отчет по практике производство сульфата аммония. отчет. Отчет защищен с оценкой Винокуров В. М. (подпись руководителя от вуза) (инициалы, фамилия) 2021 г
 Скачать 383 Kb.
|
|
4 Описание технологической схемы производства Участок улавливания аммиака предназначен для улавливания из коксового газа аммиака, с получением сульфата аммония и переработкой аммиачной воды. В состав участка улавливания аммиака входит шесть сатураторных агрегатов с параллельными схемами работы и три аммиачные колонны. Коксовый газ от батарей № 1,2 из машинного зала № 1 по двум газопроводам поступает на I очередь участка улавливания аммиака в составе трёх сатураторов (№ 1,2,3). Коксовый газ от батарей № 3,4 из машинного №1 зала по двум газопроводам поступает на II очередь участка улавливания аммиака в составе трёх сатураторов (№ 4,5,6). Коксовый газ от батареи № 5 из машинного зала №2 по газопроводу поступает на I и II очередь участка улавливания аммиака. Количество работающих сатураторов устанавливается начальником цеха улавливания по согласованию с директором по производству – главным инженером с учетом производительности сатураторов по газу [2]. Коксовый газ, поступающий из машинного зала с температурой до 65 ℃ (338 К) перед поступлением в сатураторы, подогревают в решоферах до температуры: - летом не выше 70 С (343 К); - зимой не выше 75 С (348 К). Давление коксового газа после решоферов 1500-2700 кгс/м2 (15-27 кПа). Конденсат пара из решоферов № 1÷6 поступает в подскрубберный сборник № 3 для промывки сатураторов. Конденсат газа из решоферов № 1÷6 поступает в конденсатоотводчики № 1÷6, в сборники конденсата для каждой очереди и насосами подается в насосную станцию конденсации № 1. Из решофера газ поступает в сатуратор по центральной газоподводящей трубе, оснащённой барботажным зонтом и погруженным в маточный раствор. К нижней поверхности зонта крепятся направляющие лопатки под постоянным углом к поверхности зонта, что позволяет интенсивнее перемешивать раствор. При барботаже коксового газа через слой маточного раствора, содержащего серную кислоту, аммиак связывается в сульфат аммония. 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 Массовая концентрация аммиака в коксовом газе после сатураторов не должна превышать 0,03 г/м3. За счёт реакции соединения и подогрева коксового газа в решоферах, при барботаже происходит нагрев маточного раствора до 50-58 °С (323-331 К) и выпаривание воды. При обводнении ванны сатуратора и при промывке допускается нагрев маточного раствора до 60 °С (333 К). Газ после сатураторов с температурой 50-60 °С (323-333 К) поступает в ловушки, где улавливается капли маточного раствора, унесенные газом, а маточный раствор из ловушек стекает в циркуляционные кастрюли. После ловушек коксовый газ с температурой 50-55 °С (323-328 К) по четырем газопроводам поступает на участок получения бензола. Давление газа после сатураторов 1100-2300 кгс/м2 (11-23 кПа). Для поддержания равномерной кислотности маточного раствора и роста кристаллов сульфата аммония в сатураторе, производят перемешивание раствора, с помощью газовой ажитации. Газ подается через специальное устройство - ажитатор. Давление газа на ажитатор 0,4-1,2 кгc/см2 (0,04-0,12 МПа), объёмный расход газа 300-600 м3/ч (0,08-0,16 м3/c) [2]. Кристаллы сульфата аммония по мере их роста оседают в конической части сатураторов, откуда солевым насосом в виде пульпы подают в гидроциклоны. В гидроциклоне за счет тангенциального ввода пульпы происходит осаждение крупных кристаллов соли, а мелкие кристаллы с раствором, через кастрюлю обратных токов возвращают в сатуратор. На линии возврата раствора установлена станция рН - метров, для автоматической регулировки кислотности в ванне сатуратора в пределах 3- 4%. Для проверки и корректировки рН - метра, а также при ручном управлении подачи серной кислоты на сатураторы кислотность маточного раствора определяется титрованием. При достижении концентрации кристаллов в пульпе 30-50 % её подают в центрифугу. Раствор из центрифуг поступает в кастрюлю обратных