4.3.4. Схема опорожнения насосов стадий 300 – 400.

Для исключения проливов продукта, загазованности воздуха промышленного помещения корпуса 1345 при опорожнении насосов стадий 300 – 400 предусмотрена схема опорожнения насосов, представляющая из себя сеть трубопроводов от каждого насоса со сбором в один коллектор и сливом из него в заглубленную ёмкость поз. Е-411. Для опорожнения насоса от продукта насос отсекается запорной арматурой на всасе и нагнетании, открывается запорная арматуру на линии опорожнения насоса (со всаса насоса) на нагнетание насоса подаётся (через гибкий шланг) азот давлением 0,6 МПа (6 кгс/см²), продукт передавливается в сборник поз. Е-411.

4.4. Стадия 500. Пиролиз дихлорэтана и закаливание реакционного пирогаза. (схема № 5)

Получение винилхлорида (ВХ) осуществляется путем высокотемпературного дегидрохлорирования (пиролиза) дихлорэтана по следующей реакции:

С₂Н₄Сl₂  C₂H₃Cl + HCl

дихлорэтан винилхлорид хлористый водород

Процесс протекает при температуре не более 520С со степенью конверсии дихлорэтана 4550%. Реакция эндотермическая, тепловой эффект реакции составляет 16,2 Гкал/моль.

Наряду с основной реакцией имеют место побочные реакции с образованием:

ацетилена: СH₂=CHCl  C₂H₂ + HCl

винилхлорид ацетилен хлористый

водород

хлоропрена: 2СH₂=CHl  CHCl=CH-CH=CH₂ + HCl

винилхлорид хлоропрен хлористый

водород

а также реакции с образованием бутадиена, хлорметила, трихлорметана, винилиденхлорида.

Процесс осуществляется в печи пиролиза дихлорэтана, представляющей собой стальную вертикальную, зауженную вверху камеру с размерами:

нижней части: 1730х14700х6600 (высота)

верхней части: 1040х14000х6200 (высота)

Внутри печь футерована огнеупорными материалами. В печи размещен змеевик из горизонтальных труб, который по ходу движения дихлорэтана условно делится на зоны подогрева, испарения, перегрева паров (шоковая) и реакции.

Зона подогрева состоит из 24 оребренных труб (6 рядов по 4 трубы в каждом), обеспечивающих развитую поверхность теплообмена и 20 гладких труб (5 рядов по 4 трубы в каждом). Диаметр труб зоны подогрева - 114,3х4. С целью снижения коррозии со стороны дымовых газов верхние 4 ряда труб выполнены из коррозионностойкого сплава INCONEL-600.

Зона испарения состоит из 14 труб (4 ряда по 3 трубы в каждом и верхний 5-ый ряд из 2-ух труб) диаметром 168,3х10.

Зона перегрева (шоковая) состоит из 8 труб диаметром 168,3х10, уложенных в 2 ряда по 4 трубы.

Реакционная зона имеет 26 труб диаметром 168,3х10, размещенных в 2 ряда.

По ходу движения дымовых газов печь пиролиза разделена на зоны излучения, переходную и конвективную.

Зона излучения находится в расширенной части печи пиролиза, где расположены 140 акустических газовых горелок АГГ-4М, размещенных в 5 рядов по высоте. Зона излучения служит для передачи тепла от раскаленной футеровки реакционной зоне змеевика. Конструкция горелки обеспечивает настильное распространение плоского пламени по всей поверхности боковых стен печи. Тепло, необходимое для проведения пиролиза - 22,7 Мвт, передается от стен печи реакционному змеевику преимущественно путем излучения.

Над зоной излучения располагается переходная зона печи, где размещается змеевик перегрева паров дихлорэтана и далее - зона конвекции.

Назначение зоны конвекции - подогрев и испарение поступающего в печь дихлорэтана. Обогрев осуществляется конвективным путем за счет частичной регенерации тепла отходящих дымовых газов. Зона конвекции размещается в верхней зауженной части

печи, что обеспечивает увеличение скорости дымовых газов и повышение эффективности теплообмена.

Вывод дымовых газов из печи пиролиза осуществляется через газосборники, расположенные над зоной конвекции, в дымовую трубу. Диаметр трубы - 1600мм, высота - 21000мм.

Общая высота печи вместе с дымовой трубой составляет - 40000мм.

Дихлорэтан из складских емкостей поз. Е-501А-Г насосами поз. Н- 501Д_1-3 подается в змеевик печи пиролиза дихлорэтана поз. Р-501. Объемный расход дихлорэтана в пределах (22-50 м³/ч) контролируется и поддерживается прибором FRCSA-500 с помощью регулирующего клапана на подводящем трубопроводе. При остановке питающих насосов поз. Н-501Д_1-3 срабатывает блокировка на рабочем месте оператора, обеспечивающая:

- закрытие клапана FRCSA-500 на подаче дихлорэтана в печь пиролиза;

-закрытие клапанов-отсекателей В501, В504 на подаче топливного газа в печь пиролиза;

- открытие клапана В505 сброса топливного газа на свечу;

- открытие клапана В503 на подаче азота в под печи;

При понижении объемного расхода дихлорэтана до 22 м³/ч срабатывает световая и звуковая сигнализация, а при дальнейшем понижении до 20 м³/ч включается блокировка по остановке печи пиролиза, при этом происходит:

- закрытие клапана FRCSA-500 на подаче дихлорэтана в печь пиролиза;

- закрытие клапанов-отсекателей В501, В504 на подаче топливного газа в печь пиролиза;

- открытие клапана В505 сброса топливного газа на свечу;

- открытие клапана В503 подачи азота в под печи;

• остановка питающих насосов поз.Н-501Д_1-3.

