Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
3.1. Описание технологии получения винилхлорида термическим
пиролизом 1,2-дихлорэтана
Технология получения товарного винилхлорида состоит из следующих основных стадий:
- разделение продуктов пиролиза;
- ректификация винилхлорида;
- отпарка хлористого водорода;
- нейтрализация и осушка винилхлорида.
3.1.1. Разделение продуктов пиролиза
Газообразные продукты, состоящие в основном из не сконденсировавшихся хлористого водорода, винилхлорида и незначительного количества дихлорэтана, поступают из фазоразделителя поз. С500Б в теплообменники поз. Т-502 и поз. Т-503, где частично конденсируются, а затем поступают в разделительную емкость поз. Е-502 объемом 16 м3.
Теплообменник поз. Т-502 охлаждается оборотной водой. Для контроля герметичности теплообменника на трубопроводе обратной оборотной воды установлен РН-метр. При понижении РН до 6 срабатывает световая и звуковая сигнализация на рабочем месте оператора.
Теплообменник поз.Т-503 охлаждается газообразным хлористым водородом, поступающим из сборника флегмы поз. Е-601.
После теплообменника поз. Т-503 газообразный хлористый водород поступает в буфер поз.Е-504. Из буфера хлористый водород с температурой от 0 до 20°С поступает на стадию оксихлорирования этилена.
В разделительной емкости поз.Е-502 происходит разделение жидкой (винил-хлорид и дихлорэтан) и газообразной (хлористый водород, винилхлорид) фаз, поступающих в емкость из конденсатора поз. Т-503. Уровень в емкости поз. Е-502 составляет 20-80%, при повышении уровня до 80% и при понижении его до 20% срабатывает световая и звуковая сигнализация на рабочем месте оператора.
Объемный расход жидкой фазы составляет не более 3,8 м3/ч, температура газовой фазы, выводимой из емкости поз.Е-502 на колонну ректификации поз. К-601 составляет не более 30°С, при значениях температуры 10 и 30°С срабатывает световая и звуковая сигнализация на рабочем месте оператора.
Регулирование температуры газовой фазы осуществляется путем изменения расхода охлаждающей воды в теплообменник поз. Т-502.
Объемный расход газовой фазы составляет не более 5500 м3/ч.
Давление в системе промежуточной конденсации поддерживается от 1,8 до 2,5 МПа. При повышении давления до 2,5 МПа и снижении до 1,8 МПа на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация.
При дальнейшем падении давления до 1,6 МПа - сигнализация на рабочем месте оператора и закрытие следующих клапанов:
- на линии подачи газовой фазы из колонны закалочной поз.К-501;
- на трубопроводе выхода жидкой фазы из емкости поз.Е-502;
- на трубопроводе выхода газовой фазы из емкости поз.Е-502.
В колонне поз. К-601 происходит разделение продуктов пиролиза на чистый хлористый водород и смесь винилхлорида и дихлорэтана.
Колонна ректификации поз. К-601 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 1200 мм, высотой 37520 мм и оборудована 55-ю тарелками. 23 нижние тарелки ситчатые, остальные - клапанные.
Куб колонны обогревается одним из трех попеременно работающих кипятильников поз. Т-602 А,Б,В поверхностью 140 м2, в межтрубное пространство которого в качестве теплоносителя подается пар давлением 1,2 МПа.
Продукты пиролиза из фазоразделителя поз. С500А и С500Б подаются на 23, 27 или 33 тарелки колонны поз.К-601. На 17 тарелку подается газообразный винилхлорид из головной части колонны поз.К6ОЗ.
Газообразный продукт из разделительной емкости поз.Е-502 подается в колонну поз.К-601 на 37 тарелку. Предусмотрена также подача на тарелку 33. Жидкий продукт из этой емкости подается на тарелку 33. Возможна подача на тарелку 27.
Процесс ректификации в колонне осуществляется под давлением 1,0-1,4 МПа при температуре верха от минус 19 до минус 29°С , куба от 99 до 115°С и перепаде давления не более 0,05 МПа.
