|  Проектирование производства по получению карбинола (метанола) |
Отношение
регулирующих компонентов в свежем газе должно быть не менее 2 [4].
3.1.2. Температура процесса
Минимальная температура, при
которой с заметной скоростью начинает протекать реакция
синтеза карбинола на катализаторе СНМ-1, равна 180 °С. По мере старения
катализатора она повышается не более 250°С. Температура в
слое катализатора не должна превышать 300°С. При перегреве катализатора более
300°С наблюдается частичная или полная потеря активности, в
зависимости от длительности перегрева и области захвата. Поддержание
температуры процесса в пределах от 260 до 270°С,
наоборот, способствует более длительному сохранению активности
катализатора. Следует также иметь в виду, что повышение температуры в зоне
катализатора более 270°С способствует реакциям образования высших спиртов и
парафиновых углеводородов [4].
3.2. Характеристика сырья, материалов,
полупродуктов и энергоресурсов
Таблица 3.1
Характеристика сырья, материалов,
полупродуктов и энергоресурсов
|
|
Наименование
сырья,
материалов
полупродуктов
|
Государственный или
отраслевой
стандарт СТП
технические условия, регламент
или
методика на подготовку
сырья
|
Показатели
по стандарту
обязательные
для проверки
|
Рекомендуемые
показатели
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
|
3.1 Конвертированный газ
после
МЭА очистки
|
Из цеха конверсии метана под
Давлением
|
Избыточное давление
Состав газа:
Объемная доля компонентов
|
Не более 1,8МПа
|
|
|
СО-25,0 ±1,0%
СН4- 1,6 ± 1,0%
N2 - 1,7 ±
1,0%
Аг - 0,7 ± 0,2%
СО2-4,3±1,3%
Н2-б6,7± 1,0%
О2 - отсутствует
H2S- 10-15 мг/м3
(0,50 ± 0.01) кг/м3
|
|
|
Плотность газа
|
|
|
Соотношение
компонента
|
|
Продолжение таблицы 3.1
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
3.2
Водород или
азото-водородная
смесь
|
Регистрация
в Росрегистре № АТ000416 от
30.03.95г
|
Давление в
линии до дросселирующего клапана. После клапана при восстановлении цинко-медного поглотителя
ГИАП-10-2
|
2,5±0,5МПа 1,3±0,5МПа
|
|
3.3 Катализатор СНМ -1
|
ТУ 113-05-5503-78
|
Маркировка
на таре. Наличие паспорта
|
|
|
3.4
Катализатор алюмо-никель-молибденселикатный
|
ТУ 381-011-92-77
|
Маркировка
на таре. Наличие паспорта
|
|
|
3.5 Азот чистый
(99,98%) для отдувки СО2 в
КОУ, для опрессовок и продувок от горючих
блока синтеза
|
Регистрация
в Росрегистре АТ000128от2.11.94г.
|
Избыточное давление
|
0,3 ± 0,2 МПа
|
|
3.6 Азот чистый
(99.98%) для технологических операций
|
Регистрация
в Росрегистре №
АТ000128от2.11.94г.
|
Избыточное давление
|
0,3 ± 0.2 МПа
|
|
3.7 Азот чистый
(99,98%) на управление шаровых кранов,
для опрессовок и продувок от горячих блоков агрегата
|
Регистрация
в Росрегистре №
АТ000128от2.11.94
|
Избыточное
давление в линии: до дросселирующего
клапана
После клапана
|
18
±2 МПа
4,8
± 0,5 МПа
|
Продолжение таблицы 3.1
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
3.8 Воздух технологический
|
|
Избыточное давление
|
От 0,4 до 1,2 МПа
|
|
3.9МаслоКП-8иКП-8с
|
ТУ
38-101-543-78 ТУ
38-401-512-85
|
Наличие паспорта
|
|
|
3.10 Вода речная
|
|
Избыточное
давление Температура Объемный расход
|
0,25 ±
0,05 МПа 15± 10°С
1 000 ±
200м3/ч
|
|
3.11 Конденсат очищенный
|
|
Объемный расход
|
4 ±2 м3/ч
|
|
3.12 Углекислый газ сжиженный технический
|
ГОСТ 8050-85
|
Маркировка по таре
|
|
|
3.13 Пар
|
|
Избыточное давление
|
0,8 ±0,2 МПа
|
|
3.14 Продувочные газы из производства карбинола 1-ой очереди для восстановления катализатора
СНМ-1
|
|
Избыточное давление
|
2,3 ± 0,2 МПа
|
|
3.15 Воздух КИП
|
ГОСТ 17433
|
Избыточное давление
|
0,45 ± 0,05 МПа
|
3.3. Характеристика производимой продукции
Техническое наименование продукта
карбинол-сырец. Карбинол-сырец, является промежуточным продуктом,
который направляется в цех ректификации для получения карбинола-ректификата.
