Проект колонны синтеза карбамида

После окончания  сборки тарелок и ремонта колонны качество проведенных ремонтных работ проверяет представитель администрации цеха, ответственный за проведение ремонта (старший  механик цеха, зам. начальника цеха по ремонту). После этого из колонны убирают посторонние предметы, материалы, инструменты, приспособления и закрывают люки-лазы. Закрытие люков-лазов производится только после того, как получено разрешение представителя технологического цеха. Люки-лазы закрывают снизу-вверх, начиная с нижнего, с заменой изношенных прокладок и резьбовых соединений.

Производят  гидравлическое испытание колонны  пробным давлением со сдачей по акту представителю отдела технического надзора предприятия или инспектору соответствующего органа РТН. Гидравлическое испытание производится в соответствии с «Методическими указаниями по гидравлическому испытанию сосудов, работающих под давлением» по инструкции, разработанной с учетом требований технического проекта и инструкции по монтажу и эксплуатации аппарата предприятия-изготовителя.

Если аппарат  работает под давлением вредных веществ (взрывоопасные или токсичные жидкости и газы) 1, 2, 3, 4-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007, то проводят пневматическое испытание аппарата на герметичность воздухом или инертным газом давлением, равным рабочему. Испытания  проводятся в соответствии с производственной инструкцией, утвержденной главным инженером предприятия. Результаты испытания на герметичность оформляются актом.

После проведения испытаний, устранения выявленных дефектов, проведения повторных испытаний снимают установленные заглушки и оформляют акт сдачи колонны из ремонта в эксплуатацию.

Ремонт колонных аппаратов с внутренними устройствами насадочного типа отличается от рассмотренного выше только демонтажом и монтажом внутренних устройств. В насадочных колоннах демонтаж насадки обычно выполняют через люки-лазы с использование бадьи и переносных лотков. Для выгрузки насадки обычно используется нижний люк, через который насадка удаляется вручную лопатами (или самотеком) в бадью с открывающимся днищем или переносные лотки, по которым насадка поступает в бункер с затвором-шибером и далее в воронку передвижного контейнера на нулевой отметке. При использовании бадьи, опускание ее на нулевую отметку производят с помощью лебедки и крана- укосины или другими имеющимися ГПМ. Выгрузку насадки со всех люков осуществляют с использованием тех же приспособлений и механизмов.

Выгрузку регулярной насадки осуществляют со всех люков, вручную удаляя каждый пакет через  люк на наружную площадку с последующим  опусканием их на отметку 0.00 с применением ГПМ.

Внутренний  осмотр и ремонт высоких пустотелых колонных аппаратов производят после  сооружения внутри аппарата инвентарных  лесов и подмостей, а также с помощью специальных подвесных платформ. В остальном ремонт насадочных колонн аналогичен ремонту тарельчатых колонных аппаратов.

Колонные аппараты диаметром менее 1200 мм, рабочее давление среды в которых не превышает 1,6 МПа  имеют царговое исполнение. При ремонте царговых колонн предусматривается полная разборка аппарата.

При разборке колонны разбирают фланцевые соединения, стропят и снимают трубопроводы обвязки, разбалчивают, стропят и снимают все царги поочередно сверху-вниз с помощью самоходного крана с подьемом крюка выше колонны и опускают их на отметку 0.00. При невозможности установки крана, снятие трубопроводов и царг осуществляется с помощью тали и монорельса, который устанавливается по оси колонны на необходимой высоте.

Тарелки в царговых колоннах неразборные, поэтому при  демонтаже тарелок извлекают уплотняющий материал (асбест или фторопластовый уплотняющий материал (ФУМ)) с помощью крючков и зубила.

 

 

 

 

6 Автоматизация

 

6.1 Выбор и  обоснование параметров контроля  и регулирования [  ]

Температура и  давление масла являются важными  параметрами для работы насоса Н-12. Температура влияет на вязкость масла и, следовательно, на смазывающие свойства и нормальную работу механической части. В циркуляционной системе также необходимо контролировать давление масла, которое влияет на качество и полноту смазки трущихся деталей. При повышении температуры масла более 65 ^оС и снижении давления масла менее 0,25 МПа срабатывает блокировка на остановку насоса Н-12-1,2,3 с подачей светового и звукового сигнала на пульт управления в операторную.

Одним из важных параметров работы насоса Н-12 является также уровень масла в баке лубрикатора. Его контроль необходим для предупреждения разрушения плунжеров насоса вследствие отсутствия смазки. При минимальном уровне масла в баке лубрикатора срабатывает блокировка на остановку насоса с подачей светового и звукового сигнала на пульт управления в операторную.

Уровень отработанного  масла в емкости Е-19 контролируем для предупреждения ее полного опорожнения или переполнения. При понижении уровня менее 20 % и при повышении уровня более 80 % подаётся световой и звуковой сигналы на пульт управления в операторную.

Для поддержания  температурного режима в колонне  синтеза К-6.1,2 стабилизируем температуру  сырья (жидкого аммиака) подачей  пара в подогреватели Т-13.1,2.