При повышении давления до 1,45 МПа срабатывает на рабочем месте оператора световая и звуковая сигнализация и прекращается подача пара в кипятильник поз.Т-602А,Б,В. При падении давления до 0,96 МПа срабатывает сигнализация и закрываются следующие клапана:
- на трубопроводе подачи жидкой фазы из закалочной колонны поз.К-501 в колонну поз.К-601;
- на трубопроводах вывода жидкой и газообразной фаз из емкости поз.Е-502 в колонну поз.К-601;
- на трубопроводе вывода кубового продукта из колонны поз.К-601;
- на трубопроводе подачи газообразного продукта из головной части колонны поз. К-603 в колонну поз. К-601.
Давление в колонне поз.К-601 регулируется каскадно через блок соотношения производительности холодильной установки и регулированием подачи газообразного хлористого водорода из емкости поз.Е-601 в качестве хладагента в теплообменник поз.Т-503.
Массовый расход пара в кипятильник поз.Т-602А-В составляет 1000-2750 кг/ч и поддерживается регулятором расхода.
При понижении расхода до 1000 кг/ч и повышении до 2750 кг/ч срабатывает световая и звуковая сигнализация на рабочем месте оператора.
При повышении температуры в кубе до 130°С на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация.
Уровень в кубе колонны поз. К-601 составляет 83-93 %.
При значениях уровня 83% и 93% на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация, при падении уровня до 75% - сигнал и отсечка подачи пара в кипятильник поз.Т-602А-В.
Уровень в колонне регулируется выводом кубового продукта.
Головной продукт колонны ректификации в виде газообразного хлористого водорода поступает в испаритель-конденсатор поз.Т-601, охлаждаемый хладо-ном-22, поступающим из холодильной станции.
Хлористый водород конденсируется примерно на 40% и далее газожидкостная смесь поступает в сборник флегмы поз. Е-601 вместимостью 63 м3.
Уровень в сборнике флегмы составляет 20-80 %. При понижении уровня до 20% и повышении его до 80% срабатывает световая и звуковая сигнализация на рабочем месте оператора.
Газообразный хлористый водород выходит из сборника флегмы поз. Е-601 с температурой от минус 19 до минус 29°С, проходит регулятор давления, где дросселируется до давления 0,48-1,18 МПа, охлаждаясь при этом до температуры минус 37°С, и поступает в качестве хладоагента в теплообменник поз. Т-503.
Объемный расход газообразного хлористого водорода, подаваемого в теплообменник, составляет не более 6500 м3/ч.
В теплообменнике поз. Т-503 хлористый водород, охлаждая продукт, нагревается до (0-20)°С и поступает далее в буфер поз. Е-504 вместимостью 100м3.
Давление в буфере составляет 0,48-1,18 МПа и регулируется с помощью клапана, сбрасывающего избыток давления на санитарную колонну поз.К-110.
При падении давления до 0,48 МПа и повышении его до 1,18 МПа срабатывает световая и звуковая сигнализация на рабочем месте оператора.
Из буфера поз. Е-504 газообразный хлористый водород подается на стадию окислительного хлорирования этилена.
Жидкий хлористый водород из сборника флегмы поз. Е-601 насосом поз. Н-601 А,Б подается на флегмирование в колонну ректификации поз. К-601 и частично в цикл конденсатора поз.Т-601.
Расход флегмы составляет 4-7 м3/ч и поддерживается регулятором расхода. Расход флегмы зависит также от температуры продукта на тарелке № 41, которая составляет минус 5°С.
При повышении температуры на 41 тарелке выше 0°С и понижении температуры ниже минус 18°С срабатывает световая и звуковая сигнализация на рабочем месте оператора.
Температура на тарелке № 45 составляет от минус 17 до минус 20°С. При повышении температуры выше минус 17°С и понижении температуры ниже минус 27°С срабатывает световая и звуковая сигнализация.
Важным фактором, влияющим на содержание хлористого водорода в кубовом продукте колонны поз.К-601 является температура на тарелке №15, которая составляет 86°С.