Основной составляющей частью
карбинола-сырца является метиловый спирт (карбинол) химическая формула: СН3ОН.
Кроме того, в карбиноле сырце имеются примеси - продукты побочных реакций синтеза: вода, диметиловый эфир
(СН3)2О, высшие спирты (С3Н7ОН), a также другие примеси [4].
Состав карбинола-сырца Массовая доля компонентов (%)
Карбинол от 84 до 95
Диметиловый эфир от 0,2 до 0,2
Н-пропанол от 0,1 до 0,2
Изобутанол от 0,05 до 0,1
Метилформиат от 0,05 до 0,2
Амиловые спирты от 0,01 до 0,05
Ацетальдегид от 0,03 до 0,2
Метилэтилкетон от 0,006 до 0,01
Вода от 4,0 до 15,0
Углеводороды С2 и выше от 0,04 до 0,3
Этанол от 0,01 до 0,5
Нормы
показателей для карбинола – сырца приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2
Нормы показателей для карбинола-сырца
|
Наименование показателей
|
Норма
|
|
1. Внешний вид
|
Бесцветная,
или слегка окрашенная жидкость
без механических примесей
|
|
2. Плотность, кг/м3
|
818
|
|
3. Массовая доля воды %, не более
|
9,0
|
|
Массовая доля органической
части %, не менее
|
91,0
|
|
5. РН (среда), не менее
|
7,0
|
|
6. Регистрация в Госрегистре
|
№ AT 000037 от 16.04.94г.
|
Карбинол представляет собой бесцветную,
легкоподвижную, легколетучую, горючую жидкость с запахом, подобным запаху
этилового спирта [5]. Физические свойства
[6]:
Карбинол при нормальных условиях (0°С,
0,1013 МПа) имеет следующие характеристики:
молекулярная масса ………………………………................................32,04
|
плотность,
кг /м3................................................................... …810,1
|
температура, °С
кипения............................................ ..64,65
вспышки............................................. 8
затвердевание............................... 97,7
вязкость, МПа·с....................................................................... .0,793
диэлектрическая проницаемость............................ 37,92
удельное электрическое сопротивление, Ом……………..4,5 ·104
теплота сгорания, кДж/кг.............................................. .22331
3.4. Описание
технологической схемы
Для процесса
синтеза карбинола необходима газовая смесь – свежий газ с определённым
соотношением компонентов: водорода, окиси углерода и двуокиси углерода. Она
приготавливается путём смешивания синтез – газа с двуокисью углерода и
азотоводо-родной смесью.
Смесь синтез –
газа из цеха конверсии метана из сепаратора С1 поступает на всас дожимающего
компрессора К1. Сюда же, с целью повышения соотношения Н2:СО и содержания
СО2 в свежем газе, подаётся азотоводородная смесь и углекислота.
Полученная смесь
– свежий газ с избыточным давлением 0,68 – 0,82 МПа поступает на всас
четырёхступенчатого центробежного дожимающего компрессора К1. После каждой
ступени компрессора газ охлаждается оборотной водой в холодильниках Т1 – 4 до
температуры не более 400С, а сконденсировавшаяся при этом влага
отделяется в сепараторах С2 – 4.