От расхода  сырья в колонну зависит ход  технологического режима. Увеличение расхода может привести к повышению уровня в колонне, что приведет к ее захлебыванию. Снижение расхода может привести к резкому падению уровня в колонне. Поэтому регулируем расход сырья в К-6.1,2. Регулирующим воздействием является изменение подачи сырья в колонну.

Контролируем  температуру сырья в колонну  перед подогревателями для своевременного реагирования на ее изменения. Также  следим за температурой поступающих  углеаммонийных солей, температурой в  тарельчатой и насадочной частях колонны, чтобы поддерживать заданный режим, при котором идет реакция синтеза.

Для того чтобы  протекала реакция синтеза карбамида  в колонне, нужно поддерживать соотношение  аммиака к двуокиси углерода в  мольном соотношении NН₃:СО₂=3,8÷4,5:1. С этой целью стабилизируем расход двуокиси углерода.

Для предотвращения подъёма давления в колонне синтеза  регулируем его сбросом выхода плава  в емкость Е-7.1,2. При повышении  давления выше подаётся световой и звуковой сигналы и срабатывает блокировка на остановку аммиачных насосов Н-12.1-3, карбаматных насосов Н-11.1-4 и углекислотных компрессоров М-3.1÷4.

 

6.2 Выбор и обоснование  схем контроля и регулирования  [  ]

Для поддержания нормального  технологического режима на установке  применение одноконтурных схем регулирования обеспечивает безопасное и качественное ведение процесса.

 

6.3 Выбор и обоснование  средств автоматизации [  ]

В качестве первичного преобразователя расхода выбираем диафрагму ДКС. В качестве измерительного преобразователя разности давления используем прибор «Метран-100-ДД».

В качестве первичного преобразователя давления выбран преобразователь избыточного давления «Метран-100-ДИ».

В качестве первичного преобразователя уровня выбран прибор       «Метран-100-ДГ».

Для измерения  температуры использованы термопара типа ТХКУ-200, термометр сопротивления ТСМУ-9418.

Информация  с контрольно-измерительных приборов (КИП) в виде стандартных токовых сигналов поступает на контроллеры автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП) фирмы Yokogawa Centum CS3000, осуществляющих их обработку. Последние, в свою очередь, вырабатывают управляющее воздействие на регулирующие клапана Samatron, установленные непосредственно на технологических линиях.

Средства автоматизации  представлены в таблице Ж.1 в приложении Ж.

 

6.4 Описание работы схем автоматического контроля и регулирования [ ]

При контроле температуры  масла в системе смазки группы движения Н-12, поступающего аммиака  перед Т-13.1,2, двуокиси углерода сигнал с термометра ТСМУ-9418 позиции 14а, 7а, 4а поступает в систему АСУТП.  При регулировании температуры аммиака после подогревателей Т-13.1,2 сигнал с термометра ТСМУ-9418 позиции 11а поступает в систему АСУТП. При контроле температуры в колонне синтеза К-6.1,2 сигнал с термопары   ТХКУ-200 позиции 5а, 6а поступает в систему АСУТП.

Контроль давления в системе  смазки Н-12, нагнетания М-3, Н-56, Н-12, регулирование  давления в К-6 происходит путем подачи сигнала от преобразователя избыточного давления “Метран-100-ДИ” позиций 13а, 3а, 8а, 12а, 10а в систему АСУТП.

При контроле уровня в маслобаке лубрикатора и  в емкости Е-19 сигнал с преобразователя «Метран-100-ДГ» позиции 6а, 15а поступает в систему АСУТП.

Регулирование расхода аммиака и двуокиси углерода осуществляется путем подачи сигнала  перепада давления с диафрагмы ДКС позиции 1а, 2а на преобразователи «Метран-100-ДД» позиции 1б, 2б, токовый сигнал с которых далее идет в систему АСУТП.

Обработка сигналов, поступающих с КИП, происходит в  системе АСУТП Centum CS3000 с помощью контроллеров позиции 1в, 2в, 3б, 4б, 5б, 6б, 7б, 8б, 9б, 10б, 11б, 12б, 13б, 14б, 15б.

Воздействие на процесс происходит с помощью  регулирующих клапанов Samatron позиции 1г, 2г, 10в, 11в.

 

 

 

 

7 Безопасность  жизнедеятельности и экологичность

 

7.1 Основные  опасности производства [   ]

Производство  карбамида обусловлено следующими опасностями:

- наличие большого  количества токсичного взрывопожароопасного  вещества (аммиака);

- проведение  технологического процесса (синтеза  карбамида) при высоком давлении (в пределах 18÷20 МПа) и температуре (в пределах );

- наличие раствора  и плава карбамида, раствора  углеаммонийных солей, сжиженного  аммиака;

- наличие высоко  коррозионной среды (плав и  раствор карбамида, углеаммонийные соли);

- возможное  нарушение герметичности аппаратов, трубопроводов, насосов, компрессоров.

 

7.2 Характеристика  токсичности, пожаро- и взрывоапасности  вредных веществ

Характеристика  токсичности, пожаро- и взрывоапасности  веществ вредных веществ приведена в приложении И.

