Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Отчет по практике моё.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.05.2025

Размер:

2.93 Mб

Скачать

☆

1 / 111 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 > Следующая >>>

ВВЕДЕНИЕ

Все сферы жизни и деятельности человека непосредственно связаны с химической продукцией. Нефтехимии принадлежит одна из ключевых ролей в создании полимеров, синтетических каучуков, смазочных масел, растворителей, красителей, присадок, моющих средств, а также сырья для производства большинства органических соединений.

Современный уровень цивилизации немыслим без внедрения в жизнь достижений химии, которая стала могущественной производительной силой. Огромная роль химии в обеспечении нас питанием, энергией, здоровьем, одеждой, жилищем и т.д. несомненна. Следует подчеркнуть, что основой большей части необходимых человечеству химических продуктов являются соединения углерода. Более 95% производимых в мире органических продуктов основаны на использовании нефти и природного газа, и с сожалением приходится констатировать, что более 90% этого ценнейшего углеводородного сырья расходуется пока как топливо, только оставшиеся 8-10% тратятся на химическую переработку.

Состояние и перспективы развития промышленного производства синтетического каучука определяются в основном требованиями потребляющих отраслей. Мировое производство шин, резиновых технических, кабельных и других изделий достигло огромных масштабов, что и обуславливает всё возрастающий спрос на каучук. Только шин производится более 300 млн. шт. в год.

Бурное развитие промышленности синтетического каучука непосредственно связано с быстрым развитием нефтехимической промышленности, использующей дешёвое нефтяное углеводородное сырьё.

Синтез каучуков – источник бесконечного многообразия. Теория не кладёт границ этому многообразию. А так как каждый новый каучук является носителем своей оригинальной шкалы свойств, то резиновая промышленность, пользуясь наряду с натуральными также и синтетическими каучуками, получит недостающую ей широкую свободу в выборе нужных свойств. Для одного каучука характерна большая механическая прочность, для другого – сопротивляемость истиранию, для третьего – стойкость при повышенных температурах, для четвёртого – сохранение эластичности при низких температурах и т. д.

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.

/7,с 28/

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Выбор метода производства.

Существует несколько способов получения изопрена.

Получение изопрена дегидрированием изопентенов, выделенных из фракции С₅ переработки нефти. Дегидрирование изопентенов может быть самостоятельным процессом получения изопрена. Впервые этот процесс был реализован в промышленном масштабе в США и Голландии. В качестве сырья использовали фракцию С₅, полученную на установках каталитического крекинга. Изопентены извлекают из этой фракции 65%-ной серной кислотой при 0 - 10°С, а затем экстрагируют из насыщенных сернокислотных растворов парафинами. Полученные изопентены подвергают дегидрированию.

Синтез изопрена из изобутена и формальдегида. Способ получения изопрена из изобутена и формальдегида через 4,4-диметилдиоксан-1,3, впервые 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-диметилдиоксан-1,3 в присутствии серной кислоты как катализатора:

Н₃С

СН₃ – С = СН₂ + 2НСНО Н₃С

СН₃ О О

Эта экзотермическая реакция протекает при 85 – 95°С и 1 МПа. Выход 4,4-диметилдиоксан-1,3 составляет 66 – 68% в расчете на прореагировавший изобутен и 80 – 83% в расчете на прореагировавший формальдегид. Степень конверсии изобутена достигает 88 – 92%, степень конверсии формальдегида достигает 92 - 96%.

Вторая (эндотермическая) стадия - разложение 4,4-диметилдиоксан-1,3 при 380 - 400°С с образованием изопрена в присутствии фосфатных катализаторов:

Н₃С

Н₃С СН₂ = С – СН = СН₂ + НСНО + Н₂О

О О СН₃

Реакцию проводят при разбавлении водяным паром в массовом соотношении 1:2. Степень разложения 4,4-диметилдиоксан-1,3 составляет 90%. Выход изопрена достигает 70 – 75% в расчете на пропущенный 4,4-диметилдиоксан-1,3. Обе стадии сопровождаются выделением побочных высококипящих продуктов, снижающих выход 4,4-диметилдиоксан-1,3 и изопрена, и образованием загрязненных сточных вод. Все это является существенными недостатками метода, однако, его важное достоинство – получение изопрена высокой частоты.