Сжатый в
компрессоре до избыточного давления не более 4,51 МПа газ после концевого
сепаратора С5 поступает в угольные адсорберы АД, которые предназначены для
очистки свежего газа от N – метилпирролидона,
поступающего с синтез – газом цеха ацетилена, до массовой концентрации N – метилпирролидона не более 1 мг/м3.
Более высокая массовая доля N –
метилпирролидона в газе, поступающем на синтез карбинола, приводит к ухудшению
качества карбинола – сырца.
После угольных
адсорберов АД сжатый газ поступает на всас центробежного циркуляционного
компрессора К2.
Отделившаяся в
сепараторах влага сбрасывается в ёмкость приблизительно один раз в два часа.
В компрессоре К2
свежий газ смешивается с циркуляционным газом, дожимается до избыточного
давления не более 5,3 МПа и поступает в межтрубное пространство
рекуперационного теплообменника Т5 – 6, где за счёт тепла газа, отходящего из
реактора синтеза РК, нагревается до температуры Т=180 – 230оС.
Рекуперационный
теплообменник представляет собой двухэлементный горизонтальный кожухотрубный
аппарат с сегментными перегородками в межтрубном пространстве. Далее газ
проходит электроподогреватель ЭП и поступает в реактор синтеза карбинола РК.
Электроподогреватель
представляет собой вертикальный цельносварной цилиндрический аппарат с
приварными эллиптическими крышками. Внутри аппарата размещены четыре
электронагревательных элемента. Электроподогреватель включается в работу при
потере автотермичности процесса синтеза, а также для разогрева и восстановления
катализатора в пусковой период.
Реактор синтеза
представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат шахтного типа с
приварными эллиптическими днищами, снабжённый люками для загрузки и выгрузки
катализатора. Для равномерной подачи газа основного хода реактор снабжён
распределительным устройством концевого типа. Внизу реактора, над выходным
штуцером расположено эллиптическое перфорированное днище, покрытое двумя слоями
мелкой проволочной сетки, на которую уложен слой фарфоровых шаров диаметром 25
мм. Сверху шаров загружается катализатор, который разграничивается с шарами
двумя слоями проволочной сетки. Для защиты катализатора от разрушения потоком
газа, в верхнюю часть реактора загружен слой керамических колец Рашига (50х50 мм).
Из реактора газ
выходит с температурой не более 3000С и объёмной долей карбинола в
этом газе 2,5 – 3,0%. Далее газ поступает в трубное пространство
рекуперационного теплообменника Т5-6, охлаждается до температуры не более 1500С
и поступает в холодильники – конденсаторы с воздушным охлаждением АВО. Исходя
из компоновки холодильников – конденсаторов с воздушным охлаждением в блоке
синтеза, температуру после первых по ходу газа холодильников рекомендуется
держать не ниже 700С во избежание конденсации паров карбинола и
залива жидким карбинолом трубок в этих аппаратах.
Сконденсировавшийся
карбинол отделяется в сепараторе С6 и поступает в сборник карбинола – сырца
СБ.
Освобождённый от
сконденсировавшегося карбинола – сырца циркуляционный газ поступает на всас
центробежного циркуляционного компрессора К2, где смешивается со свежим газом и
цикл повторяется.
Карбинол – сырец
из сборника СБ поступает на базисный склад в ёмкость карбинола – сырца, оттуда
направляется в отделение ректификации на переработку в карбинол – ректификат.
3.4.1. Нормы технологического режима
Таблица 3.3
Нормы технологического
режима
|
Наименование стадии и потоков реагентов, номер позиции
|
Наименование технологических показателей
|
|
Скорость подачи реагенто,
м3/ч
|
Температура,
°С
|
Давление, МПа
|
Прочие показатели
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
1. Подача свежего газа в
агрегат синтеза, поз.
5
|
|
|
Не более 4,5
|
|
|
2. Получение карбинола-сырца
в реакторе синтеза, поз. 1
|
64000
|
|
Не более 5,3
|
СО2=4,0%
|
|
-газ на входе в I слой катализатора
|
|
180-250
|
|
|
|
-газ на выходе из I слоя катализатора
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
|
|
© 2009 Все права защищены.
Наверх