При повышении температуры до 92°С и снижении до 80°С срабатывает световая и звуковая сигнализация. Кроме того осуществляется контроль температуры на тарелках № 8, 20, 30.
Кубовый продукт колонны поз. К-601, представляющий собой смесь винилхлорида и дихлорэтана с расходом не более 47 м3/ч направляется на дальнейшее разделение в колонну ректификации поз.К-602.
Для предотвращения кавитации насоса поз.Н-601А,Б его всасывающий трубопровод имеет рубашку, которая охлаждается за счет испарения фреона. Уровень фреона в рубашке составляет 20-80%.
3.1.2 Ректификация винилхлорида
Кубовый продукт колонны ректификации поз.К-601 поступает выборочно на тарелки 30,40 или 50 колонны ректификации поз.К-602, где происходит его разделение на дихлорэтан и винилхлорид.
Колонна ректификации поз.К-602 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 2 м, внутри оборудованный 85 клапанными тарелками.
Куб колонны обогревается одним из трех попеременно работающих кипятильников поз.Т-604 А,Б,В площадью 511 м2, в межтрубное пространство которого подается пар давлением 1,2 МПа с массовым расходом не более 14000 кг/час, поддерживаемым регулятором расхода.
Кроме того ведется дополнительное регулирование расхода пара на кипятильник в зависимости от разности температур тарелок № 5 и № 12 в пределах 10-25°С.
Для поддержания необходимого температурного режима по высоте колонны ректификации осуществляется контроль температуры на тарелках № 5, 12, 20, 40, 60.
Температура верха колонны составляет от 35 до 45°С. Температура куба 154-164°С со световой и звуковой сигнализацией при повышении температуры до 172°С.
Уровень в кубе колонны поз.К-602 поддерживается в пределах 84-96%. При повышении уровня до 96% и снижении его до 84% на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация.
При падении уровня до 80% - сигнал и отсечка подачи пара в кипятильник поз.Т-604А-В. Регулирование уровня осуществляется выводом продукта из куба колонны.
Кубовый продукт, состоящий в основном из дихлорэтана, через фильтр поз.Ф-602 А,Б отводится на стадию ректификации дихлорэтана в колонну поз. К-401.
Объемный расход кубового продукта колонны ректификации составляет не более 23 м3/ч.
Винилхлорид, выходящий из головной части колонны поз.К-602, поступает в конденсаторы поз.Т-603 А,Б, охлаждаемые оборотной водой, где происходит коденсация винилхлорида.
Для контроля герметичности теплообменника поз. Т-603 А,Б на трубопроводе обратной оборотной воды предусмотрен замер ее электрической проводимо-
сти.
Электрическая проводимость должна быть не более 0,8-10-6 См/см, при значении проводимости 0,9·10-6 на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация.
Давление в системе составляет 0,5-0,6 МПа. При повышении давления до 0,65 МПа на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация.
Регулирование давления осуществляется изменением расхода воды в теплообменники поз.Т-603А,Б и изменением количества абгазов, сбрасываемых в систему сжигания из емкости поз.Е-602.
При повышении давления до 0,72 МПа происходит отсечка подачи пара в кипятильник поз.Т-604А-В.
При понижении давления до 0,45 МПа на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация и закрываются следующие клапаны:
- на трубопроводе подачи питания в колонну поз.К-602;
- на трубопроводе вывода кубового продукта из колонны;
- на трубопроводе подачи винилхлорида из емкости поз.Е-602 к насосу поз.Н-603А,Б.
Перепад давления в колонне поз.К-602 составляет не более 0,06 МПа.
Давление в кубе колонны поз. К-602 составляет 0,56-0,66 МПа. При повышении давления до 0,72 МПа на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация и происходит отсечка подачи пара в кипятильник поз. Т-604 А,Б,В.
Винилхлорид, сконденсировавшийся в конденсаторах поз.Т-603 А,Б стекает в сборник флегмы поз.Е-602 вместимостью 20 м3, откуда насосом поз.Н-602 А,Б подается в качестве флегмы в колонну ректификации поз.К-602.