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

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

2 СН₃ – СН = СН₂ СН₂ = С – СН₂ – СН₂ – СН₃.

СН₃

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

На второй стадии в присутствии комплексных катализаторов или катализаторов кислотного типа при 200°С идет изомеризация 2-метилпентен-1 в 2-метилпентен-2:

СН₂ = С – СН₂ – СН₂ – СН₃ → СН₃ - С = СН – СН₂ – СН₃.

СН₃ СН₃

Выход изомера достигает 99%.

Третьей стадией является димеризация 2-метилпентен-2 в изопрен путем обычного или инициированного пиролиза при 700°С и времени контакта 0,3–0,5с:

СН₃ - С = СН – СН₂ – СН₃ → СН₂= С – СН = СН₂.

- СН₄

СН₃ СН₃

Суммарный выход изопрена составляет 40 – 45% от израсходанного пропилена.

Достоинства метода – применение доступного сырья (пропилена или пропан-пропиленовой фракции), недостатки – многостадийность и получение большого количества побочных продуктов.

Выделение изопрена из фракции С₅продуктов пиролиза жидких углеводородов. При пиролизе жидких нефтепродуктов (например, в производстве этилена) 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 получения изопрена. Изопрен при этом получается высокой частоты. Наиболее эффективным методом разделения углеводородов С₅является двухступенчатая экстрактивная ректификация. В качестве экстрагирующего агента применяют ацетонитрил, диметилфармомид, N-метилпирролидон. Достоинством процесса (с точки зрения технико-экономической эффективности) 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 этилирования, впервые осуществленная А.Е. Фаворским в 1930-х гг. процесс состоит из трех стадий.

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

СН₃

СН ≡ 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 30 - 80°С и 0,5 – 1 МПа:

СН₃СН₃

+Н₂

СН₃ – С – С ≡ СН → СН₃ – С – СН = СН₂.

ОН ОН

Селективность процесса составляет 99%.

На третьей стадии в присутствии оксида алюминия высокой степени частоты при 200 - 300°С и 0,1 МПа идет дегидратация 2-метилбутен-3-ол-2 в изопрен:

СН₃

СН₃ – С – СН = СН₂. → СН₂= С – СН = СН₂.

- Н₂О

ОН СН₃

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

Достоинства этого метода – значительный выход на всех стадиях и высокая степень чистоты изопрена, отсутствие побочных продуктов. Однако процесс имеет и недостатки – высокая стоимость сырья и сложность технологии, обусловленная применением ацетилена и водорода.

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 осуществлён по двух- или одностадийной схеме.

При двухстадийном дегидрировании изопентана I стадия – дегидрирование изопентана – протекает по реакциям:

CH₂ = C—CH₂ – СН₃ - ∆Н⁰₂₉₈ = 118 кДж/моль

СН₃

2-метилбутен-1

С Н₃– СН – СН₂ – СН₃ СН₂ = СН – СН – СН₃ - ∆Н⁰₂₉₈ = 125 кДж/моль

СН₃ СН₃

3-метилбутен-1

СН₃ – С = СН – СН₃ - ∆Н⁰₂₉₈ = 111,5 кДж/моль

СН₃

2-метилбутен-2

При этом образуется смесь трёх изомеров изопентенов. Кроме основной реакции протекают и побочные: образование лёгких (С₁-С₄) и тяжёлых углеводородов (С₅ и выше), изомеризация и др. В результате получается контактный газ, содержащий изопентены, пентен-1, цис-пентен-2, транс-пентен-3, цис- и транс-пиперилен, изопрен, циклопентадиен.

