водорода до 6кгс/см2 (0,6МПа) остановить реакторы гидрохлорирования ацетилена.

Для этого:

  1. Прекратить подачу хлористого водорода в смеситель С-2, закрыть регулирующий клапан 3-5.
  2. Байпасировать систему гидрохлорирования, открыв арматуру на байпасной линии и закрыв арматуру на входе крекинг-газа в каплеотбойник С-1 и после концевого холодильника Т-4/1-2 или холодильника реакционного газа Т-5.
  3. Прекратить подачу пара в подогреватель смешанного газа Т-1/1-2.
  4. Сбросить давление из реакторов на линию сдувки.
  5. Закрыть арматуру на входе и выходе реакционного газа из каждого реактора Р-1/1-9, после чего в реактор подать азот  со сбросом на линию сдувки. Продувку азотом в первую очередь проводят на реакторах с наиболее активным катализатором и при получении лабораторного анализа – отсутствие ацетилена, ставят на консервацию под давлением азота 1 – 2кгс/см2 (0,1 – 0,2 МПа).
  6. При остановке на небольшой период времени продувку азотом не производят, а закрывают арматуру на входе и выходе газов на реакторах Р-1/1-9 и оставляют под давлением до пуска.
  7. Прекратить подачу пара в подогреватель воды Т-3/1-3.
      1. Компоновочное решение

Информация о работе Органический синтез