ВВЕДЕНИЕ

Химическая промышленность одна из важнейших отраслей тяжелой индустрии. Является научно – технической и материальной базой народного хозяйства, играет исключительно важную роль в развитии производственных сил, укрепления оборонной мощи государства и обеспечение жизненных потребностей общества.

Применение искусственных и синтетических материалов обеспечивает значительное, а в большинстве случаев и решающие повышение производи­тельности труда, снижение себестоимости выпускаемой продукции, улучше­ние ее качества, облегчает условия и повышает культуру производства, выс­вобождает значительные трудовые и материальные ресурсы.

В условиях интенсификации общественного производства химической индустрии отводится решающая роль в развитии производственных сил страны как одна из отраслей определяющих научно- технический прогресс. Химическая индустрия развивается высокими темпами, значительно опере­жающими темпы развития промышленности в целом.

Современное развитие химической индустрии характеризуется быст­рыми темпами производства минеральных удобрений химических средств защиты растений, химических волокон и нитей и других продуктов.

Химической промышленности принадлежит большая роль в подъеме производственных сил РФ, в обеспечении условий для повышения жизненного уровня трудящихся. Внедрение в производства продуктов химии приводит к громадному народнохозяйственному эффекту в виде экономии дефицитных и дорогостоящих природных материалов. Поэтому Российское государство всегда предавало и предает большое значение ускоренному развитию отечественной химической промышленности.

В результате развития промышленности органического синтеза, совер­шенствования технологических процессов освоения производства синтетиче­ских материалов, которые не только являются полноценными заменителями природных материалов, но и происходят их по своим свойствам. Так из синтетических каучуков получают резины, в которых высокая прочность сочетается с теплостойкостью и которые превосходят по своим свойствам резины на основе натурального каучука. Для производства таких каучуков требуется большое количество изопрена, именно этим обусловлены огромные масштабы его производства. Причем практически весь изопрен расходуется только на производство каучуков.

Проект актуален, так как изопреновый каучук по своим свойствам наиболее близко схож с натуральным и способен заменить его в ряде получения резиновых изделий (шин) и для его производства необходимо получение изопрена в том же объеме. Крупными потребителями изопренового каучука является также производство искусственной кожи, пленочных материалов, электротехническая, кабельная промышленность.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Выбор метода производства

При обычных условиях изопрен – бесцветная жидкость с характерным запахом. Изопрен хорошо растворяется в диэтиловом эфире, этиловом спирте и других органических растворителях и практически не растворяется в воде.

Из большого числа способов получения изопрена в промышленности реализованы следующие: дегидрирование изопентана; дегидрирование изопентенов; синтез из изобутена и формальдегида; синтез из пропилена; выделение из фракции С₅ продуктов пиролиза жидких нефтяных фракций; синтез из ацетилена и ацетона.

Получение изопрена дегидрированием изопентана. При дегидрировании изопентана в качестве сырья используют н-пентановую или изопентановую фракции, получаемые в процессах нефтепереработки.

Процесс дегидрирования изопентана может быть осуществлен по двух- или одностадийной схеме.

Процесс одностадийного дегидрирования изопентана не получил промышленного применения из-за образования большого количества кокса и побочных продуктов, однако он имеет преимущество по сравнению с двухстадийным – исключается ступень разделения контактного газа, образующегося на первой стадии. Условия стадии:

Температура, С 535-625

Остаточное давление, кПа 19,9-26,6

Скорость подачи сырья, ч^-1 1,5-3,5

Выход изопрена, % 50

При двухстадийном дегидрировании изопентана первая стадия - дегидрирование изопентана – протекает по реакции

 СН₂=ССН₂СН₃ (2-метилбутен-1)

СН₃

CН₃СНСН₂СН₃  CН₂=CНCНCН₃ (3-метилбутен-1)

СН₃ СН₃

 СН₃С=СНСН₃ (2-метилбутен-2)

СН₃

Побочные реакции:

1. Изомеризация изопентана

i-С₅Н₁₂ = n-С₅Н₁₂

2. Скелетная изомеризация изоамиленов

i-С₅Н₁₀ = n-С₅Н₁₀

3. Изомеризация с перемещением двойных связей изоамиленов

C Н₂=CCН₂CН₃ = CН₂=CНCНCН₃ = СН₃С=СНСН₃

СН₃ СН₃ СН₃

4) Дегидрирование н-амиленов

n-С₅Н₁₀ = СН₂=СНСН₂СН=СН₂ + Н₂

5) Димеризация изопрена

2 i-C₅H₈ = C₁₀H₁₆

Процесс осуществляют в реакторно-регенераторном блоке в псевдоожиженном слое алюмохромового катализатора. Условия первой стадии:

Температура дегидрирования,С 550-560

Температура регенерации,С 610-650

Давление, МПа 0,13-0,15

Объемная скорость подачи сырья, ч^-1 120-130

Плотность псевдоожиженного слоя, г/см³ 0,750

Выход изопентенов и изопрена на пропущенный изопентан, % 28-32

Выход изопентенов и изопрена на разложенный изопентан, % 66-71

Вторую стадию – дегидрирование изоамиленов – проводят в адиабатических реакторах с неподвижным слоем катализатора (оксид железа или кальций-никельфосфатный) при разбавлении водяным паром:

С Н₂=ССН₂СН₃

СН₃

CН₂=CНCНCН₃ = СН₂=ССН=СН₂ (2-метилбутадиен-1,3; изопрен)

СН₃ СН₃

СН₃С=СНСН₃

СН₃

Условия стадии:

Температура дегидрирования,С 580-600

Температура регенерации,С 700

Объемная скорость подачи сырья, ч^-1 600

Мольное соотношение сырье : водяной пар 1 : 20

Выход изопрена на пропущенное сырье, % 33

Выход изопрена на разложенное сырье, % 80

Получение изопрена дегидрированием изопентенов, выделенных из фракции С₅ переработки нефти. Впервые этот процесс был реализован в промышленном масштабе в США и Голландии. Изопентены извлекают из фракции С₅, полученной на установках каталитического крекинга, 65%-ной серной кислотой при температуре 0-10С, а затем экстрагируют из насыщенных сернокислотных растворов парафинами. Полученные изопентены подвергают дегидрированию.