I стадия дегидрирования изопентана имеет аппаратурное оформление, аналогичное дегидрированию н-бутана. Процесс осуществляют в реакторно-регенераторном блоке в псевдоожиженном слое алюмохромового катализатора. Условия I стадии:

Температура, ^оС:

дегидрирования	550 – 560
регенерации	610 – 650
Давление , МПа	0,13 – 0,15
Объёмная скорость подачи сырья, ч ^-1	120 – 130
Плотность псевдоожиженного слоя, г/см³	0,750
Выход изопентенов и изопрена, %:
на пропущенный изопентан	28 – 32
на разложенный изопентан	66 - 71

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

СН₂ = С – СН₂– СН₃СН₂ = СН – СН – СН₃ СН₃– С = СН – СН₃

СН₃ СН₃ СН₃

- Н₂ - Н₂ - Н₂

С Н₂ = С – СН = СН₂

СН₃

Условия II стадии следующие:

Температура, ^оС:

дегидрирования	580 - 600
регенерации	700
Скорость подачи сырья, ч ^-1	600
Моральное соотношение, сырьё: водяной пар	1:20
Выход изопрена, %:
на пропущенное сырьё	33
на разложенное сырьё	80

/6, с 123/

1.2 Применение готового продукта

Изоамилены являясь промежуточным продуктом, неготовым к употреблению, в полном объеме идут на получение изопрена. До 95% всего получаемого изопрена используют для выработки изопреновых каучуков. Также изопрен используют как мономер при производстве бутилкаучуков, изопренстирольных термоэластопластов, транс – полиизопрена, как интермедиат при получении душистых веществ и лекарственных средств.

/ 18/

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

Таблица 1.1 Характеристика сырья, вспомогательных продуктов и готового продукта в соответствии с требованиями стандартов.

Наименование	Стандарты или технические условия	Наименование показателей	Регламентируемые показатели
1	2	3	4
1 Фракция изопентановая	ТУ 0272-028-00151638-99, марка А	1 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
		2 Массовая доля общей серы, %, не более	0,003
		3 Содержание щёлочи	Отсутствие
		4 Содержание свободной воды и механических примесей.	Отсутствие
2 Изопентан – рецикл	Регламенты цехов И-3, ИП-3-4-5 (отделение ИП-4-4д)	1 Массовая доля компонентов, %: а) сумма изоамиленов, не более
			4,4
		б) ДМФА, не более	0,02
3 Фракция изоамиленовая	Регламенты цехов И-4, ИП-10, отделения ИП-4-4д цеха ИП-3-4-5	1 Массовая доля изопрена, %, не более	1,5
3 Фракция изоамиленовая		2 Массовая доля ДМФА, %, не более	0,02
4 Азот	ГОСТ 9293-74, c изменениями № 1  3, сорт второй, особой чистоты	1 Объёмная доля азота, %, не менее	99,996
		2 Объёмная доля кислорода, %, не более	0,001
		3 Объёмная доля водяного пара в газообразном азоте, %, не более	0,0007

Продолжение таблицы 1.1

1	2	3	4
		4 Объёмная доля водорода, %, не более	0,001
		5 Объёмная доля суммы углеродсодержащих соединений в пересчёте на СН₄, %, не более	0,001
5 Катализатор ИМ-2201	ТУ 38.103706-90 с изменением №1,2	1 Внешний вид	Порошок серо-зелёного цвета
		2 Насыпная плотность, г/см³	1,0  1,4
		2 Насыпная плотность, г/см³	1,0  1,4
		3 Массовая доля фракции менее 71 мкм; %, не более	40


		4 Механическая прочность, %, не менее	72
		5 Удельная поверхность, м²/г	30  60
		6 Каталитические свойства катализатора:
		а) выход непредельных углеводородов С₄ на пропущенный н-бутан, %, не менее;	39
		б) выход непредельных углеводородов С₄ на разложенный н-бутан, %, не менее	80
		7 Массовая доля шестивалентного хрома в пересчёте на оксид шестивалентного хрома, %.	1,0  2,0
6 Диалюминий триоксид с примесью дихромтриоксида (отработанный катализатор ИМ-2201)	ТУ 2123-093-16810126-2004	1 Внешний вид	Порошок серо-зелёного цвета
		2 Насыпная плотность, г/см³	1,0  1,5
		2 Насыпная плотность, г/см³	1,0  1,5
		3 Массовая доля окиси алюминия (Al₂O₃), %, не менее	60
		3 Массовая доля окиси алюминия (Al₂O₃), %, не менее	60
		4 Массовая доля Cr₂O₃, в пределах %	10  20
		4 Массовая доля Cr₂O₃, в пределах %	10  20

