Курсовой проект по термоконтактному коксованию. Термоконтактное. Курсовой проект, 56 л., 6 рис., 25 табл., 11 источников нефтяной кокс, реактор, коксонагреватель, тяжелые нефтяные остатки, гудрон
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
8 Безопасность жизнедеятельности и экологичность 8.1 Опасности технологического процесса Технологический процесс установки термоконтактного коксования связан с переработкой гудрона при высокой температуре, около 500оС. По пожарной опасности процесс относится к категории А. При нарушении технологического процесса или при несоблюдении требований безопасной эксплуатации возможно возникновение пожаров и взрывов, вызывающих аварии, ожоги и травмы. Продукты, используемые в технологическом процессе, являются, как правило, вредными веществами и при несоблюдении правил безопасности могут оказывать отравляющее действие на организм человека. Ядовитые вещества в основном попадают в организм через дыхательные пути, поэтому не следует допускать разлива нефтепродуктов, своевременно устранять утечки, не допускать создания опасной концентрации вредных веществ, строго соблюдать правила техники безопасности. Пожарная опасность определяется наличием на установке жидких и газообразных нефтепродуктов, водорода, сероводорода и других являющихся легковоспламеняющимися веществами и образующими с воздухом взрывоопасные смеси; наличие открытого огня в топках печей; наличием нагревательных аппаратов и трубопроводов с высокой температурой стенки; возможностью появления пропусков в соединениях при несвоевременном устранении неисправностей. Газовая опасность характеризуется наличием углеводородных газов, отравляюще действующих на организм, а при переработке сырья из сернистых нефтей и наличием сероводорода, являющегося сильным ядом. Углеводородные газы и пары нефтепродуктов при высокой концентрации действуют на организм наркотически, раздражают слизистые оболочки. Сжиженные газы, пропан, бутан, оказывают на кожу человека обмораживающее действие. При попадании сжиженных газов на кожу необходимо смыть их теплой водой, наложить повязку и обратиться в медпункт. Признаками отравления при продолжительном вдыхании углеводородных газов и паров нефтепродуктов являются головная боль, тошнота, рвота, состояние возбуждения или угнетения. При больших концентрациях газов или длительном нахождении в загазованной среде может наступить потеря сознания. При отравлении необходимо немедленно удалить пострадавшего из загазованной среды, дать ингаляцию кислорода, создать полный покой, согреть, дать в большом количестве молоко, чай или кофе, дать эфирно-валериановые капли. В случае острого отравления и отсутствия дыхания следует делать искусственное дыхание до прибытия медицинской помощи. Сразу же после обнаружения пострадавшего сообщить в газоспасательную службу и в медпункт. Средствами защиты от газового отравления являются соответствующие фильтрующие противогазы, шланговые противогазы, кислород изолирующие противогазы. 8.2 Экологичность проекта Промышленные процессы происходящие на нефтеперерабатывающих заводах сопровождаются выбросами в атмосферу и в окружающую среду отработанными газами и загрязненной водой. Принципиальное направление охраны окружающей среды от промышленных отходов заключается в создании так называемых безотходных или малоотходных технологических процессов, при которых вредные выбросы отсутствуют или являются небольшими. Те отходы, для которых пока еще не найдены пути использования, подвергают такой степени очистки, чтобы при их выбросе не нарушались установленные санитарные нормы. При эксплуатации технологического оборудования и очистных устройств ведут процесс так, чтобы максимально снизить количество и концентрацию выбросов и внедряют технологические процессы, обеспечивающие уменьшение отходов и их максимальную утилизацию. Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности выбрасывают в атмосферу значительное количество газов и пыли. Современный нефтеперерабатывающий завод выбрасывает в воздух углеводороды, окись углерода, получающуюся от сгорания топлива в печах технологических установок и газа на факелах, сернистый ангидрид, от сгорания серы содержащейся в топливе, сероводород, выделяющийся при хранении и переработке сернистых нефтей. Органами санитарного надзора установлены нормы предельно допустимых концентраций различных вредных веществ в атмосферном воздухе, при соблюдении которых эти вещества не оказывают вредного воздействия на организм людей. Для охраны атмосферного воздуха прежде всего используют технологические мероприятия, направленные на уменьшение, исключения или возврата выбросов в производство. Большое количество углеводородов или сероводорода выделяются через барометрические конденсаторы, поэтому при проектировании их стараются заменить конденсаторами поверхностного типа, эксплуатируемыми почти без газовыделений. Автоматизация и блокировка процессов, осуществляемых под давлением, позволяют исключить повышение давления выше расчетных параметров и тем самым исключить выбросы из предохранительных клапанов. Большое значение имеют планировочные мероприятия. Согласно санитарным нормам проектирования промышленных предприятий, производства, выделяющие вредные выбросы, отделяются от жилых районов санитарно-защитными зонами. В зависимости от характера и количества выделяемых вредных веществ установлено пять классов санитарно-защитной зоны шириной от 1000 метров до 50. Степень загрязнения атмосферного воздуха зависит так же от высоты выброса. Поэтому для организованных выбросов, расчетом определяют целесообразную высоту выбросных труб с учетом скорости и направления господствующих ветров, температуры. Помимо загрязнения воздуха, нефтеперерабатывающие заводы потребляют для технологических нужд большое количество воды, часть которой после использования сбрасывается в водоемы, что наносит не меньший экологический урон, чем загрязнение воздуха. Сбрасывание воды можно разделить на два вида, условно чистые и загрязненные. К загрязненной воде, относится вода, соприкасающаяся с нефтепродуктами и реагентами. Это воды с электрообессоливающих установок, спускные воды из резервуаров, кислые и щелочные стоки, фенолсодержащие воды с установок селективной очистки масел и воды из барометрических конденсаторов. К условно чистой воде, относится вода, не соприкасающаяся с нефтепродуктами, а использованная главным образом для охлаждения или нагревания закрытой теплообменной аппаратуры. Условно чистая вода может содержать нефтепродукты и другие химические вещества при нарушениях герметичности аппаратуры и при других неполадках в производстве. Существуют различные методы очистки производственных сточных вод. В нефтеперерабатывающей промышленности основными являются механический, физико-химический и биологический методы очистки сточных вод. При механической очистке из сточной воды выделяются содержащиеся в ней нерастворимые загрязнения: нефть, нефтепродукты, минеральные примеси, крупные плавающие частицы. Основную массу нефтепродуктов из стоков вылавливают в нефтеловушках. После ловушек в зависимости от производственных условий стоки направляют в пруды-отстойники для дополнительного отстоя или на установки доочистки. Очищенная вода, как правило, идет на повторное использование в производстве. На многих предприятиях устанавливают аварийные амбары, чтобы принять нефтепродукты, которые могут попасть в канализацию в больших количествах при авариях или при смыве их ливнями с территории завода. На заводах условно чистые промстоки после их охлаждения на аппаратах воздушного охлаждения, а загрязненные стоки после той или иной очистки, сбрасывают в водоемы во все меньших и меньших количествах; их возвращают в производство. Такое повторное использование воды называется оборотным водоснабжением, оно позволяет не только экономить свежую воду, что часто важно, поскольку нефтеперерабатывающие заводы нуждаются в большом количестве воды, но самое главное - уменьшить загрязнение водоемов. Обратное водоснабжение является наиболее прогрессивным способом. На новых нефтеперерабатывающих заводах 95-98% потребляемой воды находится в обороте. В стадии разработок находятся такие системы, которые позволяют создать полностью замкнутые циклы водоснабжения и канализации и вообще исключить сброс сточных вод в водоемы. Для каждого вещества, загрязняющего атмосферный воздух населенных мест, устанавливаются два норматива: максимальная разовая и среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДКМ. р, ПДКсс)- Данные о ПДК вредных веществ, выбрасываемых НПЗ в воздух населенных мест.