Синтез изопрена из изобутена и формальдегида. Способ впервые был осуществлен в СССР в промышленном масштабе в 1964-1965 гг. Процесс идет в две стадии. Первая стадия – конденсация изобутена и формальдегида с образованием 4,4-диметилоксана-1,3 в присутствии серной кислоты как катализатора:

Н₃С

С Н₃С=СН₂+2НСНОН₃С

СН₃ О О

Условия стадии:

Температура реакции,С 85-95

Давление, МПа 1

Выход 4,4-диметилоксана-1,3 на прореагировавший изобутен, % 66-68

Выход на прореагировавший формальдегид, % 80-83

Степень конверсии изобутена, % 88-92

Степень конверсии формальдегида, % 92-96

Вторая стадия – разложение 4,4-диметилоксана-1,3 с образованием изопрена в присутствии фосфатных катализаторов:

Н₃С

Н ₃С СН₂=ССН=СН₂ + НСНО + Н₂О

О О СН₃

Условия стадии:

Температура реакции, С 380-400

Массовое соотношение 4,4-диметилоксан-1,3 : водяной пар 1:2

Степень разложения 4,4-диметилоксана-1,3, % 90

Выход изопрена на пропущенный 4,4-диметилоксан-1,3, % 70-75

Обе стадии сопровождаются выделением побочных высококипящих продуктов, снижающих выход 4,4-диметилоксана-1,3 и изопрена, и образованием загрязненных сточных вод. Все это является существенными недостатками метода, но его важное достоинство – получение изопрена высокой чистоты.

Синтез изопрена из пропилена заключается в димеризации пропилена и последующей изомеризации димера с выделением изопрена. Процесс состоит из трех стадий.

На первой стадии пропилен при температуре 150-200С и давлении 20-21МПа димеризуется в присутствии трипропилалюминия в 2-метилпентен-1:

2 СН₃СН=СН₂  СН₂=ССН₂СН₂СН₃

СН₃

Степень конверсии пропилена составляет 70-85%, а выход димера – 97% в расчете на прореагировавший пропилен.

На второй стадии в присутствии комплексных катализаторов или катализаторов кислотного типа при температуре 200С идет изомеризация 2-метилпенте-

на-1 в 2-метилпентен-2:

С Н₂=ССН₂СН₂СН₃  СН₃С=СНСН₂СН₃

СН₃ СН₃

Выход изомера достигает 99%

Третьей стадией является диметанизация 2-метилпентена-2 в изопрен путем обычного или инициированного пиролиза при температуре 700С и времени контакта 0,3-0,5 с:

С Н₃С=СНСН₂СН₃  СН₂=ССН=СН₂

СН₃ СН₃

Суммарный выход изопрена составляет 40-45% от израсходованного про-

пилена.

Достоинство метода – применение доступного сырья (пропилена или про-

пан-пропиленовой фракции), недостатки – многостадийность и получение большого числа побочных продуктов.

Выделение изопрена фракции С₅ продуктов пиролиза жидких углеводородов. При пиролизе жидких нефтепродуктов получается фракция С₅, содержание изопрена в которой составляет 15-20%.

В последние годы были разработаны усовершенствованные методы разделения углеводородов С₅, что позволило создать экономически выгодные процессы выделения изопрена. Изопрен при этом получается высокой чистоты. Наиболее эффективным методом разделения углеводородов С₅ является двухступенчатая экстрактивная ректификация. В качестве экстрагирующего агента применяют ацетонитрил, диметилформамид, N-метилпирролидон. Достоинством процесса является выделение при этом циклопентадиена и пиперилена, имеющих самостоятельное применение.

Синтез изопрена из ацетилена и ацетона. Это один из первых промышленных методов получения изопрена. В основе метода лежит реакция этинилирования, впервые осуществленная А. Е. Фаворским в 1930-х гг. процесс состоит из трех стадий.

На первой стадии при температуре 10-40С и давлении 2 МПа происходит конденсация ацетилена и ацетона с получением 2-метилбутин-3-ола-2 в присутствии катализатора – карбида щелочного или щелочноземельного металла:

СН₃ СН₃

С НСН + СН₃ССН₃  СН₃СССН

О ОН

Выход 2-метилбутин-3-ола-2 достигает 96%.

На второй стадии 2-метилбутин-3-ол-2 гидрируют в 2-метилбутен-3-ол-2 на палладиевом катализаторе при температуре 30-80С и давлении 0,5-1 МПа:

СН₃ СН₃

С Н₃СССН  СН₃ССН=СН₂

ОН ОН

Селективность процесса составляет 99%.

На третьей стадии в присутствии оксида алюминия высокой степени чистоты при температуре 200-300С и давлении 0,1 МПа идет дегидратация 2-ме-тилбутен-3-ола-2 в изопрен:

СН₃

С Н₃ССН=СН₂  СН₂=ССН=СН₂

ОН СН₃

Степень конверсии в 2-метилбутен-3-ола-2 достигает 97%, а селективность этой стадии по изопрену равна 99,8%. Суммарный выход изопрена превышает 80%.

