Титкова Е.В._ТБм-1707а (2). Исследование современных методов очистки выбросов цехов амселитры и карбамида от пыли продукта на примере пао
 Скачать 2.97 Mb.
|
|
1.2 Технические характеристики деятельности предприятия ПАО «КуйбышевАзот» по направлению производства аммиачной селитры и карбамида ПАО «КуйбышевАзот» - ведущее предприятие российской химической промышленности. Деятельность предприятия ведется с 1966 года и базируется на двухосновных направлениях производство капролактама и продуктов его переработки, а также производство аммиачных и азотных удобрений. В 2017 году на предприятии ПАО «КуйбышевАзот» было создан проект проектирования и реализации производства карбамида совместно с Итальянской компанией MET Development S.p.A. [2]. На рисунке 4 приведены данные о мощности производства основных видов производимой продукции ПАО «КуйбышевАзот». 20 Таблица 4 - Основные показатели деятельности ПАО «КуйбышевАзот» Ед. измерения 2000 2018 Прирост Объем реализации Млн. руб 4473 59656 1233 Объем производства - - - - Капролактам Тыс.тонн 105 210,1 - Полиамид Тыс.тонн 0 151,3 - Техническая нить Тыс.тонн 0 5,6 - Кордная ткань Тыс.тонн 0 18,0 - Аммиачная селитра Тыс.тонн 299,8 625,4 108 Карбамид Тыс.тонн 192,3 356,5 85 ПАО «КуйбышевАзот» занимает лидирующую позицию по производству и экспорту продукции капролактама, полиамида и производственных нитей. Кроме того, предприятие входит в десятку крупнейших компаний, производящих минеральные удобрения азотного происхождения. 2013 год – подписание соглашения между ПАО «КуйбышевАзот» и немецкой компанией «Linde Group» по совместному производству аммиачной селитры. В связи с этим образовано СП ООО «Линде Азот Тольятти. На рисунке 6 приведены данные о доле ПАО «КуйбышевАзот» в производстве азотных удобрений в РФ за 2018 год. Рисунок 6 – Доля ПАО «КуйбышевАзот» в производстве азотных удобрений в РФ за 2018 год 21 На рисунке 7 приведены данные о структуре выручки от реализации по продуктам ПАО «КуйбышевАзот» за 2018 год Рисунок 7 – Структура выручки от реализации по продуктам ПАО «КуйбышевАзот» за 2018 год На рисунке 8 приведена технологическая схема производственных процессов ПАО «КуйбышевАзот». Рисунок 8 – Технологическая схема производственных процессов ПАО «КуйбышевАзот» 22 В 2016 году в РФ котировки на все азотные удобрения были снижены вследствие реорганизации производств и ввода оборудования на химических предприятиях по выпуску аммиака и карбамида. В связи с такой ситуацией неблагоприятной конъюнктурой во многих регионах, покупающих сырье цена на карбамид и аммиачную селитру возросла. В конце 2016 года наблюдается положительная динамика ценового спада, поскольку было снижение экспортного сырья. Таким образом, за 2016 год объем выработки карбамида, аммиачной селитры и других видов азотных удобрений увеличился на 8%. Кроме того, обороты производства достигли максимальной отметки за последние 10 лет. В РФ деятельность химических предприятий, ориентированных на экспорт, остается значимой в системе экономики, основной сегмент продукции идет на экспорт – свыше 70%. На рисунке 9 приведена схема производства аммиака и удобрений в физическом весе. Рисунок 9 – Производство аммиака и удобрений в физическом весе, т На рисунке 10 приведено производство аммиачной селитры, карбамида и сульфата аммония. Очевидно, что с 2006 года по 2016 год наблюдается увеличение производства азотных удобрений вследствие развития технических направлений всех отраслей хозяйственной деятельности человека. В физическом весе объем производства составил 1 441 т удобрений, 30% из которых отгружено на экспорт. Внешними рынками по экспорту 23 азотных удобрений являются страны Ближнего Востока, Африки, Латинской Америки, Европы. Продажи азотных удобрений непосредственно отечественному потребителю в сельском хозяйстве увеличились на 3% (сравнение 2015 с 2016 гг), промышленным потребителям на 10%. Этот факт еще раз подтверждает необходимость рассмотрения и принятия мерк обеспечению промышленной безопасности производственных предприятий по изготовлению удобрений. В настоящее время для поддержания сельского хозяйства, увеличения масштабов, необходимо внесение удобрений для подготовки почвы, а также адаптации сельскохозяйственных