токов, а отфугованные кристаллы соли промывают горячей водой с температурой 60-90 ℃ (333-363 К) от серной кислоты. Содержание свободной серной кислоты должно быть не более 0,05 %. Для снижения слеживаемости во время хранения и перевозки влажный сульфат аммония перед сушкой обрабатывают антислеживающим раствором (аммиачная селитра и карбамид) из расчета по 1 кг каждого вещества на 1 тонну сульфату аммония. Обработку антислеживающим раствором производят при поступлении сульфата аммония с наружного каскада центрифуги в течку. В сатураторе за счёт бокового перелива поддерживают уровень маточного раствора, а избыток его через гидрозатвор постоянно поступает в циркуляционную кастрюлю. Из циркуляционной кастрюли маточный раствор с накопившейся солью насосом подают в кастрюлю обратных токов, а сверху раствор с кислой смолкой поступает в сборники маточного раствора. Отстой маточного раствора в сборниках осуществляется последовательно. Осветленный раствор с минимальным количеством кислой смолки возвращают в циркуляционную кастрюлю [2]. Для устранения отложений соли и улучшения отстоя маточного раствора от кислой смолки в сборники непрерывно подают серную кислоту и поддерживают кислотность на уровне 5-7 %. По мере накопления в сборниках, кислую смолку, выводят в технологическую машину и вывозят на установку утилизации химических отходов (УУХО). При работе сатураторов за счёт зарастания их солью увеличивается гидравлическое сопротивление до 600 кгс/м2 (6 кПа). Для снижения гидравлического сопротивления производят промывку ванн сатураторов. Промывку производят по графику в дневное время (за исключением аварийных ситуаций) с целью совмещения промывок с ремонтными работами в отделении. Сатураторы промывают поочередно с целью обеспечения подачи на них достаточного количества воды. Перед промывкой в сборниках маточного раствора должен быть свободный объем для приема раствора не менее 75 м3 при промывке одного сатуратора и 150 м3 при промывке двух сатураторов, что достигается отработкой раствора в период между промывками. Полностью убирают соль из сатуратора, чтобы она не попадала из сатуратора в сборники. С этой же целью понижают уровень в циркуляционной кастрюле. Прибор автоматического регулирования кислотности ванны сатуратора переводят в ручное положение и увеличивают подачу кислоты в сатуратор для обеспечения рабочей кислотности в ванне сатуратора (не более 6 %). Также дополнительно увеличивают подачу кислоты в сборники маточного раствора. Промывку осуществляют горячей водой с температурой 60 - 90 ℃ (333-363 К). Подкисление раствора перед промывкой не допускается, так как это способствует быстрой коррозии оборудования. Насосом производительностью 90 м3/ч (0,025 м3/с) из сборника конденсата горячую воду подают в сточный трубопровод из гидроциклонов в сатураторы. После остановки центрифуг солевых насосов и далее через насосы непосредственно в конус сатуратора [2]. При промывке сатураторов раствором заполняют сборники для маточного раствора. Раствор из сборников откачивают для пополнения ванны сатуратора или в другие сборники маточного раствора, имеющие свободный объем. Промывка одного сатуратора должна производится в течение 1 часа ±10 минут для достижения наибольшей эффективности. В конце промывки в течении 15 минут горячую воду подают через форсунки для промывки сатуратора, а также в газопровод от сатуратора до ловушки для удаления отложений соли в газовом пространстве. Для обеспечения нормальной работы газовой ажитации при промывке ванн сатураторов необходимо производить промывку кольца ажитатора горячей водой из сборника. По окончании промывки включают солевые насосы сатураторов, и подачу кислоты в сатуратор переводят в автоматическое регулирование. Склад сульфата аммония предназначен для сушки, хранения навалом, дозированной загрузки в мешки и отгрузки сульфата аммония навалом или в мешках, в вагоны и в автомобильный транспорт. Сульфат аммония после центрифуг имеет влажность от 2 до 4 %. Для снижения влаги до 0,3 % производят сушку сульфата