Достоинства метода – значительный выход на всех стадиях и высокая сте-

пень чистоты изопрена, отсутствие побочных продуктов. Однако процесс имеет и недостатки – высокая стоимость сырья и сложность технологии, обусловленная применением ацетилена и водорода.

Изопрен используют, в основном, для получения изопренового каучука (СКИ), который является каучуком общего назначения. Стоимость изопрена составляет 60% от стоимости каучука, поэтому выбор экономичного метода синтеза мономера имеет решающее значение. Одним из основных факторов при определении перспективности того или иного метода являются наличие ресурсов и стоимость сырья.

1.2 Применение готового продукта

Изопрен (2-метилбутадиен-1,3) является одним из важнейших видов сырья для производства синтетических каучуков. Основное количество вырабатываемого изопрена расходуется на получение стереорегулярного изопренового каучука (СКИ), близкого по своим свойствам к натуральному, а некоторое его количество используют для производства бутилкаучука.

Основная отличительная особенность каучуков и продуктов его переработки – резин – высокие эластические свойства, проявляющиеся в достаточно широких температурных пределах. Современная промышленность насчитывает свыше 40 тыс. видов различных изделий из каучуков и резины: автомобильные и авиационные шины, обувь, плащи, предметы санитарии и гигиены, спорта, изоляция электропроводов и кабелей, приводные ремни и транспортерные ленты и много других. Примерно 80% всего вырабатываемого каучука расходуется на транспортные нужды.

1.3 Характеристика сырья, вспомогательных продуктов и готового продукта в соответствии с требованиями стандартов.

Таблица 1.1 – Характеристика сырья и готового продукта

Наименование сырья, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, изготовляемой продукции	Номер государственного или отраслевого стандарта, технических условий, стандарта предприятия	Наименование показателей	Показатели качества по нормативной документации
1	2	3	4
Фракция изопентановая	ТУ 0272-028-00151638-99, марка А	Внешний вид	бесцветная легкокипящая жидкость с характерным запахом
		Температура кипения, С	34,1
		Плотность, кг/м3	0,68
		Температура плавления, С	146,8
		массовая доля компонентов, %	а) сумма углеводородов С2 - С4, не более 1,5 б) изопентан, не менее 97,5 в) нормальный пентан, не более 2,5 г) сумма углеводородов С6 и выше, не более 0,3 д) сумма непредельных углеводородов, не более 0,5
		Массовая доля общей серы, %	не более 0,003
		Содержание щелочи	отсутствует

продолжение таблицы 1.1

1	2	3	4
		Содержание свободной воды и механических примесей	отсутствует
Изопентан-рецикл	Регламенты цехов И-3, ИП-3-4-5 (отделение ИП-4-4Д)	Внешний вид	бесцветная легкокипящая жидкость с характерным запахом
		Массовая доля компонентов, %	а) сумма изоамиленов, не более 4,4 б) ДМФА, не более 0,02
Изоамиленовая фракция	Регламенты цехов И-4, ИП-10, отделения ИП-4-4Д цеха ИП-3-4-5	Массовая доля изопрена, %	не более 1,52
		Массовая доля ДМФА, %	не более 0,02
Азот	ГОСТ 9293-74, c изменениями № 1  3, сорт второй, особой чистоты	Внешний вид	бесцветный газ
		Объёмная доля азота, %	не менее 99,996
		Объёмная доля кислорода, %	не более 0,001
Катализатор ИМ-2201	ТУ 38.103706-90 с изменением № 1, 2	Внешний вид	порошок серо-зеленого цвета
		Насыпная плотность, г/см3	1,0-1,4
		Массовая доля фракции менее 71 мкм, %	не более 40
		Механическая прочность, %	не менее 72
		Удельная поверхность, г/м2	30-60
		Выход непредельных углеводородов С4 на пропущенный н-бутан, %	39
		Выход непредельных	80

продолжение таблицы 1.1

1	2	3	4
		углеводородов С4 на разложенный н-бутан, %
		Массовая доля шестивалентного хрома в пересчёте на оксид шестивалентного хрома, %	1,0-2,0
Диалюминий триоксид с примесью дихромтриоксида (отработанный катализатор ИМ-2201)	ТУ 2123-093-16810126-2004	Внешний вид	порошок серо-зеленого цвета
		Насыпная плотность, г/см3	1,0-1,5
		Массовая доля окиси алюминия (Al2O3), %	не менее 60
		Массовая доля Cr2O7, %	10-20
		Массовая доля диоксида кремния (SiO2), %	не более 10,5
		Массовая доля влаги, %	не более 2,0
Топливный газ	ГОСТ 5542-87	Низшая теплота сгорания при н/у, ккал/м3	не менее 7600
		Область значений высшего числа Воббе, ккал/м3	9850-13000
		Допустимое отклонение числа Воббе от номинального значения, %	не более 5
		Массовая концентрация сероводорода, г/м3	не более 0,02
		Массовая концент-рация меркаптано-вой серы, г/м3	не более 0,036
		Объемная доля кислорода, %	не более 1,0

продолжение таблицы 1.1

1	2	3	4
		Масса механических примесей в 1 м3, г	0,001
Контактный газ первой стадии дегидрирования		Состав контактного газа, % масс	Н2 – 0,7-2,0 N2 – 1,0-3,0 CО – 0,3-1,0 CO2 – 0,3-1,2 CH4 – 0,7-3,0 C2 – 0,5-1,5 C3 – 1,0-2,2 С4 – 1,0-5,0 iС5Н12 – 53,5-60,0 nС5Н10 – 1,0-3,0 iС5Н10 – 26,5-28,5 nС5Н12 – 1,0-3,0 iС5Н8 – 1,5-3,0 nС5Н8 – 0,2-,8 С6 - 0,2-0,4
		Выход суммы изоамиленов + изопрен на пропущенный изопентан, % масс	не менее 29
		Выход суммы изо-амиленов + изопрен на разложенный изопентан, % масс	не менее 73
Питательная вода для котлов-ути-лизаторов		Внешний вид	жидкость без цвета и без запаха
		Общая жёсткость, мкг-экв/кг	не более 70
		2 Содержание кислорода, мкг/кг	не более 150
		Значение рН при 25С	не менее 8,5
		Содержание нефтепродуктов, мг/кг	не более 5,0
		Прозрачность по шрифту, см	не менее 20

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Стадии проектируемого производства

Производство изоамиленов состоит из следующих стадий:

1 стадия: подготовка сырья для дегидрирования изопентана.