Объемный расход флегмы составляет 19-60 м3/ч и поддерживается регулятором расхода.
При понижении расхода до 19 м3/ч и при повышении его до 60 м3/ч на ра-
бочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация.
Винилхлорид из сборника флегмы поз.Е-602 насосом поз.Н-603 А, Б подается в качестве питания на колонну отпарки хлористого водорода поз.К-603.
Уровень в емкости составляет 20-80%.
При значениях уровня 20% и 80% на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация.
Регулирование уровня в емкости осуществляется путем отбора продукта на колонну поз.К-603.
Объемный расход винилхлорида на колонну поз. К-603 составляет не более 30 м3/ч.
Вода оборотная обратная безнапорная после опорожнения теплообменного оборудования поз.Т-501, Е-502, Т-603А,Б перед ремонтом, а также от анализаторов указанных теплообменников поступает в емкость поз.Е-620 объемом 1м3.
Уровень в емкости составляет 20-80%, при повышении уровня до 80% на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация.
Из емкости поз.Е-620 безнапорная оборотная вода откачивается насосом поз.Н-620 в систему водоснабжения и канализации.
Уровень в полости насоса поз.Н-620 контролируется прибором, при снижении уровня на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация и отключается электродвигатель насоса поз.Н-620.
Температура подшипников насоса должна составлять не более 60°С. При повышении температуры до 65°С на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация и отключается электродвигатель насоса поз.Н-620.
3.1.3 Отпарка хлористого водорода.
Винилхлорид из сборника флегмы поз.Е-602 насосом поз.Н-603 А,Б подается на 20-ю тарелку колонны отпарки поз.К-603.
Колонна представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 1м, внутри оборудована двадцатью клапанными тарелками и предназначена для очистки винилхлорида от остатков хлористого водорода.
Куб колонны отпарки обогревается кипятильником поз.Т-606 в межтрубное пространство которого подается пар низкого давления с массовым расходом не более 2300 кг/ч.
Процесс отпарки хлористого водорода осуществляется под давлением 1,2-1,4 МПа при температуре верха 75-85°С и температуре куба 76-86°С. Перепад давления по колонне отпарки поз.К-603 составляет 0,01 МПа.
При повышении давления в кубе колонны отпарки до 1,45 МПа срабатывает блокировка по отсечке подачи пара в кипятильник поз. Т-606.
При падении давления до 1,12 МПа на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация и закрываются следующие отсечные клапаны:
- на трубопроводе подачи питания в колонну поз.К-603 (до насоса поз.Н-603А,Б);
- на трубопроводе вывода кубового продукта колонны поз.К-603;
- на трубопроводе подачи газовой фазы из колонны поз.К-601.
Давление в колонне поз.К-603 поддерживается путем изменения расхода пара на кипятильник поз.Т-606.
Пары винилхлорида, насыщенные хлористым водородом, выходят из головной части колонны и направляются на 17 тарелку колонны ректификации поз.К-601.
Объемный расход парогазовой фазы должен составлять не менее 1160 м3/ч. При уменьшении расхода до 600 м3/ч срабатывает блокировка по прекращению подачи газовой фазы в колонну поз.К-601. При значениях параметров 800 и 1900 м3/ч срабатывает световая и звуковая сигнализация.
Регулирование расхода осуществляется отбором газовой фазы на колонну поз.К-603 с помощью регулятора постоянного расхода.
Для удаления остатков хлористого водорода винилхлорид из куба колонны через теплообменник поз.Т-609, охлаждаемый оборотной водой, с температурой не выше 40°С, поступает на башни нейтрализации и осушки поз.К-604 А,Б,В.
Уровень в кубе колонны отпарки составляет 85-95% и поддерживается ре-
гулятором уровня путем изменения расхода винилхлорида в башне сушки поз.К-604А,Б,В и подачей пара в кипятильник поз.Т-606.
