Обслуживание и эксплуатация технологического оборудования
Введение
Деминерализованная вода – это вода с общей жесткостью н/б 10 ммоль /м3.
Вода - исключительно нейтральный жидкий раствор. В водной среде имеют место быть растворы солей, присутствие их в иных случаях делает её электро-химически агрессивной, что отрицательно скажется в конечном итоге на функционировании некоторых видов аппаратов и качестве выпускаемой продукции. И потому важной долей ряда производственных техпроцессов является особая технология водоподготовки — глубокое обессоливание. Раствор воды называется полно обессоленным, когда он полностью очищен от минеральных солей.
Главным параметром оценивания эффективности является удельное электросопротивление после очистки. Ссылаясь к технической документации величина данного коэффициента для глубоко обессоленной воды должно находиться в начальных пределах 3-18 МОм·см при температуре водного раствора в 20 градусов C.
Применение в химической промышленности
Для технологических целей в качестве:
растворителя твердых, жидких и газообразных веществ;
среды для осуществления физических и механических процессов;
промывной жидкости для газов;
экстрогента и абсорбента различных веществ.
теплоносителя и хладагента для обогрева и охлаждения аппаратуры.
сырья и реагента для производства различной химической продукции.
В производстве обессоленной воды используют ионообменный метод, дистилляцию, мембранный метод.
Процесс получения деминерализованной воды основан на обессоливании воды по методу ионного обмена (последовательное катионирование и анионирование). Под обессоливанием воды понимают удаление из неё катионов и анионов растворенных в ней веществ. Различают глубокое и частичное обессоливание, критерием различия служит значение электропроводности воды :менее 1 мкS/см – глубокое обессоливание, более 1 мкS/см – частичное обессоливание воды.
Метод обработки воды Н – катионированием основан на пропуске обрабатываемой воды через Н – форму катионита. При фильтрации природной воды через слой катионита, отрегенерированного раствором H2SO4, происходит замена катионов, содержащихся в обрабатываемой воде, на ионы водорода, содержащихся в катионите, по следующим реакциям
2НR + CaCl2 CaR2 + 2НCl
2НR + Ca(HCO3)2 CaR2 + 2Н2О + 2СО2
2НR + Na2SO4 2NaR + H2SO4
НR + NaCl NaR + НCl
При Н-катионировании природных вод до момента « проскока» натрия в Н-катионированной воде содержатся только кислоты. При работе Н-катионитного фильтра от момента « проскока» натрия до момента « проскока» жесткости в фильтрате происходит нарастание концентрации натрия и соответственно снижается кислотность воды.
Обработка природной воды Н – катионированием позволяет получить фильтрат следующего качества:
жесткость водород-катионированной воды составляет 10 – 15 ммоль /м3;
щелочность обрабатываемой воды полностью удаляется, вследствие чего происходит снижение её сухого остатка;
изменяется не только катионный, но и анионный состав воды, поскольку ионы НСО3- удаляются;
Метод обработки воды ОН – анионированием основан на пропуске обрабатываемой воды через ОН – форму анионита. При фильтрации водород-катионированной воды через слой анионита, отрегенерированного раствором NaOH, происходит почти полное удаление анионов сильных и слабых кислот, содержащихся в обрабатываемой воде, на ОН- ионы, содержащихся в анионите, по следующим реакциям
2ROH + H2SO4 → R2SO4 + 2H2O
ROH + HCl → RCl + H2O
ROH + HNO3 → RNO3 + H2O
Существенное отличие анионного обмена от катионного обмена состоит в том, что реакции являются необратимыми. Необратимости реакций обмена анионов способствует взаимодействие переходящих в воду из анионита ионов ОН- с ионами Н+, содержащимися в Н-катионированной воде, в результате чего образуются молекулы H2O.
Энергоэффективность
Установка деминерализации воды является энергозатратной, т.к. рациональное использование энергии, применение вторичного тепла, в том числе тепла отходящих продуктов химических реакций не наблюдается.