Свежая изопентановая фракция и изопентан-рецикл перемешиваются в сепараторе, испаряются в испарителе, откуда пары с давлением не более 7,5 кгс/см² поступают обратно в сепаратор, где происходит отделение капель жидкости.

2 стадия: закалка перегретых паров.

В закалочной секции реактора снимается тепло контактного газа для прекращения вторичных реакций и происходит нагрев паров изопентана до температуры 150 – 250С. Далее пары направляются в печь, где перегреваются до температуры не более 520С.

3 стадия: дегидрирование.

Определяющей температурой процесса является температура «кипящего» слоя катализатора между восьмой и девятой решетками – не более 575С. Давление в реакторе не более 0,6 кгс/см².

4 стадия: охлаждение продуктов реакции.

Контактный газ охлаждается в котле-утилизаторе, а затем в тарельчатом скруббере до температуры не более 55С.

5 стадия: очистка контактного газа от катализаторной пыли.

Предварительная очистка происходит в реакторе в группе циклонов, а затем в тарельчатом скруббере.

6 стадия: регенерация катализатора.

Происходит в регенераторе, температура регенерации не более 650С. Давление в регенераторе не более 0,6 кгс/см².

7 стадия: охлаждение дымовых газов, удаление из них примесей.

Дымовые газы регенератора поступают в котел-утилизатор, где они охлаждаются. Затем газы поступают в электрофильтр, после которого они сбрасываются в атмосферу. Температура дымовых газов на входе в электрофильтр не более 300С.

2. Описание технологической схемы

Сырьё поступает в смеси свежего изопентана и изопентана-рецикла в сепаратор позиции СП1.

Из сепаратора жидкое сырьё поступает самотёком в испаритель позиции ИП2, где за счёт тепла циркуляционной горячей воды происходит испарение сырья.

Пары изопентановой фракции после испарителя позиции ИП2 поступают в сепаратор позиции СП1, где происходит отделение капель жидкости, и далее из сепаратора с температурой 80-120С направляются в закалочные змеевики реактора позиции РТ4, где перегреваются до температуры 200-250С за счёт тепла контактного газа для предотвращения образования побочных реакций, а также для исключения разложения изопентана. Температура контактного газа после змеевика снижается до 420-460С.

Реакция дегидрирования изопентана эндотермична.

Из закалочных змеевиков реактора позиции РТ4 изопентановая фракция поступает в сырьевые змеевики печи позиции ТП3, где перегревается до температуры 400-520С и далее перегретые пары изопентановой фракции поступают в газораспределительный маточник реактора позиции РТ4.

Необходимое количество тепла для реакции и для компенсации теплопотерь подводится с горячим регенерированным катализатором из регенератора позиции РГ10.

Температура реакции дегидрирования выдерживается в пределах 520-575С.

Транспорт катализатора из регенератора в реактор осуществляется азотом или природным газом. Для транспорта регенерированного катализатора в восходящую ветвь транспортного трубопровода из регенератора в реактор подаётся азот. На подхват в транспортный трубопровод катализатора из регенератора в реактор подаётся азот.

Отработанный катализатор из днища реактора поступает в стакан реактора (десорбер), куда подаётся азот в постоянном количестве. Азотом отдуваются

продукты реакции из пор катализатора.

Катализатор из стакана реактора поступает в нисходящую ветвь транспортного трубопровода катализатора из реактора в регенератор, куда подаётся технологический воздух на транспорт катализатора.

Контактный газ из реактора позиции РТ4 поступает на охлаждение в трубное пространство котла-утилизатора позиции КУ7. За счёт тепла контактного газа в котле-утилизаторе вырабатывается пар с давлением не более 0,9 МПа, поступающий в общий коллектор пара через паросборник позиции СБ8.

Питание котла-утилизатора позиции КУ7 производится питательной водой из ёмкости позиции Е10, подаваемой насосом позиции Н11 через паросборник позиции СБ8.

Контактный газ с температурой не более 250С и давлением не более 0,06 МПа поступает из котла-утилизатора позиции КУ7 в нижнюю часть скруббера позиции СК9, где охлаждается и очищается от катализаторной пыли.

Скруббер позиции СК9 состоит из двух частей: нижней и верхней, разделённых глухой тарелкой. Нижняя часть орошается циркуляционной водой, подаваемой насосом позиции Н12 из куба скруббера позиции СК9. Верхняя – осветлённой циркуляционной водой, подаваемой через трубное пространство теплообменника позиции АТ13, охлаждаемого промышленной водой.

Контактный газ с температурой 45-55С и давлением не более 0,06 МПа из скруббера позиции СК9 поступает в цех И-3 на всас компрессора.

В нижней части скруббера позиции СК9 накапливается катализаторная пыль в виде шлама, поэтому часть воды (в количестве 8-10% от циркулирующей)

с выкида насоса позиции Н12 постоянно выводится в отстойник позиции Е14.