Жидкий аммиак сильно действующее ядовитое вещество действует на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, возбуждает нервную систему. Вызывает слезотечение, резкий кашель, спазмы голосовой щели и паралич дыхания. Относится к трудно горючим веществам (теплового излучения горящих паров аммиака, находящегося под атмосферным давлением, недостаточно для поддержания горения, которое прекращается по окончании кипения аммиака). Низкая плотность паров, обуславливает быстрый подъем его и рассеивание. Высокий нижний предел воспламенения (15 % об.). Узкий интервал взрывоопасных концентраций, что делает маловероятным образование взрывоопасного облака. Зажигание облака требует мощного источника энергии. Небольшая скорость распространения пламени. Относительно низкая реакционная способности аммиака.

Двуокись углерода – бесцветный газ без цвета  и запаха. Малоопасное вещество, нетоксично. По мере накапливания в  непроветриваемых помещениях приводит к снижению доли кислорода в воздухе, что вызывает кислородную недостаточность и удушье. Оказывает наркотическое действие.

 

7.3 Коллективные  и индивидуальные средства защиты

Средства индивидуальной защиты приведены в приложении К.

 

7.4 Пожарная  безопасность

Здание установки  узла синтеза по категории взрыво-пожарной опасности относится к категории Б.

К средствам  пожаротушения на установке относятся: питьевая вода, песок, огнетушители, системы паротушения и тушение двигателей углекислотой.

 

7.5 Электробезопасность  и защита от статического электричества

К основным мероприятиям по защите от статического электричества и вторичных проявлений молний относятся:

- отвод зарядов  путем заземления воздуховодов, насосов, компрессоров, емкостей, трубопроводов, транспортеров, металлических кожухов, аппаратов;

- заземляющие  устройства объединены с заземляющими  контурами установок. Сопротивление заземляющего устройства, предназначенного исключительно для защиты от статического электричества, составляет не более

Возникновение и накопление зарядов статического электричества может происходить  при перемещение продуктов по трубопроводам, в аппаратах, при движении транспортерных лент. Искры разрядов статического электричества, образующиеся в результате трения двух диэлектриков о металлы, часто являются источником пожаров и взрывов.

Внутри здания между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их сближения на расстояние менее 10 см через каждые 30 м должны быть выполнены перемычки.

 

7.6 Характеристика  взрыво-пожароопасности помещений  и блоков установки

Характеристика  взрыво-пожароопасности помещений и блоков установки приведена в приложении Л.

 

7.7 Возможные  аварийные ситуации и способы  их устранения

Возможные производственные инциденты, аварийные ситуации при  эксплуатации поршневых компрессоров представлены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 – Возможные инциденты, аварийные  ситуации, способы

                        их предупреждения и устранения

Возможные производственные инциденты, аварийные ситуации	Предельно допустимые значения параметров, превышение (снижение) которых может привести к аварии	Причины возникновения производственных неполадок, аварийных ситуаций	Действия персонала по предупреждению и устранению
1	2	3	4
1 Повышение давления  в колонне синтеза   поз. 6-1,2 выше нормального	Более 200 кгс/см2	-  резко увеличилась нагрузка на колонну синтеза поз. 6-1,2; - неисправность регулятора давления	-  нагрузку на колонну синтеза поз. 6-1,2 снизить до нормальной; -  остановить колонну синтеза поз. 6-1,2,
Продолжение таблицы 7.1
1	2	3	4
			отремонтировать регулятор
2 Понижение температуры в колонне синтеза поз. 6-1,2	Менее 180 оС	-  снижение подачи СО2 при неизменной подаче аммиака; -  увеличение отбора СО2 с коллектора на стриппер-дистиллятор поз. 8-1,2; -  увеличение подачи аммиака при неизменной подаче СО2; -  понижение температуры аммиака после подогревателя поз. 13-1÷4	-  довести подачу  СО2 до нормальной; -  доложить аппаратчику перегонки, довести подачу СО2 до нормальной; -  снизить подачу  аммиака до нормальной; -  увеличить подачу пара в подогреватель поз. 13-1÷4
3 Повышение температуры в колонне синтеза поз. 6-1,2	Более 195 оС	-  увеличение подачи СО2 при неизменной подаче аммиака; -  уменьшение подачи аммиака при неизменной подаче аммиака;	-  снизить подачу  СО2 до нормальной; -  довести подачу  аммиака до нормы; -  уменьшить подачу пара в подогреватель
1	2	3	4
		-  повышение температуры  аммиака после подогревателя поз. 13-1÷4	поз. 13-1÷4
4 Наличие аммиака в контрольном воздухе (азоте) из футеровки колонны синтеза  поз. 6-1,2	Не допускается	-  нарушение целостности футеровки колонны синтеза поз. 6-1,2; -  попадание аммиака в воздух (азот)	-  немедленно приступить  к остановке узла синтеза, предварительно проверить воздух (азот) на содержание аммиака на входе в футеровку; -  проверить воздух (азот) на содержание аммиака на входе в футеровку