Отходы НПЗ, попадая в водную среду, отрицательно влияют на качество воды и санитарные условия жизни и водопользования населения. Это связано с особенностями поведения веществ, сбрасываемых со сточными водами НПЗ в водоемы, и прежде всего нефти. Согласно «Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» (М., 1975) все сточные воды, отводимые промышленными предприятиями, не должны ухудшать санитарного состояния любого водоема и потому подлежат очистке. Количество вредных веществ, которое разрешается сбрасывать в водоем со сточными водами. При гигиеническом нормировании химических веществ в почве исходят из установления концентраций веществ, которые гарантировали бы поступление их в контактирующие с ним среды на уровне величин, не превышающих ПДК для водоема и воздуха, и допустимых концентраций вредных веществ в выращиваемых культурах. Самым крупным источником загрязнения атмосферного воздуха являются заводские резервуары для нефти и нефтепродуктов. Выброс осуществляется через специальные дыхательные клапаны, через открытые люки, возможные неплотности в кровле резервуаров и при заполнении резервуаров нефтью или нефтепродуктами. Загрязнение атмосферы происходит в результате испарения нефти и нефтепродуктов с открытых поверхностей очистных сооружений. При потере сухих газов неизбежно теряется и сероводород, содержание которого в атмосферном воздухе не должно превышать 0,008 мг/м3. Потери сероводорода зависят от схемы сероочистки газов. Потери сероводорода ниже, если газ очищается до газофракционирования. В случае обессеривания газа после газофракционирования наблюдаются существенные потери сероводорода. Для выделения сероводорода из газов могут быть использованы следующие процессы с получением концентрированного сероводорода: поглощение растворами этаноламинов; поглощение холодным метанолом; поглощение раствором трикалийфосфата; вакуум-карбонатный метод и др., а также процессы с получением элементарной серы: мышьяково-содовый метод; щелочно-гид-рохиноновый метод; горячий поташный метод; сухой метод с использованием гидроксида железа; поглощение активным углем и др. Процесс косорб разработан американской фирмой. Процесс позволяет выделять высокочистый оксид углерода из газов нефтепереработки, газов риформинга и др. Применяемый растворитель косорб состоит из активного компонента СиА1С14 в толуоле. Растворитель образует комплекс с оксидом углерода. Газ, поступающий на очистку, должен быть осушен и из него должны быть удалены сероводород, диоксид серы и аммиак. Степень очистки от оксида углерода - 99%. Растворитель, насыщенный оксидом углерода, подают в отпарную колонну, с верха которой отбирают газ, содержащий более 99% оксида углерода. Процесс косорб имеет ряд преимуществ перед существующими способами извлечения оксида углерода. Здесь нет высоких давлений и низких температур, аппаратура изготовляется из углеродистой стали, достигается высокая чистота оксида углерода. Для извлечения оксида углерода из газов применяют также и другие способы. Один из основных видов твердофазных отходов некоторых НПЗ - кислые гудроны. Это смолообразные высоковязкие массы различной степени подвижности, содержащие в основном серную кислоту, воду и разнообразные органические вещества (от 10 до 93%), В зависимости от содержания основных веществ кислые гудроны обычно делятся на два вида- с большим содержанием кислоты (>50% моногидрата) и с высоким содержанием органической массы (>50%). Количества кислых гудронов на НПЗ весьма значительны, однако степень использования их пока не превышает 25%. Усовершенствование конструкций резервуаров сырьевых и товарных парков - одно из самых эффективных средств снижения потерь нефтепродуктов при «дыхании» резервуаров. Направления усовершенствования; замена резервуаров с шатровой крышей на резервуары с плавающими крышами, понтонами или резервуары, работающие при избыточном давлении; применение для светлых нефтепродуктов