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.
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.
Аммиак. Вопросы технологии. Под ред. Янковского Н.А. Донецк: ГИК “Новая печать”, 2001. - 497c.
2. Патент РФ 2292938. Способ очистки газовой смеси от СО2 методом много-ступенчатой абсорбции / Малышев А.А Мышинский Э.Л. Иванов В.И. Акулов Л.Д. Борзенко Е.И.; патентообадатель Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий. - заявл. 06. 12. 2004; опубл. – 10. 02. 2007. - 5с.
3. Производство аммиака / Под ред. В.П.Семёнова.- М.: Химия, 1985.- 368с.
4. Патент РФ 2252063. Способ очистки газовых смесей от диоксида углерода (варианты) и устройство для очистки газовых смесей от диоксида углерода (варианты)/ Гридин И.Д. Бадалян Г.П. Еремин В.И. Гридин Р.И. Ерусланов А.В.; патентообладатель Закрытое акционерное общество Научно - производственная компания «Интергаз». – заявл. 28. 06. 2004; опубл. – 20. 05. 2005. – 20с.
5. Технология связанного азота / Под ред. С.И.Каргина. – М.: Химия, 1966. – 500с.
6. Справочник азотчика. Кн. 1. – М.: Химия, 1985. – 404 с.
7. Очистка технологических газов/Под.ред. Семеновой Т.А. и Лейтеса И.Л. . Изд-е 2-е, пер. М., Химия, 1977. – 457с.
8. Щукин Н.Ю., Матросов Н.П. и др. Новые абсорбенты в очистке от СО2. // Химическая промышленность. – 2005. - №9. - с. 32-52.
9. Чикина Н.Л., и др. Новые методы очистки от СО2. // Химическая промыш-ленность. – 2002. - №12. - с. 20-22.
10. Соколов Р.С. Химическая технология: Т.1. – М.: Гуманит. изд. Центр «ВЛАДОС», 2000.– 368с.
11. Постоянный технологический регламент производства аммиака ОАО «Череповецкий» Азот» АМ-76. - 2009. – 12с.
12. Патент РФ № 2201282. Регенеративный способ раскисления газа, содержащего СО2, а так же жидкие углеводороды, с помощью жидкого абсорбента на основе активированного метилдиэтаноламина/Пейтави Ж.-Л., Капдевиль С., Лакамуар Э.; патентообладатель Елф Эксплорасьон Продюксьон. – заявл. 20.04.1999;опубл. 27.03.2003. – 16с.
13. Краткий справочник физико-химических величин. – Л.: Химия, 1983. – 158с
14. Дытнерский Ю.И, Борисов Г.С, Брыков В.П. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 2008.-496с.
15. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К.Ф. Павлов, П.Г Романков, А.А Носков. – Л.: Химия, 1987. – 576с.
16. Рамм В.М. Абсорбция газов. М. : Химия, 1975. 655 с.
17. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин. – М.: Химия, 1971. – 784с.
18. Лащинский А. А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры / А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский. – Л.: Машиностроение, 1976. – 725с.
19. Поникаров И. И. Расчеты машин и аппаратов химических производств и нефтепереработки / И.И. Поникаров. – М.: Альфа, 2008. – 720с.
20. Полоцкий Л. М., Лапшенков Г. И. Автоматизация химических производств. Теория, расчёт и проектирование систем автоматизации. – М.: Химия, 1982. – 296 с.
21. Безопасность труда в химической промышленности / Под ред. Л.К. Марининой. – М.: Академия, 2006. – 526 с.
22. Белов С.В., Ильницкая А.В. и др. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов. – М.: В.шк., 2010. – 448 с.
23. Кукин П.П., Лапин В.А., Подгорных Е.А. и др. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (охрана труда). Учебник для вузов. – М.: В.шк., 2010. – 317 с.
24. Кобевник В.Ф. Охрана труда. – К.: Высш. шк., 2011. - 286 с.
25. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов/ Л.С. Стрижко, Е.П. Потоцкий, И.В. Бабайцев и др./ Под ред. Стрижко Л.С. – М.: Металлургия, 2010. - 416 с.
26. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности. Учебник для вузов / Бобков А.С., Блинов В.А., Роздин И.А. и др. – М.: Химия, 2012. – 400 с.
27. Экономика, организация и управление на предприятии / Под ред. М.Я Боровской. – Спб.: Феникс, 2010. – 480 с.
28. Экономика предприятия. Учебник для вузов / Э.В. Крум. – М.: ТетраСистемс, 2013. – 192 с.
29.Сайт ЦБ РФ [Электронный источник]. – Режим доступа: http://www.cbr.ru/ hd_base/default.aspx?prtid=gkoofz_mr 01.06.2016