Продолжение таблицы 1.1

1	2	3	4
		5 Массовая доля диоксида кремния (SiO₂), %, не более	10,5
		6 Массовая доля влаги, %, не более	2
7 Топливный газ	ГОСТ 5542-87	Низшая теплота сгорания при н/у, ккал/м₃, не менее	7600
		2 Область значений числа Воббе (высшего) ккал/м³	9850 13000
		2 Область значений числа Воббе (высшего) ккал/м³	9850 13000
		3 Допустимое отклонение числа Воббе от номинального значения, %, не более	
		4 Массовая концентрация сероводорода, г/м³, не более	0,02
		5 Массовая концентрация меркаптановой серы, г/м³, не более	0,036
		6 Объёмная доля кислорода, %, не более	1
		7 Масса механических примесей в 1 м³, г, не более	0,001
8 Контактный газ первой стадии дегидрирования		1 Состав контактного газа, % масс:
8 Контактный газ первой стадии дегидрирования		Н₂	0,7  2,0
		СО₂	2,0  8,0
		СН₄	0,5  2,0
		С₂	0,1  0,7
		С₃	0,5  1,5
		С₄	1,5  4,5
		iС₅Н₁₂	0,5  4,0
		iС₅Н₁₀	48,0  53,0
		iС₅Н₈	23,0  28,0
		nС₅Н₈	1,0  2,0
		nС₅Н₁₂	1,0  6,0
		nС₅Н₁₀	1,0  4,0
		С₆	0,1  0,2

Продолжение таблицы 1.1

1	2	3	4
		2 Выход изопрена на пропущенные изоамилены + изопрен, % масс., не менее	30
		3 Выход изопрена на разложенные изоамилены + изопрен, % масс., не менее	80
9 Питательная вода для котлов утилизаторов		1 Общая жёсткость, мкг-экв/кг, не более	70
9 Питательная вода для котлов утилизаторов		2 Содержание растворённого кислорода, мкг/кг, не более	150
		3 Значение рН при 25 С, не менее	8,5
		4 Содержание нефтепродуктов, мг/кг, не более	5
		5 Прозрачность по шрифту, см, не менее	20

/15, с 6/

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Стадии проектируемого производства. Основные закономерности проектируемой технологии.

Подготовка сырья для дегидрирования изопентана.

Свежая изопентановая фракция подается в сепаратор, испаряются в испарителе, откуда пары с давлением не более 0,75 МПа поступают обратно в сепаратор, где происходит отделение капель жидкости.

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.

Дегидрирование изопентана.

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.

Охлаждение продуктов реакции.

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

Очистка контактного газа от катализаторной пыли.

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

Регенерация катализатора.

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

Охлаждение и утилизации тепла дымовых газов в котле-утилизаторе позиции КУ16.

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.

/15, с 18/

Функциональная схема дегидрирования изопентана в изоамилены:

Рисунок 1 - Функциональная схема дегидрирования изопентана в изоамилены

2.2 Описание технологической схемы.

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

Из сепаратора жидкое сырьё поступает самотеком в испаритель позиции ИП2, где за счет 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 80-120ºС направляются в закалочные змеевики реактора позиции РТ4, где перегреваются до температуры 200-250ºС за счет тепла контактного газа для предотвращения образования побочных реакций, а также для исключения разложения изопентана. Температура контактного газа после змеевика снижается до 420-460ºС.

Реакция дегидрирования изопентана эндотермична.

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

Необходимое количество тепла для реакции и для компенсации теплопотерь подводится с горячим регенерированным катализатором из генератора позиции РГ5.

Температура реакции дегидрирования выдерживается в пределах 520-575ºС.

Транспорт катализатора из регенератора в реактор осуществляется азотом или природным газо. Для транспорта регенерированного катализатора в восходящую ветвь транспортного трубопровода из регенератора в реактор подается азот.

Отработанный катализатор из днища реактора поступает в стакан реактора (десорбер), куда подается 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 подается технологический воздух на транспорт катализатора.

Контактный газ из реактора позиции РТ4 поступает на охлаждение в трубное пространство котла-утилизатора позиции КУ7. За счет 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 позиций КУ7 производится питательный водой из ёмкости позиции Е11, подаваемой насосом Н12 через паросборник позиции СБ8.