Регенерация катализатора производится в регенераторе позиции РГ5.

Воздух на регенерацию катализатора подаётся нагнетателем позиции ВН6 через распределительный маточник под распределительную тарелку регенератора и служит для:

а) создания «кипящего» слоя катализатора;

б) сжигания природного газа (абгаза);

в) сжигания кокса, образовавшегося на поверхности катализатора в реакторе в процессе реакции дегидрирования изопентана;

г) окисления трёхвалентного хрома в шестивалентный.

Температура регенерации не более 650 С.

В нижней части регенератора позиции РГ5 имеется стакан, куда подаётся азот для восстановления шестивалентного хрома в трёхвалентный, а также для десорбции продуктов восстановления.

Регенерированный катализатор из стакана поступает в восходящую ветвь транспортного трубопровода из регенератора в реактор и далее поступает в реактор позиции РТ4.

Дымовые газы из регенератора позиции РГ5 поступают в трубное пространство котла-утилизатора позиции КУ15 на охлаждение и утилизацию тепла дымовых газов.

За счёт тепла дымовых газов в котле-утилизаторе вырабатывается водяной пар, который с давлением не более 0,9 МПа через паросборник позиции СБ16 соответственно поступает в общий коллектор пара.

Питание котла-утилизатора позиции КУ15 питательной водой производится через паросборник позиции СБ16.

Дымовые газы с температурой не более 250С после котла-утилизатора позиции КУ15 поступают в электрофильтр позиции ЭФ18 для очистки от катализаторной пыли и после очистки от пыли (содержание пыли не более 0,1 г/нм³) сбрасываются в атмосферу.

Катализаторная пыль, осевшая в электрофильтре позиции ЭФ18, периодически выгружается в бункер позиции Е17 для отработанного катализатора.

2.3 Контроль производства

2.3.1 Аналитический контроль

Таблица 2.1 – Аналитический контроль

Наименование стадий процесса, анализируемый продукт	Место отбора пробы (место установки средства измерения)	Частота контроля	Кто контролирует
1	2	3	4
Изопентановая фракция	Отделение ИП-2 цеха ИП-2-6	3 раза в сутки	ЦЗЛ, контрольная лаборатория

продолжение таблицы 2.1

1	2	3	4
	Ёмкость позиции 4		хроматографических анализов производства изопрена ЦЗЛ, контрольная лаборатория химических анализов производства изопрена
Контактный газ	Перед аппаратом позиции СК 9	2 раза в сутки с каждого блока, в период пуска 3 раза в сутки	ЦЗЛ, контрольная лаборатория хроматографических анализов производства изопрена ЦЗЛ, исследовательская лаборатория мономеров
Катализатор из реактора	Реактор позиции РТ4	1 раз в сутки	ЦЗЛ, контрольная лаборатория химических анализов производства изопрена
Катализатор из регенератора	Регенератор позиции РГ5	1 раз в сутки	ЦЗЛ, контрольная лаборатория химических анализов производства изопрена
Дымовые газы	После аппарата позиции КУ15	2 раза в смену с каждого блока	Аппаратчик отделения ИП-2 цеха ИП-2-6

продолжение таблицы 2.1

1	2	3	4
Вода, отходящая из системы отстоя	После аппарата позиции Е14	1 раз в смену	Аппаратчик отделения ИП-2 цеха ИП-2-6
Вода питательная для котлов-утилизаторов	На нагнетании насоса позиции Н11	По требованию	Лаборант отделения ИП-2 цеха ИП-2-6
Природый газ	Аппарат позиции 86	1 раз в месяц и по требованию	ЦЗЛ, контрольная лаборатория хроматографических анализов производства изопрена
Масло нагнетателя позиции ВН6	После маслохолодильника	По требованию	ЦЗЛ, контрольная лаборатория химических анализов производства изопрена

2.3.2 Технологический контроль с КИП и А

2.3.2.1 Параметры, выведенные на регулирование

1) Расход сырья в сепаратор позиции СП1, изменением его подачи

2) Температура перегретой изопентановой фракции в реакторе позиции РТ4, изменением подачи природного газа в печь позиции ТП3

3) Расход азота в восходящую ветвь транспортной линии катализатора из регенератора позиции РГ5 в реактор позиции РТ4, изменением его подачи

4) Расход азота в восходящую ветвь линии катализатора из регенератора позиции РГ10 в реактор позиции РТ4 на подхват, изменением его подачи

5) Взаимосвязанное регулирование расхода нагретого катализатора из регенератора позиции РГ5, с коррекцией по температуре в реакторе позиции РТ4, изменением подачи природного газа в восходящую линию из регенератора позиции РГ5 в реактор позиции РТ4

6) Расход азота в стакан реактора позиции РТ4, изменением его подачи

7) Расход азота в стакан регенератора позиции РГ5, изменением его подачи

8) Температура контактного газа из скруббера позиции СК9, изменением подачи осветленной циркуляционной воды в него

9) Уровень воды в паросборнике позиции СБ8, отводом питательной воды из него

10) Уровень питательной воды в паросборнике позиции СБ16, отводом питательной воды из него

11) Взаимосвязанное регулирование расхода технического воздуха в линию подачи катализатора в регенератор позиции РГ5, с коррекцией по уровню «кипящего» слоя катализатора в реакторе позиции РТ4, изменением подачи технического воздуха в регенератор позиции РГ5

12) Температура регенерации в регенераторе позиции РГ5, изменением подачи топливного газа в регенератор РГ5

Параметры, выведенные на контроль

1) Расход сырья в сепаратор позиции СП1

2) Температура перегретой изопентановой фракции из печи позиции ТП3

3) Расход азота в восходящую ветвь из регенератора позиции РГ5 в реактор позиции РТ4