аммония в трех сушилках в “кипящем слое”. Сушку сульфата аммония производят воздухом, нагретым до температуры 110-125 ℃ (383-398 К) подаваемым вентилятором через паровой подогреватель. Работа сушилок предусмотрена в автоматическом режиме. Выдача сухого сульфата аммония из сушилок производится при повышении сопротивления кипящего слоя сульфата аммония путем включения нижнего питателя со скребковым конвейером. Сопротивление кипящего слоя сушилок 100-300 кгс/м2 (1-3 кПа). Пыль сульфата аммония в отходящем воздухе после сушилок сульфата аммония улавливают путём мокрой очистки в ротоклоне, в который через форсунки насосом из сборника подаётся раствор. По мере насыщения солью, раствор из сборника откачивают в подскрубберный сборник № 1 и используют для промывки сатураторов. Уровень раствора в подскрубберном сборнике поддерживают не более 2,0 м. Емкость склада - 2000 тонн, что составляет шестисуточный запас сульфата аммония при работе пяти батарей [2]. Склад сульфата аммония имеет четыре технологический линии: - подача сульфата аммония на сушилки и в склад; - подача сульфата аммония на дозированную загрузку в мешки и погрузку в железнодорожные вагоны; - подача сульфата аммония грейферным краном через соответствующий бункер на погрузку навалом через верхние люки вагона; - подача сульфата аммония грейфером в загрузочный бункер на погрузку в автомашины. Складирование сульфата аммония в складе производят по схеме, утвержденной начальником цеха улавливания. С целью снижения слеживаемости сульфата аммония грейферным краном производят его периодическую перевалку. Не пускается загрузка в вагон сульфата аммония, поступающего в склад непосредственно из сушилки. На складе отбирают пробу сульфата аммония для проведения анализов на соответствие его ТУ 113-03-625, с конвейера К-15 и с погрузочного конвейера. Установка погрузки сульфата аммония в мешки предназначена для дозированной загрузки сульфата аммония в бумажные или тканые мешки, с полиэтиленовым вкладышем, и погрузки их в железнодорожные вагоны. Установка погрузки сульфата аммония в мешки включает в себя две расфасовочные линии, в каждую из которых входит бункер сульфата аммония, расфасовочная машина, транспортер, подающий мешки на мешкозашивку и мешкозашивочная машина, транспортер после мешкозашивки, а также выдвижной и передвижной транспортеры, для погрузки мешков в вагоны. Установка работает периодически по мере постановки железнодорожных вагонов под погрузку сульфата аммония в мешках [2]. После постановки вагона под погрузку и его подготовки по чистоте и исправности в него заводят передвижной транспортер и устанавливают в нужное положение выдвижной транспортер. Грейферным краном засыпают сульфат аммония в бункер приема сульфата аммония. Включают весовой дозатор расфасовочной машины, отвешенную порцию сульфата аммония засыпают в мешок, который по транспортеру в вертикальном положении подают на зашивочную машину. Скорость движения ленты транспортера должна быть отрегулирована в соответствии со скоростью зашивки мешков. Совместно с зашивкой мешка пришивается ярлык, содержащий адрес отправителя, наименование продукта, его вес и место назначение. Зашитый мешок по направляющей подают на транспортер после мешкозашивки и далее мешок по желобу, попадает на передвижной транспортер, а затем на выдвижной. Загрузку мешков в ж/д вагоны производят по схеме размещения и крепления тарно-штучных грузов. После окончания загрузки выводят из вагона передвижной транспортер, закрывают двери и устанавливают проволочные закрутки на накладки двери с установкой запорно-пломбировочного устройства. Рампа для погрузки сульфата аммония обеспечивает погрузку одного вагона. Установка погрузки сульфата аммония в мягкие контейнеры («биг-бег») предназначена для дозированной загрузки сульфата аммония в «биг-бег», с полиэтиленовым вкладышем, и погрузки их в железнодорожные вагоны. Установка состоит из бункера и двух линий погрузки. Каждая линия включает в себя течку с шибером, ручным секторным затвором, тележкой и платформенными