Давление дихлорэтана на входе в печь - 3,7 МПа, (37 кгс/см²) контролируется прибором поз. PRA-500. При достижении предельного значения 3,7 МПа (37 кгс/см²) на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация. Температура поступающего в печь дихлорэтана составляет 0-40С и контролируется прибором поз. TI-502.

На линии входа дихлорэтана в печь пиролиза установлены предохранительные клапаны, отрегулированные на давление открытия 4,0 МПа (40 кгс/см²). Возврат дихлорэтана от предохранительных клапанов осуществляется в складскую емкость поз. Е-501 Г (корпус 1346).

Дихлорэтан проходит сверху вниз зону подогрева, состоящую из оребренных и гладких труб, где нагревается до температуры 225-285С и поступает в зону испарения. Температура дихлорэтана на выходе из зоны подогрева контролируется прибором поз. TR-503_1, (труба №44).

Пары дихлорэтана после зоны испарения нагреваются в зоне перегрева (шоковой) до температуры 260-390С и контролируется прибором ТR-503₇, поступают в зону реакции, где нагреваются до температуры не более 520С и частично расщепляются на винилхлорид и хлористый водород.

Контроль за температурой в шоковой зоне осуществляется с помощью прибора TR-503₇, (труба №62) в зоне реакции температура контролируется в пределах не более-520С и регистрируется в 5-ти точках по длине змеевика (трубы 69, 75, 81, 87, 92) с помощью приборов TR-503_2-5., TRCSA-503₆. Реакционная смесь, состоящая из неразложившегося дихлорэтана, а также винилхлорида, хлористого водорода и побочных продуктов с температурой не более 520С подается в колонну закалочную поз.К-501. Температура реакционной смеси контролируется и поддерживается с помощью прибора TRCSA-503/6 (труба №92) за счет внесения коррекции на регулятор FRCA-505 расхода природного газа к горелкам печи пиролиза. При повышении температуры пирогаза до 520С по прибору поз. TRСSA-503₆ на рабочем месте оператора предусмотрена световая и звуковая сигнализация, а при достижении 530С срабатывает блокировка по остановке печи, обеспечивающая:

- закрытие клапанов В501 и В504 на подаче топливного газа в печь пиролиза; - открытие клапана В505 сброса топливного газа на свечу;

• открытие клапана В503 подачи азота в под печи.

Температура на выходе реакционных газов с печи пиролиза поз.Р-501 не более 520⁰С, контролируется прибором TR-501.

В качестве топлива используется природный газ, поступающий из заводской сети. Температура природного газа на входе в цех в пределах минус 40 плюс 30С контролируется прибором поз. TR-06, давление – прибором поз.PR-05 в пределах 0,3-0,6 МПа (3,0-6,0 кгс/см²) и расход – прибором поз.FR-05 в количестве не более 3100 нм³/час. Перед подачей природного газа к горелкам давление редуцируется клапаном – регулятором поз.PRCA-505 до давления 0,2-0,3 МПа (2,0-3,0 кгс/см²). При давлении 0,35 МПа (3,5 кгс/см²) на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация. Расход природного газа на горелки печи пиролиза в пределах 1150-3100 нм³/час устанавливается дистанционно ручным регулятором поз.HC-500 (90% от общего количества ) и дополнительно поддерживается автоматически клапаном поз.FRCA-505 с коррекцией по температуре пирогаза на выходе из печи. При предельных значениях расхода (1150 нм³/ч и 3100 нм³/ч) на рабочем месте оператора ДПУ АРМ-2 срабатывает световая и звуковая сигнализация.

Давление природного газа перед регуляторами расхода контролируется прибором поз.РRSA-506 в пределах 0,2-0,3 МПа (2,0-3,0 кгс/см²), при снижении давления до 0,2 МПа (2.0 кгс/см²) на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация, а при снижении давления до 0,15 МПа (1,5 кгс/см²) срабатывает блокировка остановку печи (прекращается подача газа в печь пиролиза , клапана В501,В504 закрываются, клапан В-505 открывается).

Далее природный газ поступает на 5 рядов горелок печи пиролиза. Температура природного газа перед подачей на горелки замеряется прибором поз.ТI-509 и должна быть не менее минус 40⁰С и не более плюс 30⁰С.