герметичных резервуаров, соеди-(в %).' нефтепродуктов до 20, механических примесей 5-1 воды 70-75. Нефтяной шлам, собираемый со всех точек его образования, направляется в шламонакопители, На биологических очистных сооружениях (БОС) сточных вод НПЗ образуется избыточный активный ил. На каждые 1000 м3/ч очищенных вод образуется 2 м3/ч избыточного активного ила влажностью 98%. Активный ил представляет собой суспензию с аморфными хлопьями, включающими аэробные бактерии и простейшие микроорганизмы, а также мелкие и адсорбированные загрязнения из сточных вод. При хранении и уплотнении он быстро загнивает, Активный ил загрязнен патогенными микроорганизмами (кокки, палочки, спириллы, возбудители желудочно-кишечных и других заболеваний, яйца гельминтов). Большая часть влаги ила находится в связанном состоянии, поэтому он обладает плохой водоотдачей. Элементарный состав сухого активного ила (в %): С 44-75,8; Н 5-8,2; О 12,5-43,2; N 3,3-9,8; 3 0,9-2,7. Минеральная часть ила содержит соединения кремния, алюминия, железа, кальция, магния, калия, натрия, цинка, никеля, хрома и др, откуда газы откачиваются; улавливание попутных газов из нефти, поступающей с промыслов; использование резервуаров с изотермическими условиями хранения; устройство газоуравнительных систем, связывающих резервуары Для сбора паров нефтепродуктов при наливе можно использовать схему, разработанную фирмой Уарогех (Анагейм, шт. Калифорния, США). Она обеспечивает улавливание более 95% паров бензина, содержащихся в газе. Система состоит из четырех основных блоков; собственно улавливания, компрессорного, охлаждения, изолированной емкости. Последняя предназначена для хранения хладагента при температуре -12 °С. Фирмами (Япония) также создана и пущена установка улавливания паров бензина. Установка компактна, работает автоматически, выполнена в виде трех блоков: абсорбции, сжатия и охлаждения. Установка по улавливанию углеводородов при наливе бензина, в которой бензин используется для повышения содержания паров углеводородов выше верхнего предела взрываемости. Улавливаемые углеводороды сжигаются, Снизить потери нефтепродуктов и загрязнение окружающего атмосферного воздуха позволяют следующие мероприятия: уменьшение выбросов предохранительных клапанов (автоматическое регулирование давления в аппаратах, расчетное рабочее давление в аппаратах на 20% должно превышать оперативное технологическое); перевод технологических установок на прямое питание и передачу готовой продукции в товарные резервуары, минуя Сточные воды, отводимые от технологических установок, катализаторных фабрик, сернокислотного цеха, реагентного хозяйства и др.» содержащие неорганические кислоты и щелочи, подлежат нейтрализации на локальных установках, проектируемых по общесоюзным нормам (СНиП 1 1-32- 74). Перед нейтрализацией из стоков удаляют нефтепродукты и собирают их в резервуары-усреднители. Резервуары-усреднители для кислых и щелочных стоков должны быть оборудованы автоматическими дозаторами или насосами, обеспечивающими равномерное поступление кислых или щелочных сточных вод на нейтрализацию. Нейтрализованные стоки сбрасываются в сеть II системы канализации. Для очистки этих сточных вод на площадке установки должны быть предусмотрены локальные продуктоловушки по типу нефтеловушек (см. рис. 6Л5), вместимость которых соответствует 4-часовому расходу сточных вод. Число секций в продуктоловушках должно быть не менее двух. В продуктоловушках следует предусматривать подогрев для поддержания парафина в жидком состоянии. Характеристика сточных вод после продуктоловушки! Парафин, мг/л ... ВПК полн., мг 02/л 7200 ХПК, мг 02/л . . . 