весами. Перед загрузкой «биг-бег» размещают на рычажных стойках, а вкладыш закрепляют хомутом на горловине секторного затвора. Сульфат аммония грейферным краном загружают в бункер, откуда через течку подают в «биг-бег». Количество сульфата аммония, поступающего в «биг-бег» периодически регулируют шибером, а точную дозировку выполняют при помощи платформенных весов, на которых устанавливают тележку с «биг-бег». Количество загружаемого сульфата аммония определяют при поступлении информации от весов на экран. По окончании загрузки сульфата аммония вручную закрывают секторный затвор и тележку с загруженным «биг-бег» с помощью лебёдки выдвигают к вагону, где краном загружают в полувагон [2]. 5 Материальный баланс улавливания продуктов коксования Баланс основных продуктов представлен в таблице 5 Таблица 5 – Баланс продуктов
Расход серной кислоты на 1 тонну сульфата аммония: 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 M (H2SO4) = 98 кг/кмоль; M ((NH4)2SO4) = 132 кг/кмоль. 98 кг/кмоль – Х кг, 132 кг/кмоль – 1000 кг, Х=742,4 кг. Для получения 1 тонны сульфата аммония требуется 742,4 кг серной кислоты. 6 Автоматизация производства. АСУ ТП Необходимость автоматизации технологических процессов заключается в сложности протекания технологических процессов, чувствительности их к нарушению параметров. В результате автоматизации технологических процессов повышается качество готовой продукции, сокращается тяжелый физический труд и труд во вредных условиях, уменьшается численность рабочих, занятых в производственном процессе. Сульфатное отделение предназначено для улавливания аммиака из коксового газа. Чтобы повысить приход тепла в сатураторе, коксовый газ из коксовых батарей подогревается в решофере до температуры 45-55℃. Эту температуру контролируют и регулируют путем подачи пара в решофер, поступающего в отделение с температурой 180 ℃. Перед подачей коксового газа в решофер его температура и давление подлежат контролю. Контроль необходим для наблюдения за процессом. Коксовый газ из подогревателя с давлением 14-29 кПа поступает в сатуратор. Это давление подлежит контролю. Также контролю подлежит давление коксового газа, выходящего из сатуратора. Между этими давлениями регистрируется перепад, срабатывает сигнализация в диспетчерской цеха улавливания. В сатуратор непрерывно подается концентрированная серная кислота из напорного бака. Уровень в баке и хранилище контролируется и держится на уровне 5-6 м. В сатураторе контролируется температура. Контроль необходим для правильного проведения процесса. Также в сатураторе контролируется и регулируется кислотность маточного раствора. Регулирование происходит путем подачи серной кислоты в сатуратор. Кислотность маточного раствора должна быть 3-5% [5]. Обратный коксовый газ, поступающий на ажитацию в сатуратор, его давление подлежит контролю, чтобы в сатураторе давление не превышало 0,03 Мпа. Температура обратного коксового газа подлежит контролю. В отходящем коксовом газе контролю подлежит давление. Контролю подлежит температура пульпы, поступающей в гидроциклон. Контролируется включение насосов. Контролю подлежит уровень антислеживателя в напорном баке и его расход. Сульфат аммония после центрифуги имеет влажность 2% и для снижения этой влаги до 0,3% производится сушка в сушилке кипящего слоя, куда вентилятором подается воздух, часть которого подогревается в теплообменнике до температуры 100-180 ℃, которая контролируется и регулируется путем подачи пара в теплообменник. Выдача сухого сульфата аммония производится при повышении сопротивления кипящего слоя сульфата аммония. Также контролю подлежат уровень в сборнике конденсата пара и горячей воды, сборнике для промывки ротоклонов, сборнике маточного раствора [5]. Перечень средств измерениий, предназначенных для контроля технологического процесса в цехе улавливания, приведены в таблице 6 [2]. Таблица 6 – перечень средств измерений
Продолжение таблицы 6
Продолжение таблицы 6
Продолжение таблицы 6
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||