Давление газа после регулятора расхода контролируется в пределах 0,05-0,28 МПа, (0,5-2,8кгс/см²) приборами PRSA-514 и PRSA-515, при предельных значениях давления 0,28 МПа (2,8кгс/cм²) и 0,05 МПа (0,5 кгс/см²) на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация, при снижении давления до 0,04 МПа (0,4 кгс/см²) и повышении его до 0,3 МПа (3,0 кгс/см²), включается блокировка по отключению печи, обеспечивающая:

- закрытие клапана В501, В504 на подаче топливного газа в печь пиролиза;

- открытие клапана В505 сброса топливного газа на свечу.

Для исключения создания взрывоопасной концентрации в топочной камере при розжиге печи, предусмотрено предварительное заполнение системы природным газом через шунт с ограничением расхода. При достижении давления в системе 0,2 МПа (2,0 кгс/см²), определяемого прибором поз. PSA-5-1_л-п - 5-5_л-п срабатывает световая и звуковая сигнализация и блокировка на возможность открытия основного топливного клапана.

Дымовые газы, образующиеся при сжигании природного газа, объемной долей кислорода не более 7,5% и температурой 230-330С через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу. Содержание кислорода контролируется прибором поз. QRA-500, при повышении концентрации кислорода до 7,5% на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация.

Температура дымовых газов контролируется в нескольких точках по высоте печи:

- на перевале - прибор поз. TI-507_1-4 не выше 970С;

- в газоходах - прибор поз. TI-505_1-2 230-330С;

- в дымовой трубе - прибор поз. TI-504 230-330С;

- в камере конвекции - прибор поз. TRSA-506 230-350С.

При повышении температуры дымовых газов в камере конвекции до 350С на рабочем месте оператора предусмотрена сигнализация, при достижении температуры 450С срабатывает блокировка по остановке печи:

- закрытие клапанов-отсекателей В501, В504 на подаче топливного газа в печь

пиролиза;

- открытие клапана В505 сброса топливного газа на свечу;

- закрытие клапана FRCSA-500 на подаче дихлорэтана в печь пиролиза;

- открытие клапана В503 на подаче азота в под печи;

- отключение насосов поз. Н-501Д_1-3 на подаче дихлорэтана в печь пиролиза.

Перепад давления в топочном пространстве устанавливается с помощью шиберов в газоходах и дымовой трубе, разрежение контролируется в следующих пределах:

- у пода печи - минус (80-150) Па (прибор поз. PRSA-502₄);

- на перевале - минус (20-50) Па (прибор PI-502₃);

- в дымовой трубе - минус (20-35) Па (прибор PI-502₁);

- в газоходе - минус (20-35) Па (прибор PI-502₂).

При достижении минимального разрежения в поде печи минус 80 Па на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация, при минус 10 Па предусмотрена блокировка по остановке печи, включающая:

- закрытие клапанов-отсекателей В501, В504 на подаче топливного газа в печь

пиролиза;

- открытие клапана В505 сброса топливного газа на свечу.

Во избежание перегрева стенки реакционного змеевика и его прогара осуществляется регистрация температуры стенки реакционного змеевика в двух точках с помощью прибора поз. TRA-590_1,2.

При повышении температуры стенки до 630С на рабочем месте оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация и персоналом принимаются меры по остановке печи пиролиза.

К трубопроводу подачи дихлорэтана в печь пиролиза подсоединены трубопроводы подачи азота высокого давления 4,0 МПа (40 кгс/см²), пара высокого давления 1,2 МПа (12,0 кгс/см²), технологического воздуха 0,6 МПа (6,0 кгс/cм²), азота низкого давления 0,6 МПа (6,0 кгс/см²).

Азот высокого давления необходим для продувки змеевика с целью его опорожнения от дихлорэтана при остановках печи пиролиза.

Азот высокого давления поступает из ресивера азота поз.Е-3, расположенного в корпусе №1349, давление контролируется по прибору поз. PIА-501, при давлении 3,8 МПа (38,0 кгс/см²) срабатывает световая и звуковая сигнализация на рабочем месте оператора.

Азот низкого давления служит для продувки змеевика печи пиролиза перед пуском и при регенерации змеевика и подается из общезаводской сети.

При регенерации змеевиков печи пиролиза используются пар высокого давления и технологический воздух, потребляемые также из общезаводской сети.

Подсоединение азота низкого давления, технологического воздуха и пара высокого давления осуществляется к трубопроводу подачи дихлорэтана через съемный участок.

Камера сгорания печи имеет врезки для подачи азота низкого давления, технологического воздуха, пара высокого давления. Подача азота осуществляется автоматически с помощью клапана В503 при нарушениях технологического процесса.

Имеется возможность дистанционной аварийной остановки печи пиролиза с помощью кнопок 5_1-2 на рабочем месте оператора, обеспечивающая:

- закрытие клапана поз. FRCSA-500 на подаче дихлорэтана в печь пиролиза;

- закрытие клапанов В501, В504 на подаче топливного газа в печь пиролиза;

- открытие клапана В505 сброса топливного газа на свечу;

- открытие клапана В503 на подаче азота в под печи;

- отключение насосов поз. Н-501Д_1-3 подачи дихлорэтана в печь пиролиза.