Помощь студентам в учебе
Разработка технических решений по реконструкции отделения очистки технологического газа в производстве
|
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..10
ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР…………………………………………12
1.1 Методы очистки конвертированного газа от диоксида углерода…………12
1.2 Водная очистка под давлением……………………………………………...12
1.3 Очистка растворами аминов…………………………………………………15
1.4 Очистка горячим раствором поташа…………………………………….......22
ГЛАВА 2 РАСЧЕТНАЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………..27
2.1 Характеристика сырья и готового продукта………………………………..27
2.2 Физико-химические основы процесса очистки газа……………………….30
2.3 Разработка и описание технологической схемы очистки газа…..…….….34
2.4 Расчет материального баланса абсорбера МДЭА-очистки. ……….…..…36
2.5 Тепловой баланс абсорбера МДЭА-очистки……………………………....51
2.6 Расчет основного и вспомогательного оборудования…………………….57
2.6.1 Расчет абсорбера……………………………………………………….….57
2.6.1.1 Технологический расчет………………………………………………...57
2.6.1.2 Гидравлический расчет…………………………………………………70
2.6.1.3 Конструктивный расчет…………………………………………………71
2.6.1.4 Расчет штуцеров………………………………………………………....73
2.6.2 Расчет сепаратора………………………………………………………….74
2.6.3 Расчет насоса……………………………………………………………....77
ГЛАВА 3 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА…..81
ГЛАВА 4 БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА………87
4.1 Общая характеристика безопасности очистки конвертированного газа от диоксида углерода……………………………………………………………….87
4.2Характеристика опасных производственных факторов…………………...91
4.3 Пожаробезопасность………………………………………………………..96
4.4 Электробезопасность……………………………………………………..…98
4.4.1 Защита от статического электричества…………………………………..99
4.4.2 Молниезащита…………………………………………………………….100
4.5 Аварийные и чрезвычайные ситуации……………………………………101
4.6 Экологическая безопасность………………………………………………103
4.7 Расчет химической обстановки при аварии………………………………104
ГЛАВА 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА…………………………108
5.1 Расчет капитальных вложений в модернизацию оборудования……...…108
5.2 Расчет показателей экономической эффективности инвестиционного
проекта………………………………………………………………………….109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………...…118
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………...120
Приложение
Чертежи
Презентация
ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР…………………………………………12
1.1 Методы очистки конвертированного газа от диоксида углерода…………12
1.2 Водная очистка под давлением……………………………………………...12
1.3 Очистка растворами аминов…………………………………………………15
1.4 Очистка горячим раствором поташа…………………………………….......22
ГЛАВА 2 РАСЧЕТНАЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………..27
2.1 Характеристика сырья и готового продукта………………………………..27
2.2 Физико-химические основы процесса очистки газа……………………….30
2.3 Разработка и описание технологической схемы очистки газа…..…….….34
2.4 Расчет материального баланса абсорбера МДЭА-очистки. ……….…..…36
2.5 Тепловой баланс абсорбера МДЭА-очистки……………………………....51
2.6 Расчет основного и вспомогательного оборудования…………………….57
2.6.1 Расчет абсорбера……………………………………………………….….57
2.6.1.1 Технологический расчет………………………………………………...57
2.6.1.2 Гидравлический расчет…………………………………………………70
2.6.1.3 Конструктивный расчет…………………………………………………71
2.6.1.4 Расчет штуцеров………………………………………………………....73
2.6.2 Расчет сепаратора………………………………………………………….74
2.6.3 Расчет насоса……………………………………………………………....77
ГЛАВА 3 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА…..81
ГЛАВА 4 БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА………87
4.1 Общая характеристика безопасности очистки конвертированного газа от диоксида углерода……………………………………………………………….87
4.2Характеристика опасных производственных факторов…………………...91
4.3 Пожаробезопасность………………………………………………………..96
4.4 Электробезопасность……………………………………………………..…98
4.4.1 Защита от статического электричества…………………………………..99
4.4.2 Молниезащита…………………………………………………………….100
4.5 Аварийные и чрезвычайные ситуации……………………………………101
4.6 Экологическая безопасность………………………………………………103
4.7 Расчет химической обстановки при аварии………………………………104
ГЛАВА 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА…………………………108
5.1 Расчет капитальных вложений в модернизацию оборудования……...…108
5.2 Расчет показателей экономической эффективности инвестиционного
проекта………………………………………………………………………….109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………...…118
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………...120
Приложение
Чертежи
Презентация
Без минеральных удобрений, особенно, азотных, невозможно решить задачи интенсификации сельского хозяйства, а с ростом интенсивности сельского хозяйства растёт дефицит в связанном азоте в обрабатываемых почвах. Производству азотных удобрений и их основы, аммиака, в нашей стране уделялось первостепенное внимание [1].