культур. Кроме того, необходимость во внесении удобрений также обусловлена изменениями в климатических нормах по регионах, которая прослеживается в течение последних пяти лет (2014-2019 гг) Самым востребованным удобрением для отечественного потребителя является аммиачная селитра. Кроме того, увеличились продажи карбамида для промышленного потребителя на 23%. Рисунок 10 – Производство аммиачной селитры, карбамида и сульфата аммония Приоритетное направление политики химических предприятий – это отечественный рынок. Торговые представители и дилерские центры «КуйбышевАзот» расположены на всей территории Российской Федерации, а именно в Самарской, Ульяновской, Волгоградской, и Саратовской областях. Также в Ставропольском, Краснодарском крае ив Республике Мордовии. 24 Комплексный подход к формированию политики продвижения удобрений на внутренний рынок позволяет улучшить сервисное обслуживание потребителей (расширение ассортимента, оптимизация логистики, научно-практические рекомендации по эффективному применению, а также снизить сезонный дефицит на рынке данной продукции. В 2016 году более половины удобрений для сельского хозяйства было реализовано через собственную сбытовую сеть. На рисунке 11 приведена структура продаж азотных удобрений в 2016 году. Рисунок 11 – Структура продаж азотных удобрений в 2016 году 1.2.1 Мощность производства аммиачной селитры Проектная мощность производства селитры аммиачной 352 тыс. т/год в пересчете на 100% селитру. Утвержденная производственная мощность наг. составляет 610 тыс. т/год в пересчете на 100 % селитру, в т. ч. КАС. Достигнутая мощность производства селитры аммиачной в 2016 г. составила 612 тыс. т/год. Проектная мощность установки КАС - 200 тыс. т/год. Достигнутая максимальная мощность в 1990 г. составила 156 тыс. т/год. Количество рабочих дней в году – 355 (за вычетом планово 25 предупредительных ремонтов. Капитальный ремонт оборудования выполняется один разв года. На рисунке 13 приведена схема получения 1 т аммиачной селитры (ПАО «КуйбышевАзот») Рисунок 13 - Схема получения 1 т аммиачной селитры (ПАО «КуйбышевАзот») Количество технологических линий Процесс получения селитры аммиачной состоит из следующих стадий - Получение раствора нитрата магния (корп. 607) в одну линию. - Нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком или аммиаком, содержащимся в газах дистилляции производства карбамида в составе двух аппаратов использования тепла нейтрализации (ИТН) и двух скрубберных установок с предварительным упариванием раствора в двух выпарных аппаратах (корп. 601). - Упаривание и доупаривание плава, гранулирование соли из плава и ее охлаждение в составе четырех выпарных аппаратов II ступени, двух доупарочных аппаратов и двух грануляционных башен (корп. 602). - Узел охлаждения воздуха перед аппаратами кипящего слоя (АКС) грануляционных башен (корп. 602). - Транспортирование и обработка готового продукта антислеживающей добавкой (корп. 604). - Упаковка, отгрузка и хранение готового продукта (корп. 605). 26 - Узел переработки конденсата сокового пара (КСП) с охлаждением (корп. Производство КАС состоит из одной технологической линии. Метод производства селитры аммиачной основан на получении водного раствора селитры аммиачной путем нейтрализации неконцентрированной азотной кислоты газообразным аммиаком с последующим упариванием и гранулированием расплава в башнях. Метод производства КАС основан на упаривании растворов селитры и карбамида сих последующим смешиванием. Метод переработки конденсата сокового пара основан на концентрировании раствора аммиачной селитры на электродиализных установках. 