Малоотходность и безотходность
Установка деминерализациии воды не является малоотходной, т.к. использование побочных продуктов в качестве вторичного сырья для производства другой продукции не наблюдается.
Компактность
Данная установка является компактной т.к. все аппараты расположены параллельно.
Непрерывность
Установка деминерализации воды является непрерывной.
Дистилляция
Это перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паров.
Дистилляция исходного водного раствора не ликвидирует проблему с глубоким обессоливанием, необходимо после дистиллирования делать обработку водного раствора ионообменными смолами специального назначения. Важно знать, что с помощью дистилляции исходной водны, раствора нужной чистоты не добиться. Необходима последовательная дообработка ионообменными смолами.
Энергоэффективность
Установка дистилляции воды является не энергозатратной, т.к. идет рациональное использование энергии и применение вторичного тепла, в том числе тепла отходящих продуктов в химическом производстве в виде теплоносителя.
Малоотходность и безотходность
Установка дистилляции воды является малоотходной, т.к. вода проходит несколько ступеней разделения.
Компактность
Данная установка является компактной т.к. все аппараты расположены параллельно.
Непрерывность
Установка дистилляции воды является непрерывной.
Мембранный метод обессоливания воды
Перед обратным осмосом в осветленную воду дозируются дехлорант, ингибитор отложений и биоцид. Затем вода, насосами, подается на обратный осмос для обессоливания. Установка обратного осмоса состоит из двух параллельных модулей производительностью пермиата по 35 м3/ч каждый. Под воздействием давления на полупроницаемых мембранах происходит разделение потоков на более концентрированный (в дальнейшем концентрат) и менее концентрированный или очищенный от солей (в дальнейшем пермиат). Концентрат после первой секции мембранных фильтров (4 корпуса) направляется во вторую секцию, состоящую из двух корпусов фильтров. Концентрат из обоих модулей сливается в дренаж. Пермиат из обоих модулей собирается в коллектор обессоленной воды, затем поступает в дегазаторы, из которых самотеком поступает в накопительные емкости обратноосмотической воды.
Энергоэффективность
Установка мембранной подготовки воды для органических синтезов является энергозатратной, т.к. рациональное использование энергии, применение вторичного тепла, в том числе тепла отходящих продуктов химических реакций не наблюдается.
Малоотходность и безотходность
Установка мембранной подготовки воды для органических синтезов является малоотходной, т.к. вода проходит две ступени разделение.
Компактность
Данная установка является компактной т.к. все аппараты расположены параллельно.
Непрерывность
Установка мембранной подготовки воды для органических синтезов является непрерывной.
Выбор и обоснование способа производства химической продукции происходит с учетом общепринятых в технологии органических веществ принципов: энергоэффективность, малоотходность и безотходность, компактность, непрерывность.
Из выше перечисленных способов обессоливания воды, наиболее рационально использовать мембранные процессы (установка обратного осмоса).
Водоподготовительная установка (далее ВПУ) предназначена для обеспечения нужд производств ПАО «Метафракс» водой общей производительностью 150 м3/ч, из которой
70 м3/ч составляет технологическая вода, 80 м3/ч - котловая вода.
Технологическая вода
-
Наименование объектов водопотребления
Мощность, м3/ч
Производство пентаэритрита (с учетом расширения)
25
Производство формалина (существующее)
16
Производство формалина (расширение производства)
3,6
Производство параформа (планируемое)
2
Производство уротропина (существующее)
4
Резерв
19,4
ИТОГО
70
Котловая вода
-
Наименование объектов водопотребления
Мощность, м3/ч
Установка КФК-1,2,3
25,5
Установка формалина (пуско-наладка) КФ-2
20
Котел-утилизатор производства пентаэритрита
12
Паровые котлы парогазоцеха
15
Резерв
7,5
ИТОГО
80
Водоподготовительная установка расположена в корпусе 250а.
Способ производства – непрерывный.
Разработчик проекта - ООО «КИТ» г.Пермь.
Проект привязки ВПУ к ПГЦ выполнен ПО ПТУ ПАО «Метафракс».
Год ввода в эксплуатацию –2005 год.