9200 рН ..4 Уловленные парафин и жирные емкость. Сточные воды нейтрализуются и логические очистные сооружения. Для очистки производственных сточных вод НПЗ предусматриваются следующие комплексы очистных установок и сооружений: локальные установки для очистки производственных сточных вод, загрязненных некоторыми веществами; сооружения механической и физико-химической очистки сточных вод раздельно для I и II систем канализации; сооружения биологической очистки сточных вод раздельно для I и II систем канализации; сооружения доочистки биологически очищенных сточных вод; сооружения по разделению (обезвоживанию) нефтепродуктов; сооружения по обработке и ликвидации нефтяного шлама и осадка. С целью уменьшения объема отработанных щелочей в общем балансе сточных вод и сброса фенолов и сернистых соединений разработан и внедрен процесс карбонизации концентрированным диоксидом углерода. Отработанная щелочь собирается в мерник 1 вместимостью 40 м3, где разбавляется водой до необходимой концентрации, и через теплообменник перекачивается в отстойник. Далее вода направляется на колонну-реактор, оборудованную маточником для подачи диоксида углерода. Стекая по тарелкам, раствор реагирует с диоксидом углерода. Выделяющиеся при этом сероводород, меркаптаны, фенолы и пары нефтепродуктов отдуваются с непрореагировавшим диоксидом углерода и сбрасываются на дожигание в печь установки АТ. Температура процесса 90-95 °С, давление диоксида углерода 50 кПа. Карбонизированная щелочь может быть использована для защиты от коррозии оборудования АВТ путем защелачивания нефти. Технологические конденсаты составляют 5-7% всех сточных вод НПЗ с глубокой переработкой нефти. Основными загрязняющими компонентами, содержащимися в технологических конденсатах, являются фенолы, сульфиды и гидросульфиды аммония. Обезвреживание сульфидсодержащих технологических конденсатов методом десорбции углеводородным газом. Конденсат нагревается до температуры 95-98 °С, при которойосновная масса гидросульфида аммония разлагается на свободный сероводород и аммиак. Процесс проводят при давлении 0,02-0,03 МПа, расходе углеводородного газа 100 м3на 1 м3 конденсата. Сероводород и аммиак уносятся током газа из десорбера и направляются на моноэтаноламиновую очистку. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной курсовой работе провели расчет установки терконтактного коксования. Выбрана принципиальная схема проектируемой установки, составлен материальный баланс установки. Произведены технологические и тепловые расчеты реактора Р-1 и коксонагревателя Р-2: определены размеры, скорости движения кокса, количество кокса циркулирующего в системе. Произведен расчет газотрубного котла-утилизатора и по полученным результатам выбран котел-утилизатор Г-550П. Выполнена графическая часть: технологическая схема установки термоконтактного коксования на формате А1. список использованных источников 1Ахметов, С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учеб. пособ. для вузов / С.А. Ахметов. - Уфа.: Гилем, 2002. - 560 с. 2 Красюков, А.Ф. Нефтяной кокс/ А.Ф. Красюков.- М.: Химия, 1966.-144 c. 3 Магарил, Р.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти / Р.З. Магарил. - Л.: Химия, 1985 - 280 с. 4 Кауфман, А.А. Теория и практика современных процессов коксования / А.А. Кауфман, В.Д. Глянченко, С.А. Косогоров. - Е, 2005. - 61 с. 5 Жирнов Б.С., Морозов А.Н., Муртазин Ф.Р., Прозорова О.Б. Расчет однократного испарения (конденсации) и дросселирования углеводородных смесей и нефтяных фракций: Электронная разработка. Св-во №3887 от 28.09.04. 6 Сухоруков, В.И. Научные основы совершенствования техники и технологии производства кокса / В.И. Сухоруков. - Е, 1999. - 394 с. 7 Непрерывное коксование - перспективный процесс переработки остатков сернистых и высокосернистых нефтей / О.Ф. Глаголева [и др.] // Нефтехимия и нефтепереработка. - 2004. - №1. - С. 18-22. 8 Нефтяной кокс. Ресурсы сырья и технология прокаливания / О.Ф. Глаголева [и др.] // Химия и технология топлив и масел. - 2005. - №3. - С. 22-25. 9 Валявин, Г.Г. Место процессов коксования в схемах современных НПЗ / Г.Г. Валявин, Е.А. Хухрин, К.Г. Валявин // Химия и технология топлив и масел. — 2007. ‒ №3. ‒С. 15-18 10 Капустин, В.М. Технология переработки нефти. Часть 2. Деструктивные процессы / В.М.Капустин, А.А.Гуреев. – М.: Колосс, 2007. –334 с. 11Рудин, М.Г. Краткий справочник нефтепереработчика/ М.Г.Рудин, А.Е.Драбкин. –Л.: Химия, 1980.–327 с. 12 Евдокимова, Н.Г. Технологические расчеты химических реакторов переработки углеводородного сырья. Часть 1. Термические процессы/ Н.Г. Евдокимова, К.В. Александрова, Р.Г. Хасанов, Е,В. Грызина.-Учеб. Пособие для вузов. – Уфа: УГНТУ, 2005. – 167 с |