4) Расход природного газа в восходящую ветвь из регенератора позиции РГ5 в реактор позиции РТ4 на подхват

5) Температура в реакторе позиции РТ4

6) Расход азота в стакан реактора позиции РТ4

7) Давление топливного газа, поступающего в печи позиции ТП3

8) Температура контактного газа из скруббера позиции СК9

9) Уровень воды в паросборнике позиции СБ8

10) Уровень воды в паросборнике позиции СБ16

11) Уровень кипящего слоя в реакторе поз. РТ4

12) Температура в регенераторе позиции РГ5

13) Расход азота в стакан регенератора позиции РГ5

14) Расход воздуха на регенерацию катализатора в регенератор позиции РГ5

Параметры, выведенные на защиту.

1) Температура сырья перед подачей в реактор позиции РТ4, при достижении температуры после печи позиции ТП3 минимального значения 450С и максимального 540С, изменяется подача топливного газа в печь позиции ТП3

2) Температура в реакторе позиции РТ4, при минимальном 520С и максимальном 575С значениях температуры в реакторе позиции РТ4, изменяется подача катализатора в реактор

3) Температура в регенераторе позиции РГ5, при минимальном 610С и максимальном 65С значениях температуры в регенераторе, изменяется подача топливного газа в регенератор

4) Давление в печи позиции ТП3, при минимальном либо максимальном значениях давления в печи, изменяется подача природного газа в печь

5) При минимальном уровне воды в паросборнике позиции СБ8, меняется подача обессоленной воды от насоса позиции Н11

6) При минимальном уровне воды в паросборнике позиции СБ8, меняется подача циркуляционной горячей воды от насоса позиции Н11

Параметры, выведенные на сигнализацию

1) Минимальное и максимальное значения температуры в регенераторе позиции РГ5

2) Минимальное давление топливного газа до 20 кПа в печи позиции ТП3

3) Минимальное и максимальное значения температуры в реакторе позиции РТ4

4) Минимальное и максимальное значения температуры контактного газа после скруббера позиции СК9

5) Минимальное и максимальное значения уровня воды в паросборнике позиции СБ8

6) Минимальное и максимальное значения уровня питательной воды в паросборнике позиции СБ16

7) Минимальное и максимальное значения расхода сырья в сепаратор позиции СП1

8) Минимальное и максимальное значения уровня в реакторе позиции РТ4

9) Минимальное и максимальное значения уровня в регенераторе позиции РТ5

2.3.3 Описание схем автоматизации по позициям

Позиция 1. Контролируется, регистрируется, регулируется, сигнализируется расход сырья в сепаратор позиции СП1. Регулирующее воздействие вносится изменением подачи сырья в сепаратор позиции СП1. В состав САР входят:

позиция 1.1. ДКН, диафрагма камерная, чувствует изменение перепада давления;

позиция 1.2. 13ДД11, датчик расхода, преобразует перепад давления в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см;

позиция 1.3. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение расхода; работает в комплексе с регулятором;

позиция 1.4. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 1.5.МИМ , мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу сырья в сепаратор позиции СП1;

позиция 1.6. ЭКМ, электроконтактный манометр, преобразует сигнал от датчика расхода в электрический и включает световую и звуковую сигнализацию при достижении max расхода.

Позиция 2. Контролируется, регистрируется, регулируется, сигнализируется, блокируется температура в реакторе позиции РТ4. Регулирующее воздействие вносится изменением подачи топливного газа в печь позиции ТП3. В состав САР входят:

позиция 2.1. ТПП, термопара платино-родий-платиновая, чувствует изменение температуры и выдает сигнал в виде т. ЭДС;

позиция 2.2. Ш-705, нормирующий токовый преобразователь температуры;

позиция 2.3. ЭПП, электропневматический преобразователь, преобразует стандартный электрический сигнал в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см²;

позиция 2.4. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение температуры; работает в комплексе с регулятором;

позиция 2.5. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 2.6. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу топливного газа в печь поз. ТП3;

позиция 2.7. ЭКМ , электроконтактный манометр, преобразует сигнал от преобразователя температуры в электрический и включает световую и звуковую сигнализацию при достижении max температуры.

Позиция 3. Контролируется, регистрируется, сигнализируется давление изоамиленовой фракции в печи позиции ТП 3. В состав САР входят:

позиция 3.1. 13ДИ13, датчик давления, преобразует давление в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см²;

позиция 3.2. ПКР-1, вторичный регистрирующий прибор.

позиция 3.3. ЭКМ, электроконтактный манометр, преобразует сигнал от датчика уровня в электрический и включает световую и звуковую сигнализацию при достижении max давления.

Позиция 4. Контролируется, регистрируется, регулируется расход азота в восходящую ветвь из регенератора позиции РГ5 в реактор позиции РТ4. Регулирующее воздействие вносится изменением подачи азота в восходящую ветвь из регенератора позиции РГ5 в реактор позиции РТ4. В состав САР входят:

позиция 4.1. ДКН, диафрагма камерная, чувствует изменение перепада давления;

позиция 4.2. 13ДД11, датчик давления, преобразует давление в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см²;

позиция 4.3. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение давления; работает в комплексе с регулятором;

позиция 4.4. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 4.5. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу азота в восходящую ветвь из регенератора позиции РГ5 в реактор позиции РТ4.