При увеличении уровня до 95% и снижения его до 85% срабатывает световая и звуковая сигнализация на рабочем месте оператора, при падении уровня до 80% - сигнал и блокировка по отсечке подачи пара в кипятильник поз. Т-606.
Объемный расход винилхлорида, подаваемого на осушку, составляет не более 20 м3/ч. Схемой предусмотрена подача парогазовой фазы колонны отпарки поз.К-603 через теплообменник поз.Т-609 на башни осушки и нейтрализации винилхлорида поз. К-604А,Б,В.
3.1.4. Нейтрализация и осушка винилхлорида
В двух башнях поз.К-604 А,Б производится окончательная очистка винилхлорида от хлористого водорода и осушка его от влаги, третья башня находится в резерве.
Башня осушки представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с коническим днищем диаметром 1,4 м, внутренняя поверхность футерована плиткой керамической кислотоупорной в 2 слоя. В качестве насадки используется цеолит марки CaA-Y и полиэтиленовые кольца Рашига.
Насадка по высоте расположена следующим образом: на нижнюю решетку равномерным слоем высотой 300 мм засыпаются кольца Рашига, вторым слоем высотой 200 мм синтетический цеолит. Затем слои колец и цеолитов чередуются, причем высота насадки из колец Рашига составляет 100 мм, а из цеолита 200 мм. Самый верхний и самый нижний слои из колец Рашига.
Расчетная продолжительность стадии адсорбции 22-23 часа.
При повышении содержания влаги в цеолите свыше 0,02 % и хлористого водорода свыше 0,0001 % проводится регенерация цеолитов CaA-Y в осушителях.
Осушитель поз. 604А освобождается от винилхлорида продувкой азотом, после этого арматура на выходе из осушителей закрывается и открывается арматура на трубопроводе подачи нагретого воздуха.
Продувка продолжается в течение 12 часов при температуре 120-1500С до полного удаления влаги и хлористого водорода из цеолитов. Воздух подается под давлением 0,6 МПа.
Нагрев воздуха происходит в электронагревателе Эт610 мощностью 12 кВт до 250°С.
После регенерации цеолиты используются для дальнейшей нейтрализации и осушки винилхлорида.
Вторая по ходу продукта башня является по конструкции аналогичной башне нейтрализации и называется башней осушки. В ней происходит поглощение остаточной влаги и хлористого водорода цеолитом в то время, когда первая башня находится на стадии регенерации цеолита.
При ухудшении очистки винилхлорида от хлористого водорода в работу включается резервная башня осушки.
Давление в башнях осушки поз. К-604 А,Б,В составляет не более 1,25 МПа. При повышении давления до 1,3 МПа на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация и прекращается подача винилхлорида на осуш ку.
При падении давления в башнях до 1,1 МПа на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация и закрываются следующие отсечные клапаны:
- на трубопроводе подачи винилхлорида из колонны поз.К603 в башни осушки и нейтрализации поз.К604А-В;
- на трубопроводе вывода винилхлорида из башен поз. К-604А-В.
Анализ винилхлорида на содержание хлористого водорода на выходе из осушителей осуществляется при помощи аналитического контроля 2 раза в смену.
Содержание хлористого водорода в осушенном винилхлориде не должно превышать 0,0001% ( 1 ppm).
Во избежание полимеризации продукта после башен осушки в трубопровод винилхлорида подается ингибитор полимеризации - 5-10 % метанольный раствор гидрохинона. Ингибитор полимеризации готовится в сборнике поз. Е-607 объемом 0,8 м3. Уровень в сборнике составляет (20-80)%.
В сборник сначала принимается метанол, который поступает со склада в бочках и передавливается в сборник азотом, давлением 0,6 МПа.
Гидрохинон представляет собой порошок, который засыпается в сборник через воронку. Чтобы пары метанола не попадали в атмосферу на сборнике поз.Е-607 установлен вертикальный теплообменник поз.Т-608, охлаждаемый этиленг-ликолем, в котором пары метанола конденсируются и стекают снова в сборник.
