Аннотация 5
ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ФАКТИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА 11
1.1. Теоретический обзор проблемы очистки от СО2 11
1.2 Проектно - аналитическая часть. анализ методов и технологий очистки от СО2 и регенерации раствора 12
1.3. Существующий технологический процесс очистки от СО2 16
1.4. Существующий регенератор - рекуператор 32
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ РЕГЕНЕРАЦИЯ РАСТВОРА В РЕКУПЕРАТОРЕ 39
2.1 Реконструкция регенератора - рекуператора 39
2.2 Разработка и изменение схемы потоков выделения очистки от СО2, регенерация раствора при получении аммиака 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 51
ПРИЛОЖЕНИЕ 57
В данное время в химической и экологической промышленности главную роль играет производство азота, основную часть чего составляет производство аммиака и аммиачной воды. Очень огромное применение имеет аммиак, а именно: для получения азотной кислоты, удобрения, взрывчатых веществ и так далее. Так же аммиак применяют в виде нашатырного спирта в медицине [1].
Немного истории.
Первым из открывателей аммиака в чистом виде является Джозеф Пристли в 1774 году, а в 1785 году был установлен химический состав компонента французским химиком Клодом Луи Бертолле. Острый вопрос стал к концу 19-ого века о получение аммиака, промышленным способом из соединения азота и водорода, так как запасы чилийской селитры иссекали. Именно селитра являлась основным и крупнейшим продуктом, из которого получали азотные водородные соединения. В начале 20-го века был раскрыт новый промышленный способ, под названием синтез аммиака. Этот новый способ изобрел Фриц Габер - немецкий химик. Дал старт своей задачи он в 1904 году, а в 1909 году Фриц Габер изобрел и собрал небольшой контактный аппарат. Работа этого аппарата производилась при повышении давления, и использовании катализатора. Испытание контактного аппарата произошло 2 июля 1909 году. Далее ближе к 1911 году Карл Бош изобрел крупномасштабную версию контактного аппарата. Впервые в мире заработал завод по синтезу аммиака 9 сентября 1913 году в Оппау. Немецкий химик Фриц Габер в 1918 году стал лауреатом Нобелевской премии «за синтез аммиака» [2].
В 1928 году была получена первая партия аммиака на Чернореченском химическом заводе - комбинате в России. Недостатки производства аммиака осуществляется очень энергоёмкий процессом. Над данным недостатком в химической промышленности, а более точной в азотной производятся обширные работы над устранением ежегодно. В частности, разрабатываются различные способы по утилизации выделяемой энергии. Самое оптимальное решение этой проблемы можно осуществить при совмещении производства, как это происходит в данной время на химических предприятиях. Приведем пример, производство аммиака и производство карбамида [3].
Сырье - главное для технической, технологической схемы при производстве аммиака. В качестве азота в чистом виде берут воздух, а водород в чистом виде выделяют из воды, но это выделение требует большое количество энерго потребления. В качестве сырья для производства аммиака использую природный газ, который содержит углеводороды [3,4].
Процесс очистки аммиака, а именно его технологическое оформление очень металлоёмкий и энерго затратный. В этих его критериях можно раскрыть возможности для повышения эффективности и увеличения мощности работы всего производства в целом [5,6].
Проектная выработка агрегата аммиака АМ 76 составляет 1420 тонн в сутки [7].
Предприятие стремится добиться выработки на агрегатах АМ 76 1750 - 1800 тонн в сутки, достигнута выработка 1600 - 1700 тонн в сутки, при этом столкнулись с проблемой сдерживающая дальнейшее развитие:
1. Высокая нагрузка в реакционных трубах в печи риформинга с внутренним диаметром: агрегат 05А - 71мм, агрегат 07А - 89 мм (в цехе 06А) выполнена реконструкция с увеличением диаметра реакционных труб до 101 мм;
2. Высокая нагрузка на выделение очистки от СО2, на которой можно судить по периодическому «вскипанию» раствора в позиции 301.
При капитальном ремонте в 2016 году в цехе 05А выполнена замена реакционных труб в печи риформинга поз. 107 с внутренним диаметром 94 мм, что по практике (основываясь на работе смежных предприятий обеспечивает выработку 1800 тонн в сутки) [7].
В данной бакалаврской работе я хочу предложить свое видение решение проблемы очистки от СО2 для достижения соответствующих мощностей, а именно:
1. Изменение схемы потоков регенерации раствора;
2. Доведение грубо регенерированного раствора до глубоко регенерированного раствора;
3. Объединение всасов насосов перекачки МДЭА позиция 316 1,2 позиция 317 1,2 в общий коллектор (получение дополнительного двойного резерва по насосам);
4. Замену глухой тарелки всаса позиция 317 на ситчатую.
Представленная проблема имеет определенную цель в её исправлении.
Цель - увеличения мощности отделения очистки от СО2 в производстве аммиака, при реконструкции регенератора - рекуператора, для достижения необходимых мощностей.
Поставленная цель требует решения следующих задач:
• рассмотреть технологию очистки от СО2 и регенерации раствора, выявить методы и схемы очистки конвертируемого газа в производстве аммиака от СО2;
• разработать мероприятия по улучшению регенерации раствора в рекуператоре, провести реконструкцию регенератора рекуператора
• разработать и изменить схемы потоков выделения очистки от СО2, регенерации раствора при получении аммиака
• выделить эффективность качества производства раствора и влияние на окружающую среду, при увеличении мощности.
Объектом исследования является цех №05А ОАО «Тольяттиазот».
Предмет исследования - очистка от СО2 и улучшение регенерации раствора в рекуператоре. Теоретические и методологические основы работы составили научные труды, публикации, монографии отечественных и зарубежных ученых по проблемам управления материальными потоками и управления логистическими системами и цепями.
Тема бакалаврской работы: Увеличение мощности отделения очистки от СО2 в производстве аммиака на основе реконструкции регенератора рекуператора на ОАО «Тольяттиазот».
В данной работе была представлена модернизация процесса очистки от СО2, по части реконструкция регенератора - рекуператора с целью изменения потоков и получения глубоко регенерированного раствора.
Проведены и представлены:
1) Анализ существующих способов очистки от СО2, оптимизированы все параметры проведения данного процесса.
2) Исследование технологического процесса и модернизация отделения очистки от СО2 ОАО «ТОЛЬЯТТИАЗОТ».
3) Технологические и гидравлические расчеты вспомогательного оборудования для определения параметров оборудования и основных размеров, подтверждающие работоспособность и надежность конструкции.
Проведенные исследования и расчеты позволяют сделать вывод об возможности проведения модернизации и эффективности качества выхода раствора, при расчетах материального баланса и гидравлических расчетов рекуператора на 38 %, уменьшится сопротивление нижней части колонны на 9,5 %, значительно уменьшиться расход данного сырья для очистки раствора на 13,2%.
Данная реконструкция регенератора - рекуператора улучшит энерго сберегаемость, защита окружающей среды от вредных воздействий улучшится в значительное количество на 1,5%, какая была до реконструкции.
Данная тема бакалаврской работы актуальна, как показывают цифры из расчетов реконструкция регенератора - рекуператора и изменение схемы потоков очистки от СО2 необходима, для увеличения мощности самого отделения очистки и для стремления добиться выработки на агрегатах АМ 76 1750 - 1800 тонн в сутки производства аммиака.