Позиция 5. Контролируется, регистрируется, регулируется расход азота в восходящую ветвь из регенератора позиции РГ5 в реактор позиции РТ4 на подхват. Регулирующее воздействие вносится изменением подачи азота в восходящую ветвь из регенератора позиции РГ5 в реактор позиции РТ4. В состав САР входят:

позиция 5.1. ДКН, диафрагма камерная, чувствует изменение перепада давления;

позиция 5.2. 13ДД11, датчик давления, преобразует давление в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см;

позиция 5.3. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение давления; работает в комплексе с регулятором;

позиция 5.4. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 5.5. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу азота в восходящую ветвь из регенератора позиции РГ5 в реактор позиции РТ 4.

Позиция 6. Показание,регистрация,регулирование расхода азота в стакан реактора РТ4. В состав САР входят:

позиция 6.1. ДКН, диафрагма камерная, чувствует изменение перепада давления;

позиция 6.2. 13ДД11, датчик давления, преобразует давление в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см²;

позиция 6.3. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение давления; работает в комплексе с регулятором;

позиция 6.4. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 6.5. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу азота в восходящую линию из регенератора позиции РГ5 в реактор позиции РТ4;

Позиция 7. Контролируется, регистрируется, регулируется расход азота в стакан регенератора позиции РГ5 . Регулирующее воздействие вносится изменением подачи азота в стакан регенератора позиции РГ5 . В состав САР входят:

позиция 7.1. ДКН, диафрагма камерная, чувствует изменение перепада давления;

позиция 7.2. 13ДД11, датчик давления, преобразует давление в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см²;

позиция 7.3. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение давления; работает в комплекте с регулятором;

позиция 7.4. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 7.5. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу азота в стакан регенератора позиции РГ5.

Позиция 8. Контролируется, регистрируется, регулируется расход воздуха в нисходящую ветвь из реактора позиции РТ5 в регенератор позиции РГ5 на подхват. Регулирующее воздействие вносится изменением подачи воздуха в нисходящую ветвь из реактора позиции РТ4 в регенератор позиции РГ5. В состав САР входят:

позиция 8.1. ДКН, диафрагма камерная, чувствует изменение перепада давления;

позиция 8.2. 13ДД11, датчик давления, преобразует давление в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см²;

позиция 8.3. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение давления; работает в комплексе с регулятором;

позиция 8.4. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 8.5. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу воздуха в нисходящую ветвь из реактора позиции РТ4 в регенератор позиции РГ5.

Позиция 9. Показание, регистрация, регулирование расхода азота в регенераторе РГ4.

позиция 9.1. ДКН, диафрагма камерная, чувствует изменение перепада давления;

позиция 9.2. 13ДД11, датчик давления, преобразует давление в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см²;

позиция 9.3. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение давления; работает в комплексе с регулятором;

позиция9.4. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 9.5. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу воздуха в нисходящую ветвь из реактора позиции РТ4 в регенератор позиции РГ5.

Позиция 10. Показание, регистрация, регулирование расхода воздуха в регенераторе РГ4.

позиция 10.1. ДКН, диафрагма камерная, чувствует изменение перепада давления;

позиция 10.2. 13ДД11, датчик давления, преобразует давление в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см²;

позиция 10.3. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение давления; работает в комплексе с регулятором;

позиция 10.4. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 10.5. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу воздуха в нисходящую ветвь из реактора позиции РТ4 в регенератор позиции РГ5.

Позиция 11. Контролируется, регистрируется, регулируется, сигнализируется температура контактного газа из скруббера позиции СК9. Регулирующее воздействие вносится изменением подачи осветленной циркуляционной воды в скруббер позиции СК9. В состав САР входят:

позиция 11.1. ТХК, термопара хромель-копелевая, чувствует изменение температуры и выдает сигнал в виде т. ЭДС;

позиция 11.2. Ш-705, нормирующий токовый преобразователь температуры;

позиция 11.3. ЭПП, электропневматический преобразователь, преобразует стандартный электрический сигнал в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см;

позиция 11.4. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение температуры; работает в комплексе с регулятором;

позиция 11.5. ПРЗ.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 11.6. ЭКМ, электроконтактный манометр, преобразует сигнал от

преобразователя температуры в электрический и включает световую и звуковую сигнализацию при достижении mах температуры.

позиция 11.7. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу осветленной циркуляционной воды в скруббер позиции СК9.

Позиция 12. Контролируется, регистрируется, регулируется, сигнализируется уровень в паросборнике позиции СБ 8. Регулирующее воздействие вносится изменением подачи воды в паросборник позиции СБ8. В состав САР входят:

позиция 12.1. УБП, уровнемер буйковый пневматический, преобразует изменение веса буйка в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кГс/см²;

позиция 12.2. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение уровня; работает в комплексе с регулятором;

позиция 12.3. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 12.4. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу воды, поступающей в котел-утилизатор позиции КУ7.

позиция 12.5. ЭКМ, электроконтактный манометр, преобразует сигнал от датчика уровня в электрический и включает световую и звуковую сигнализацию при достижении max и min уровня.

позиция 12.6 ПМЕ, магнитный пускатель, включает и выключает двигатель.

Позиция 13. Контролируется, регистрируется, регулируется, сигнализируется уровень в паросборнике позиции СБ16. Регулирующее воздействие вносится изменением подачи воды в паросборник позиции СБ16. В состав САР входят:

позиция 13.1. УБП, уровнемер буйковый пневматический, преобразует изменение веса буйка в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кГс/см²;

позиция 13.2. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение уровня; работает в комплексе с регулятором;

позиция 13.3. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 13.4. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу воды, поступающей в котел-утилизатор позиции КУ13.

позиция 13.5. ЭКМ, электроконтактный манометр, преобразует сигнал от датчика уровня в электрический и включает световую и звуковую сигнализацию при достижении max и min уровня.