Приготовленный раствор подается для стабилизации дозировочным насосом поз.Н-610 производительностью 63 л/ч. Дозировка раствора производится таким образом, чтобы содержание его в винилхлориде не превышало 5 ррm.
Давление после насоса поз.Н-610 1,6 МПа. При понижении давления до 1,5 МПа на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация. При повышении давления до 1,76 Мпа - включается сигнализация и отключается электродвигатель насоса поз.Н-610.
Нейтрализованный, осушенный и стабилизированный жидкий винилхлорид после башен осушки через фильтр поз.Ф-604 А,Б поступает либо на базисный склад винилхлорида, либо в производство поливинилхлорида. При подаче винилхлорида в производство поливинилхлорида его ингибирование не производится.
Перепад давления на фильтре Ф-604А,Б составляет от 40 до 60 кПа. При повышении перепада давления до 90 кПа на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация [12].
Расход товарного винилхлорида составляет не более 23 м3/ч. Давление составляет 0,7-0,75 МПа.
Технологическая схема получения винилхлорида дана на рисунке 1.
Колонны: З-К-601 колонна выделения хлористого водорода; 13-К-602 колонна ректификации; 23-К-603 колонна отпарки хлористого водорода; 25-К-604А, 26-К-604Б, 27-К604В башни осушки.
Емкости: 8-Е-601, 19-Е-602, 28-Е-605.
Теплообменники: 4-Т-601, 5-Т-602А, 6-Т-602Б, 7-Т-602В, 14-Т-603А, 15-Т-603Б, 16-Т-604А, 17-
Т-604Б, 18-Т-604В, 22-Т-606, 24-Т-609.
Фильтры: 1-Ф-601А, 2-Ф-601Б, 1-Ф-602А, 12-Ф-602Б, 29-Ф-604А, 30-Ф-604Б.
Насосы: 9-Н-601А, 10-Н-601Б, 20-Н602А, 21-Н-602Б.
Рисунок 1- Принципиальная технологическая схема получения винилхлорида
Характеристика сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции приведена в таблице 3.1.
Таблица 3.1.
Характеристика сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции
|
Наименование веществ |
ГОСТ или ТУ |
Регламентированные показания по ГОСТ или ТУ |
Хлорид водорода |
- |
Содержание: Хлорид водорода 99,63% масс. Ацетилен 0,22% масс. Инерты 0,15% масс. |
|
Метанол |
ГОСТ 2222-78 |
Плотность р420=790 кг/м3 |
|
Гидрохинон |
ГОСТ 19637-74 |
Содержание гидрохинона 99,5% масс. |
|
Цеолит CaA-Y |
ТУ-2163-004-05766557-97 |
Насыпная плотность 600 кг/м3, размер гранул 3 мм |
|
Винилхлорид техническийХарактеристика сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции приведена в таблице 3.1. Хорактеристика сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции Наименование ве ществ ГОСТ или ТУ Регламентированные показа ния по ГОСТ или ТУ Хлорид водорода — Содержание: Хлорид водорода 99,63% масс. Ацетилен 0,22% масс. Инерты 0,15% масс. Метанол ГОСТ 2222-78 Плотность р42и=790 кг/м3 Гидрохинон ГОСТ 19637-74 Содержание гидрохинона 99,5% масс. Цеолит CaA-Y ТУ-2163-004-05766557-97 Насыпная плотность 600 кг/м3, размер гранул 3 мм Виншгхлорид тех нический ТУ 6-0 1-14-90, сорт выс ший Примеси, % масс. (не более): дихлорэтан 0,002 1,3-бутадиен 0,001 ацетальдегид 0,0006 ацетилен 0,0001 железо 0,0001 хлорид водорода 0,0001 влага 0,02 фенол 0,0005 |
ТУ 6-01-14-90, сорт высший |
Примеси, % масс. (не более): дихлорэтан 0,002 1,3-бутадиен 0,001 ацетальдегид 0,0006 ацетилен 0,0001 железо 0,0001 хлорид водорода 0,0001 влага 0,02 фенол 0,0005 |