Абсорбционная очистка является одной из основных стадий получения аммиака, она предусматривает удаление из газа основного количества СО2. В связи с тем, что в последующей стадии метанирования на гидрирование одного объема СО2 тратится четыре объема водорода и образуется метан, который выдувается на стадии синтеза, желательно добиться возможно низкой остаточной концентрации СО2 в газе.
Цель ВКР: разработка мероприятий по реконструкции отделения очистки технологического газа от диоксида углерода.
Объектом выпускной квалификационной работы является отделение очистки технологического газа от диоксида углерода.
Предметом ВКР являются разработка технических решений по реконст-рукции отделения очистки.
Задачи ВКР:
1. Проанализировать существующие способы очистки;
2. Проанализировать данные по сырью и готовой продукции;
3. Изучить физико – химические основы процесса;
4. Разработать и дать описание технологической схемы производства;
5. Рассчитать материальные и тепловые балансы оборудования;
6. Рассчитать основное и выбрать вспомогательное оборудование;
7. Обосновать выбор приборов автоматического контроля и регулирования, привести схему автоматизации;
8. Провести анализ безопасности производства;
9.Рассчитать экономическую часть ВКР.
Основные источники получения информации: научные, литературные, а также технологический регламент производства.
Методы:
1. Теоретический;
2. Расчетный;
3. Графический.
Основные защищаемые положения:
1. Обоснование разработки технических решений по реконструкции отделения очистки технологического газа от диоксида углерода.
2. Разработка технологической схемы, результаты расчетов материального и теплового балансов, основного и вспомогательного оборудования.
3. Обоснование выбора приборов автоматического контроля и регулирования узла очистки.
4. Разработка мероприятий по обеспечению безопасности производства.
5. Обоснование экономической эффективности на основании расчета капитальных вложений, текущих затрат и срока окупаемости.
.
Абсорбционная очистка является одной из основных стадий получения аммиака, она предусматривает удаление из газа основного количества СО2. В связи с тем, что в последующей стадии метанирования на гидрирование одного объема СО2 тратится четыре объема водорода и образуется метан, который выдувается на стадии синтеза, желательно добиться возможно низкой остаточной концентрации СО2 в газе.
Цель ВКР: разработка мероприятий по реконструкции отделения очистки технологического газа от диоксида углерода.
Объектом выпускной квалификационной работы является отделение очистки технологического газа от диоксида углерода.
Предметом ВКР являются разработка технических решений по реконст-рукции отделения очистки.
Задачи ВКР:
1. Проанализировать существующие способы очистки;
2. Проанализировать данные по сырью и готовой продукции;
3. Изучить физико – химические основы процесса;
4. Разработать и дать описание технологической схемы производства;
5. Рассчитать материальные и тепловые балансы оборудования;
6. Рассчитать основное и выбрать вспомогательное оборудование;
7. Обосновать выбор приборов автоматического контроля и регулирования, привести схему автоматизации;
8. Провести анализ безопасности производства;
9.Рассчитать экономическую часть ВКР.
Основные источники получения информации: научные, литературные, а также технологический регламент производства.
Методы:
1. Теоретический;
2. Расчетный;
3. Графический.
Основные защищаемые положения:
1. Обоснование разработки технических решений по реконструкции отделения очистки технологического газа от диоксида углерода.
2. Разработка технологической схемы, результаты расчетов материального и теплового балансов, основного и вспомогательного оборудования.
3. Обоснование выбора приборов автоматического контроля и регулирования узла очистки.
4. Разработка мероприятий по обеспечению безопасности производства.
5. Обоснование экономической эффективности на основании расчета капитальных вложений, текущих затрат и срока окупаемости.
.