позиция 13.6 ПМЕ, магнитный пускатель, включает и выключает двигатель.

Позиция 14. Взаимосвязанное регулирование расхода технического воздуха в линию подачи катализатора в реактор позиции РТ4, с коррекцией по уровню «кипящего» слоя катализатора в реакторе позиции РТ4. Регулирующее воздействие вносится изменением подачи технического воздуха в реактор РТ4. В состав САР входят:

позиция 14.1. ТХК, термопара хромель-копелевая, чувствует изменение температуры и выдает сигнал в виде т. ЭДС;

позиция 14.2. Ш-705, Ш-705, нормирующий токовый преобразователь температуры;

позиция 14.3. ЭПП, электропневматический преобразователь, преобразует стандартный электрический сигнал в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см²;

позиция 14.4. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение давления; работает в комплекте с регулятором;

позиция 14.5. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 14.6. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу технического воздуха в реактор позиции РТ4.

позиция 14.7. . ЭКМ, электроконтактный манометр, преобразует сигнал от преобразователя температуры в электрический и включает световую и звуковую сигнализацию при достижении max и min температуры.

Позиция 15. Контролируется, регистрируется, регулируется, сигнализируется температура в регенераторе позиции РГ5. Регулирующее воздействие вносится изменением подачи топливного газа в регенератор позиции РГ5. В состав САР входят:

позиция 15.1. ТХК, термопара хромель-копелевая, чувствует изменение температуры и выдает сигнал в виде т. ЭДС;

позиция 15.2. Ш-705, нормирующий токовый преобразователь температуры;

позиция 15.3. ЭПП, электропневматический преобразователь, преобразует стандартный электрический сигнал в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см²;

позиция 15.4. ПВ10.1Э, вторичный прибор системы СТАРТ, показывает и записывает значение давления; работает в комплекте с регулятором;

позиция 15.5. ПР3.31, пропорционально-интегральный регулятор, сравнивает текущее и заданное значение и выдает сигнал отклонения на исполнительный механизм;

позиция 15.6. МИМ, мембранный исполнительный механизм, изменяет подачу технического воздуха в реактор позиции РТ4.

позиция 15.7. . ЭКМ, электроконтактный манометр, преобразует сигнал от преобразователя температуры в электрический и включает световую и звуковую сигнализацию при достижении max и min температуры.

Позиция 16. Блокировка подачи топливного газа в печь позиции ТП3, отработанного катализатора из реактора позиции РТ4 в регенератор позиции РГ5, топливного газа в регенератор позиции РГ5. В состав САР входят:

Позиция 16.1. ЭПП, электропневматический преобразователь, преобразует стандартный электрический сигнал в стандартный пневматический сигнал в пределах от 0,2 - 1 кгс/см²;

Таблица 2.2 - Технологический контроль с КИП и А

Номер позиции прибора	Наименование прибора и его техническая характеристика	Тип прибора	Количество
FE - 1.1; 4.1; 5.1; 6.1; 7.1; 8.1; 12.4;	Диафрагма камерная нормальная	ДКН	7
TE – 6.6, 9.1;	хромель-копелевая термопара (-50; 600)	ТХК	2
TE –2.1, 13.1;	платино-родий-платиновая термопара (-50; 1300)	ТПП	2
FT - 1.2; 4.2; 5.2; 6.2; 7.2; 8.2; 12.5;	Пневматический преобразователь расхода. Давление питания 1,4 кгс/см2. Давление выхода 0,2-1,0 кгс/см2. Класс точности 1.	13ДД11	7
PT - 3.1;	Пневматический преобразователь давления. Давление питания 1,4 кгс/см2. Давление выхода 0,2-1,0 кгс/см2. Класс точности 1.	13ДИ13	1

продолжение таблицы 2.2

LT – 10.2; 11.2;	Уровнемер буйковый пневматический. Давление питания 1,4 кгс/см2. Давление выхода 0,2-1,0 кгс/см2. Класс точности 1,5.	УБП	2
LT – 12.1;	Пневматический преобразователь давления. Давление питания 1,4 кгс/см2. Давление выхода 0,2-1,0 кгс/см2. Класс точности 1.	13ДД11	1
TYE/E - 2.2; 6.7; 9.2, 13.2;	Нормирующий токовый преобразователь температуры. Питание прибора 220 В. Выходной сигнал 0-5 мА. Класс точности 0,4.	Ш-705	4
TYE/P - 2.3; 6.8; 9.3, 13.3;	Электропневматический преобразователь.	ЭПП-63	4
FIRK – 1.3; 4.3; 5.3; 6.3; 7.3; 8.3; 12.6; TIRK – 2.4; 6.9; 9.4, 13.4; LIRK -10.3; 11.3; 12,2;	Вторичный прибор системы СТАР. Давление питания 1,4 кгс/см2. Давление выхода 0,2-1,0 кгс/см2. Класс точности 1.	ПВ10.1Э	14
FC – 1.4; 5.4; 6.4; 7.4; 8.4; 12.7; TC – 2.5; 6.11, 9.5, 13.5; LC – 10.4; 11.4; 12.3;	Пропорционально-интегральный регулятор. Давление питания 1,4 кгс/см2. Давление выхода 0,2-1,0 кгс/см2. Класс точности 1.	ПР3.31	13
TAS – 2.7; 6.11, 9.6, 13.6; LAS – 10.6; 11.6; PAS – 3.5;	Электроконтактный манометр. Питание прибора 220 В.	ЭКМ	7
PIR – 3.2;	Вторичный регистрирующий прибор на один параметр. Давление питания 1,4 кгс/см2. Давление выхода 0,2-1,0 кгс/см2. Класс точности 1.	ПКР - 1	1