Контактный газ с температурой не более 250ºС и давлением не более 0,06 МПа поступает из котла-утилизатора позиции КУ7 в нижнюю часть скруббера позиции СК10, где охлаждается и очищается от катализаторной пыли.

Скруббер позиции СК10 состоит из двух частей: нижней и верхней, разделенных глухой тарелкой. Нижняя часть орошается циркуляционной водой, подаваемой насосом позиции Н9 из куба скруббера позиции СК10. Верхняя- осветлённой циркуляционной водой, подаваемой через трубное пространство теплообменника позиции АТ15,охлаждаемого промышленной водой.

Контактный газ с температурой 45-55ºС и давлением не более 0,06 МПа из скруббера позиции СК10 поступает в сепаратор позиции СП13, где отделяется унесенная газом вода, и контактный газ направляется в цех И-3 на всас компрессора.

В нижней части скруббера позиции СК10, накапливается катализаторная пыль в виде шлама, поэтому часть воды (в количестве 8-10%от циркулирующей) с выкида насоса позиции Н9 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 650ºС.

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 КУ16 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 СБ17 соответственно поступает в общий коллектор пара.

Питание котла-утилизатора позиции КУ16 питательной водой производится насосом позиции Н12 через паросборник позиции СБ17.

Дымовые газы с температурой не более 250ºС после котла-утилизатора позиции КУ16 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 Е19 для отработанного катализатора, откуда периодически выгружается в железнодорожные цистерны, хопперы, автоцистерны и отправляются потребителям.

Принципиальная схема дегидрирования изопентана в изоамилены:

СП1 - сепараторы; ИП2 - испаритель; ТП3 - трубчатая печь; КУ7, КУ16- котлы-утилизаторы; РТ5 - реактор; СК9 - скруббер; Н11, Н12 - насосы; РГ 5-регенератор; ВН6 - нагнетатель; ЭФ18 - электрофильтр; Е10 - бункер; АТ13 - теплообменник; Е24, Е17- ёмкости; СБ8, СБ16 - паросборники.

Рисунок 2 – Принципиальная схема дегидрирования изопентана в изоамилены

Операторная схема дегидрирования изопентана в изоамилены:

Рисунок 3 - Операторная схема дегидрирования изопентана в изоамилены

Структурная схема дегидрирования изопентана в изоамилены:

СП1 - сепараторы; ИП2 - испаритель; ТП3 - трубчатая печь; КУ7, КУ16- котлы-утилизаторы; РТ4 - реактор; СК10 - скруббер; Н9, Н12 - насосы; РГ 5-регенератор; ВН6 - нагнетатель; ЭФ18 - электрофильтр; Е19 - бункер; АТ15 - теплообменник; Е11, Е14- ёмкости; СБ8, СБ17 - паросборники.

Рисунок 4 - Структурная схема дегидрирования изопентана в изоамилены

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 И-1а цеха сырья № 2. Ёмкость поз. Е4	3 раза в сутки	ЦЗЛ, контрольная лаборатория хроматографических анализов производства изопрена, ЦЗЛ, контрольная лаборатория химических анализов производства изопрена
Изопентан-рецикл	Отделение И-1а цеха сырья № 2 Ёмкость поз. Е4	3 раза в сутки	ЦЗЛ, контрольная лаборатория хроматографических анализов производства изопрена, ЦЗЛ, контрольная лаборатория химических анализов производства изопрена
Контактный газ	Перед аппаратом поз. СК8	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 поз.РТ 4	1 раз в сутки	ЦЗЛ, контрольная лаборатория химических анализов производства изопрена

Продолжение таблицы 2.1

1	2	3	4
Катализатор из регенератора	Регенератор поз. РГ5	1 раз в сутки	ЦЗЛ, контрольная лаборатория химических анализов производства изопрена

Дымовые газы	После аппарата поз. КУ16	2 раза в смену с каждого блока	Аппаратчик цеха И-2

Вода, отходящая из системы отстоя	После насоса поз. КУ16	1 раз в смену	Аппаратчик цеха И-2

Вода питательная для котлов-утилизаторов	На нагнетании насоса поз. Н12	По требованию	Лаборатория отделения С-11 цеха ИП-6а
Природный газ	Аппарат поз. 86	1 раз в месяц и по требованию	ЦЗЛ, контрольная лаборатория хроматографических анализов производства изопрена

Масло для компрессора поз.К7 и нагнетателя поз. ВН6	После масло холодильника	По требованию	ЦЗЛ, контрольная лаборатория химических анализов производства изопрена

2.3.2 Технологический контроль с КИП и А. Выбор средств автоматизации.