В ходе выпускной квалификационной работы были разработаны технические решения по реконструкции узла очистки газа от диоксида углерода. В качестве объекта реконструкции выбрана колонна синтеза. В результате работы установлено, что:
1) Наиболее перспективной является МДЭА- очистка с насадками седла инталокс. Внедрение данной технологии имеет следующие преимущества: 1. Низкие затраты энергии на проведение процесса;
2. Повышение температуры абсорбции и снижение затрат на охлаждение абсорбента;
3. Коррозионная пассивность МДЭА;
4. МДЭА никогда не образует побочных соединений в процессе реакции с СО2 , поэтому нет необходимости в разгонке сорбента;
5. МДЭА- экологический сорбент, нетоксичен, сравнительно легко перерабатывается на очистных сооружениях;
6.Малые потери растворителя в следствии его низкой летучести
7.Высокая степень очистки газа;
8. Срок службы насадки увеличивается с 1,3 года до 12 лет.
2) В результате расчета материального баланса абсорбера определен состав газовой смеси. Объемный расход диоксида углерода на выходе составил 87,28 м3/ч.
3) В результате расчета теплового баланса абсорбера установлено, что энергетические затраты составляют 328549,28 МДж/ч.
4) Поверхность массопередачи для верхней и нижней части соответственно 20884,5 и 45092,8 м2 , общая высота одной колонны – 60,3 м, диаметр абсорбера 3,4 м, суммарное сопротивление одного абсорбера 157253 Па.
5) Основными параметрами автоматического регулирования процесса очистки газа являются температура газа, расход МДЭА и давление.
6) В отделении очистки газа обслуживающий персонал имеет дело с ток-сичными, горючими и взрывоопасными веществами, находящимися под давлением до 32МПа в широком диапазоне температур от 40 до 120°С. Поэтому в отделении осуществляют целый комплекс мероприятий по технике безопасности и обеспечивают санитарно-гигиенические условия, устраняющие производственный травматизм и профессиональные заболевания. В процессе очистки газа не образуется твердых отходов, направляющихся в отвал.
7) Величина капитальных затрат, требуемых на внедрение принятого технического решения составит 5,65 млн. руб; расчет показал, что чистый дисконтированный доход NPV> 0, следовательно, проект является прибыльным; полученный в результате расчета индекс доходности PI>1, что говорит о рентабельности проекта; срок окупаемости РР = 1,3 года и дисконтированный срок окупаемости DPP = 1,6 года. Анализ полученных результатов показал, что инвестиционный проект успешен и может быть принят для реализации.
1) Наиболее перспективной является МДЭА- очистка с насадками седла инталокс. Внедрение данной технологии имеет следующие преимущества: 1. Низкие затраты энергии на проведение процесса;
2. Повышение температуры абсорбции и снижение затрат на охлаждение абсорбента;
3. Коррозионная пассивность МДЭА;
4. МДЭА никогда не образует побочных соединений в процессе реакции с СО2 , поэтому нет необходимости в разгонке сорбента;
5. МДЭА- экологический сорбент, нетоксичен, сравнительно легко перерабатывается на очистных сооружениях;
6.Малые потери растворителя в следствии его низкой летучести
7.Высокая степень очистки газа;
8. Срок службы насадки увеличивается с 1,3 года до 12 лет.
2) В результате расчета материального баланса абсорбера определен состав газовой смеси. Объемный расход диоксида углерода на выходе составил 87,28 м3/ч.
3) В результате расчета теплового баланса абсорбера установлено, что энергетические затраты составляют 328549,28 МДж/ч.
4) Поверхность массопередачи для верхней и нижней части соответственно 20884,5 и 45092,8 м2 , общая высота одной колонны – 60,3 м, диаметр абсорбера 3,4 м, суммарное сопротивление одного абсорбера 157253 Па.
5) Основными параметрами автоматического регулирования процесса очистки газа являются температура газа, расход МДЭА и давление.
6) В отделении очистки газа обслуживающий персонал имеет дело с ток-сичными, горючими и взрывоопасными веществами, находящимися под давлением до 32МПа в широком диапазоне температур от 40 до 120°С. Поэтому в отделении осуществляют целый комплекс мероприятий по технике безопасности и обеспечивают санитарно-гигиенические условия, устраняющие производственный травматизм и профессиональные заболевания. В процессе очистки газа не образуется твердых отходов, направляющихся в отвал.
7) Величина капитальных затрат, требуемых на внедрение принятого технического решения составит 5,65 млн. руб; расчет показал, что чистый дисконтированный доход NPV> 0, следовательно, проект является прибыльным; полученный в результате расчета индекс доходности PI>1, что говорит о рентабельности проекта; срок окупаемости РР = 1,3 года и дисконтированный срок окупаемости DPP = 1,6 года. Анализ полученных результатов показал, что инвестиционный проект успешен и может быть принят для реализации.