1.2.2 Данные о функционировании производства карбамида Цех № 4 - производство карбамида. Производство состоит из двух технологических ниток. Метод производства основан на прямом синтезе из аммиака и двуокиси углерода. Готовыми продуктами цеха являются карбамид гранулированный и раствор карбамида для приготовления КАС. Карбамид (мочевина химическая формула СО(NН 2 ) 2 Процесс получения карбамида непрерывный и состоит из следующих стадий - синтез карбамида из аммиака и двуокиси углерода двухступенчатая дистилляция плава, конденсация газообразного аммиака и улавливание газовой фазы с получением углеаммониевых солей, - абсорбция аммиака с узлом кислотного улавливания - десорбция, гидролиз сточных вод - выпаривание водного раствора из плава карбамида - гранулирование карбамида - упаковка и складирование 27 - отгрузка. Технологическая схема получения карбамида основана на взаимодействии аммиака и двуокиси углерода в жидкой фазе при мольном соотношении (3,8-4,0:1), избытке аммиака над стехиометрией 75-100 %, давлении 19-20 МПа, температуре 185-195 С, с полным жидкостным рециклом и передачей газовой фазы после дистилляции в цех аммиачной селитры. Структурно цех №4 состоит их х отделений отделение синтеза и дистилляции корп с наружной установкой и отделение переработки корп, аи корп. В отделении переработки - выпаривание водного раствора карбамида - гранулирование карбамида - упаковка, складирование, отгрузка готового продукта. Готовой продукцией цеха №4 являются - гранулированный (приллированный) карбамид - раствор карбамида для приготовления удобрения жидкого азотного (КАС). Аммиак жидкий со склада №1 корп цеха № 13 подается в буфер. Охлажденный жидкий аммиак поступает на всас аммиачных насосов высокого давления. Насосы жидкого аммиака подают жидкий аммиак через подогреватель в смеситель или колонну синтеза, в зависимости оттого, какая колонна синтеза в работе. Углекислый газ из цеха № 11 поступает в отделение компрессии по двум вводам, проходит сепаратор, где отделяется часть влаги, затем влагоотделители. Далее газ по коллектору поступает на всас газовых компрессоров, которые сжимают углекислый газ и подают в колонну синтеза смеситель – при работе колонны синтеза № 3) 28 В колонну синтеза (смеситель – при работе КС-3) кроме жидкого аммиака и углекислого газа подаются углеаммонийные соли насосами, которые поступают из выносного барботёра. Плав, выходящий из колонны синтеза поступает на двухступенчатую дистилляцию плава и конденсация газообразного аммиака. После прохождения двухступенчатой дистилляции из раствора карбамида происходит выделение аммиака, диоксида углерода и воды. Газы дистилляции ой ступени направляется в барботёр промывной колонны. В теплообменнике происходит поглощение аммиаком основного количества углекислого газа и конденсация водяного пара. Газообразный аммиак, очищенный от углекислого газа направляется на узел конденсация газообразного аммиака. Затем раствор карбамида поступает в сборник раствора. Из сборника раствор карбамида с концентрацией не менее 72 % и температурой 90-105 С насосом направляется в отделение переработки. Раствор карбамида из сборника самотеком поступает на два агрегата выпарки где происходит окончательное упаривание раствора карбамида до концентрации 99,8 %. С нагнетания насоса плав карбамида подается в напорный бак, откуда плав поступает на 6 центробежных и 2 статических гранулятора. В зависимости от нагрузки в работе находятся от х дох грануляторов. При вращении грануляторов плав карбамида разбрызгивается по сечению гранбашни. Насосы жидкого аммиака подают жидкий аммиак через подогреватель в смеситель или колонну синтеза, в зависимости оттого, какая колонна синтеза в работе. Углекислый газ из цеха № 11 поступает в отделение компрессии по двум вводам, проходит сепаратор, где отделяется часть влаги, затем влагоотделители. Далее газ по коллектору поступает на всас газовых 29 компрессоров, которые сжимают углекислый газ и подают в колонну синтеза смеситель – при работе колонны синтеза № 3) Падая вниз, капли плава карбамида застывают в виде гранул, охлаждаются в потоке входящего воздуха, попадают на наклонную к выходу решетку охлаждающего аппарата кипящего слоя («КС»), где температура гранул снижается до температуры не более 50 С. После охлаждающего аппарата карбамид системой транспортеров подается на упаковку или отгрузку насыпью через бункеры в минераловозы. Таблица 5 - Перечень особо опасных мест цеха Наименование стадии, места Характеристики опасности Особо опасные стадии технологического процесса Узел синтеза карбамида корп наружная установка) При разгерметизации фланцевых уплотнений выход газообразного аммиака и раствора карбамида через неплотности. Отравление, ожог. Узел конденсации аммиака (кор. 652. отм. 24 м) При температуре ниже +37 С газообразного аммиака после конденсаторов