2.3.2.1 Параметры, выведенные на регулирование

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

2) Температура перегретой изопентановой фракции в печи ТП3, изменением подачи топлива на горелки.

3) Расход азота в восходящую ветвь транспорта катализатора из регенератора РГ5 в реактор РТ4, изменением его подачи.

4) Расход азота в восходящую ветвь транспорта катализатора из регенератора РГ5 в реактор РТ4 на подхват изменением его подачи.

5) Расход азота в стакан реактора РТ4, изменением его подачи.

6) Расход азота в нисходящую ветвь транспорта катализатора из реактора РТ4 в регенератор РГ5, изменением его подачи.

7) Расход воздуха нисходящую ветвь катализатора из реактора РТ4 в регенератор РГ5, изменением его подачи.

8) Расход азота в стакан регенератора РГ5, изменением его подачи.

9) Расход воздуха в регенератор позиции РГ5, изменением его подачи.

10) Температура контактного газа на выходе из скруббера позиции СК10, изменением подачи воды в него.

11) Уровень воды в паросборнике позиции СБ8, отводом воды из нее.

12) Уровень воды в паросборнике позиции СБ17, отводом воды из нее.

13)Температура в реакторе позиции РТ4, изменением подачи регенерированного катализатора из регенератора РГ5.

14)Температура в регенераторе позиции РГ5, изменением подачи топливного газа в регенератор РГ5.

2.3.2.2 Параметры, выведенные на контроль

1) Расход сырья в сепаратор позиции СП1.

2) Температура перегретой изопентановой фракции в печи ТП3.

3) Расход азота в восходящую ветвь транспорта катализатора из регенератора РГ5 в реактор РТ4.

4) Расход азота в восходящую ветвь транспорта катализатора из регенератора РГ5 в реактор РТ4 на подхват.

5) Расход азота в стакан реактора РТ4.

6) Расход азота в нисходящую ветвь транспорта катализатора из реактора РТ4 в регенератор РГ5.

7) Расход воздуха нисходящую ветвь катализатора из реактора РТ4 в регенератор РГ5.

8) Расход азота в стакан регенератора РГ5.

9) Расход воздуха в регенератор позиции РГ5.

10) Температура контактного газа на выходе из скруббера позиции СК9.

11) Давление в печи позиции ТП3.

12) Уровень воды в паросборнике позиции СБ8, отводом воды из нее.

13) Уровень воды в паросборнике позиции СБ17, отводом воды из нее.

14)Температура в реакторе позиции РТ4, изменением подачи регенерированного катализатора из регенератора РГ5.

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

2.3.2.3 Параметры, выведенные на защиту

1) Температура сырья перед подачей в реактор позиции РТ4, при достижении температуры после печи позиции ТП3 минимального значения 475С и максимального 540С, изменяется подача топливного газа в печь позиции ТП3

2) Температура в реакторе позиции РТ4, при минимальном 525С и максимальном 575С значениях температуры в реакторе позиции РТ4, изменяется подача катализатора в реактор

3) Температура в регенераторе позиции РГ5, при минимальном 600С и максимальном 675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 топливного газа в печь

5) При минимальном уровне воды в паросборнике позиции СБ8, меняется подача обессоленной воды от насоса позиции Н9

6) При минимальном уровне воды в паросборнике позиции СБ8, меняется подача циркуляционной горячей воды от насоса позиции Н12

2.3.2.4 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 СК10

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

6) Минимальное и максимальное значения уровня питательной воды в паросборнике позиции СБ17

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

2.3.2.2 Описание функциональной схемы 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 печи позиции ТП3. 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.