поз. 14, возможно образование взрывоопасной смеси газов. Выход газообразного аммиака с разгерметизацией оборудования , отравление, ожог. Особо опасные места в цехе Насосно-компрессорное отделение отм.0,00м., м. Отравление, ожог аммиаком через неплотности аппаратуры, коммуникаций, наличие вращающихся деталей. Площадка наружной установки приема аммиака отм.0,00м., м. При разгерметизации фланцевых уплотнений выделение жидкого аммиака. Отравление, ожог. Помещение синтеза и дистилляции корпуса 652 Возможен пропуск аммиака через неплотности коммуникаций, загазованность помещения, загорание. Установленный порядок и режим работы цеха Режим работы цеха непрерывный в течение суток. Технологический персонал работает по графику с продолжительностью смен 12 часов. 30 Инженерно-техническому и персоналу, работающему в дневную смену, установлена 40 часовая рабочая неделя. Порядок допуска сторонних работников в цех. Допуск посторонних лиц в производственное подразделение производится в определенное время через контрольно-пропускной пункт при наличии постоянных, временных или разовых пропусков установленного образца. Пропуска хранятся на руках у владельца. На территории предприятия или цеха могут находиться только лица, работающие в данной смене в установленное для них время. Вход на территорию предприятия посторонних лиц разрешается по разовым пропускам с 8 до 16 часов, а в предпраздничные дни с 8 до 14 часов. Пребывание посторонних лиц в цехе без разрешения руководства запрещается. Допуск посторонних лиц на производство производится только при наличии разрешения руководства цеха и после прохождения вводного, противопожарного инструктажа. В цехе посетители, рабочие и ИТР сторонних организаций должны пройти первичный и противопожарный инструктаж с записью в журнале регистрации первичного инструктажа. Порядок допуска к ремонтным работам в действующих цехах и на около цеховой территории лиц сторонних организаций определен инструкцией ОТБ-4 По безопасному проведению ремонтных работ. Ответственность работников за нарушения требований инструкции Начальник цеха несет ответственность за полноту и качество проведения инструктажа поданной инструкции, разработку и своевременную актуализацию инструкции, согласно установленным нормам. Работники цеха № 4 несут ответственность в соответствии с действующим законодательством РФ за невыполнение требований, а также инструкций и положений согласно перечня №3 по структурному подразделению. 31 Работники сторонних организаций, выполняющие работы в цехе № 4, несут ответственность в соответствии с действующим законодательством РФ за невыполнение требований. В 2016 г. было начато строительство узла очистки сточных вод на производственном участке карбамида. Это позволило повысить эффективность производства, уменьшить химически загрязненные стоки и потребление речной воды. В целях сокращения выбросов в атмосферу реализуется проект установки конденсации паров на производстве аммиачной селитры. Продолжается строительство очистных сооружений промышленно-ливневых стоков Северного промузла и Центрального района города Тольятти. Была продолжена работа по использованию отходов производства в качестве вторичных ресурсов, что также приносит экологический эффект. В 2016 г. реализовано более 36,7 тыс. тонн продуктов, полученных на основе отходов производства. Общие затраты компании на природоохранные мероприятия составили 106,5 млн. рублей. Ведется постоянный мониторинг соблюдения требований экологической безопасности и производственный контроль. За 2016 год санитарной лабораторией ПАО «КуйбышевАзот» выполнено около 26 тысяч анализов состава выбросов, качества атмосферного воздуха и сточных вод различных категорий. Особое внимание уделяется культуре производства и содержанию промышленной площадки в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями. На благоустройство, озеленение заводской территории и очистку санитарной зоны направлено 4,4 млн. рублей. Благодаря системному подходу к природоохранной деятельности, за период 2006-2016 гг. приросте товарной продукции в 1,5 раза удельное образование стоков на тонну товарной продукции снизились в 1,3 раза, потребление воды – в 1,4 раза, электро- и теплоэнергии - в 1,2 раза. В 2016 году по сравнению с 2015 г. при увеличении объемов товарной продукции на 7% и проведении пусконаладочных работ на нескольких новых производствах, выбросы в атмосферу 32 уменьшились на 1%, количество стоков на 6%. Валовый объем выбросов составил 47% от разрешенного. 1.2.3 Сведения о реконструкциях цехов производства аммиачной селитры и карбамида В 1968 году спроектирована, а также установлена скрубберная установка по переработке газов дистилляции цеха карбамида с получением аммиачной селитры. Годовая мощность данной установки – 100 тыс. тонн. В 1969 году ОАО «ГИАП» разработал проект по реконструкции производства цехов карбамида. Суть реконструкции была в замене выпарных аппаратов II ступени вертикальными с установкой доупарочных аппаратов с целью улучшения качества амселитры. В 1970 году производство снова было реконструировано на двух грануляционных башнях, суть реконструкции заключалась в снижении температуры производимых веществ. Важнейшим этапом в обеспечении промышленной безопасности ПАО «КуйбышевАзот» были 1971-1972 годы, поскольку были установлены новые ловушки после аппаратов использования теплоты нейтрализации. На рисунке 15 изображена принципиальная схема использования теплоты нейтрализации 33 Рисунок 15 – Принципиальная схема использования теплоты нейтрализации Кроме того, была реконструкция выпарных аппаратов, которая заключалась в замене устаревших узлов деталей агрегатов современными конструкциями. Проектом ОАО «ГИАП» также были разработаны методы устройства дополнительных емкостей и насосов к ней конденсата. 1971 год отмечен тем, что для производства аммиачной селитры было введено использование антислеживающей добавки азотнокислого раствора магнезита. В 1971-1972 г.г. по проекту Северо-донецкого ОКБ выполнена реконструкция щитов КИПиА в корп. 601, 602. В 1982 году была начата отгрузка водного раствора аммиачной селитры в железнодорожных цистернах. В 1984 году введена в эксплуатацию установка для глубокой очистки воздуха после доупарочных аппаратов от пыли аммиачной селитры и аммиака в орошаемых промывателях по проекту Тольяттинского филиала ГИАП. На рисунке 16 показан гранулятор с фонтанирующим кипящим слоем Рисунок 16 – Гранулятор с фонтанирующим кипящим слоем В 1984 году освоен выпуск жидких комплексных удобрений – смеси водных растворов карбамида и селитры аммиачной и сложного жидкого 34 азотного удобрения и жидкого комплексного удобрения на основе фосфорных соединений. В 1988 году выполнено увеличение мощности производства карбамидно-аммиачных удобрений до 85 тыс. тонн в год. В 1989 году по договору с Чирчикским филиалом ГИАП произведена реконструкция аппаратов ИТН и скрубберных установок с целью интенсификации узла нейтрализации, повышения надежности работы аппаратов, снижения потерь связанного азота с соковыми парами, увеличения пробега кислотных барботёров в ИТН, повышения точности регулирования рН процесса нейтрализации. В 1993 году по проекту ПКО освоена установка по отгрузке гранулированной аммиачной селитры в мягких контейнерах типа «Биг-Бег». В 1994 году по проекту ПКО и на основании генерального соглашения между ассоциацией «Агрохим» с норвежской фирмой «Норск Гидро» и американской компанией по продаже КАС произведена реконструкция установки приготовления КАС с увеличением мощности до 200 тыс. тонн в год [2,12-15]. В 1997 году по проекту ПКО начата отгрузка аммиачной селитры и КАС водным транспортом через порт Тольятти. В 2005 году по проекту ПКБ 132.03.3-607-ТХ Установка пресс- фильтра и на основании генерального соглашения с норвежской фирмой Яра и шведской компанией «НоваТэк» произведена реконструкция установки приготовления водного раствора нитрата магния с установкой пресс-фильтра на стадии осветления раствора. В 2005 году украинскими специалистами ООО «Химтехнология» г. Северодонецк был разработан и внедрен программно-технический комплекс контроля и автоматического регулирования процессов нейтрализации в аппаратах ИТН, скрубберах и донейтрализаторах [2,9,18]. В 2012 году на основании проведенного тех. перевооружения был внедрен проект 024.11.03-602-ИОС1 Система охлаждения воздуха перед 35 подачей его в аппараты кипящего слоя грануляционных башен цеха аммиачной селитры. Расширение. |