ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

„ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ”

ФАКУЛЬТЕТ ЕКОЛОГІЇ ТА ХІМІЧНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ

КАФЕДРА „ХІМІЧНА ТЕХНОЛОГІЯ ПАЛИВА”

Пояснювальна записка

до дипломного проекту

спеціаліста

на тему „ Проект технічного переобладнання сульфатного відділення ПАТ «Авдіївський КХЗ» ”

Виконала: студент І курсу, групи ХТ-13с

спеціальності 7.05130105 Хімічні технології палива та вуглецевих матеріалів

Карпачова Ю.В.

Керівник Чернова О.О.

Рецензент Шевельов В.В.

Донецьк – 2014 року

Міністерство Освіти І НАУКИ України

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

„ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ”

ФАКУЛЬТЕТ ЕКОЛОГІЇ ТА ХІМІЧНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ

До захисту

Зав. кафедрою

хімічна технологія палива ”

_______________

(підпис)

Бутузова Л.Ф.

______________

(дата підпису)

Кваліфікаційна робота спеціаліста

Тема: „ Проект технічного переобладнання сульфатного відділення ПАТ «Авдіївський КХЗ»”

(розділів 14)

Спеціальна частина проекту: Проект піридинової установки

(розділ 10 )

ДонНТУ 7.05130105-13-5817-ВЗ КС

Виконавець _________________ студент гр. ХТ-13с Карпачова Юлія Вікторівна

(підпис, дата)

Керівник __________________ асистент Чернова О.О.

(підпис, дата)

Консультанти __________________ доцент Збиковський О.І.

(підпис, дата)

__________________ доцент Швець І.І.

(підпис, дата)

__________________ доцент Бутузов Г. М.

(підпис, дата)

__________________ доцент Зарічанська Є.В.

(підпис, дата)

Нормоконтролер ________________ доцент Швець І.І.

(підпис, дата)

Донецьк – 2014 року

РЕФЕРАТ

Кваліфікаційна робота спеціаліста на тему:

„ Проект технічного переобладнання сульфатного відділення ПАТ «Авдіївський КХЗ» ”

Бакалавр Карпачова Ю.В. ДонНТУ ХТ-13с

Рукопис Донецьк 2014

Сторінок: ілюстрацій: таблиць: посилань: формат: А4 додатків:

Об’єкт вивчення – сульфатне відділення цеху уловлювання №1 Авдіївського коксохімічного заводу.

Ціль проекту – переобладнання сульфатного відділення підприємства хімічної технології.

У дипломному проекті наведена технологічна схема сульфатного відділення та піридинової установки, креслення основних апаратів: абсорберу, барабанної сушарки, випарника та нейтралізатора. Розрахунки усіх основних апаратів: абсорберу, випарника, сушарки, нейтралізатора та всієї піридинової установки.

Наведені фізико-хімічні основи процесу уловлення аміаку з коксового газу та отримання піридинових основ, описані основні апарати та технологічні схеми. Розрахунок випарника виконаний за допомогою ЕОМ.

СУЛЬФАТНЕ ВІДДІЛЕННЯ, ПІРИДИНОВА УСТАНОВКА, АБСОРБЕР, СУШАРКА, СУЛЬФАТ АМОНІЮ, НЕЙТРАЛІЗАТОР, ВИПАРНИК

РЕФЕРАТ

Квалификационная работа специалиста на тему:

„ Проект технического переоборудования сульфатного отделения ПАТ «Авдеевский КХЗ»”

Бакалавр Карпачёва Ю.В. ДонНТУ ХТ-13с

Рукопись Донецк 2013

Страниц: рисунков: таблиц: источников: формат: А4 приложений:

Объект изучения – сульфатное отделение цеха улавливания №1 Авдеевского коксохимического завода.

Цель проекта – переоборудование сульфатного отделения предприятия химической технологии.

В дипломном проекте приведена технологическая схема сульфатного отделения и пиридиновой установки, чертежи основных аппаратов: абсорбера, барабанной сушилки, испарителя и нейтрализатора. Расчеты всех основных аппаратов: абсорбера, испарителя, сушилки, нейтрализатора и всей пиридиновой установки.

Приведенные физико-химические основы процесса улавливания аммиака из коксового газа и получения пиридиновых оснований, описаны основные аппараты и технологические схемы. Расчет испарителя выполнен с помощью ЭВМ.

СУЛЬФАТНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ, ПИРИДИНОВАЯ УСТАНОВКА, АБСОРБЕР, СУШИЛКА, СУЛЬФАТ АМОНИЯ, НЕЙТРАЛИЗАТОР, ИСПАРИТЕЛЬ

ABSTRACT

Qualifying work of specialist on a theme:

„ The project of technical re-equipment sulfate department PAT "Avdiivka coke”

Bachelor Karpachova J.V. DonNTU HТ-13s

Manuscript Donetsk 2013

Pages: Figures: Tables: Source: Format: A4 Application:

The object of study - sulfate separation recovery shop number 1 Avdiivka Coke.

The purpose of the project - the conversion of sulfate chemical separation technology.

In the thesis project presented flow sheet separation of sulfate and pyridine installation drawing main unit: absorbers, drum dryer, evaporator and converter. Payments all major units: the absorber, evaporator, dryer, converter and all pyridine installation.

These physic-chemical basis of process capture ammonia from coke oven gas and receipt of pyridine bases, describes the main technological devices and circuits. Calculation of the evaporator is made by computer.

SULFATE DEPARTMENT, PYRIDINE INSTITUTIONS, ABSORBERS, DRIERS, AMMONIUM SULFATE, CONVERTES, VAPORIZERS

ЗМІСТ

ВСТУП

1 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ

2 ХАРАКТЕРИСТИКА СИРОВИНИ ТА ГОТОВОЇ ПРОДУКЦІЇ

2.1 Характеристика вхідної сировини

2.2 Характеристика продукції,що випускається

3 ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ ПРОЦЕСІВ

3.1 Уловлювання аміаку з коксового газу з отриманням сульфату амонію

3.2 Уловлювання піридинових основ з коксового газу

4 ВИБІР ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ

5 ВИБІР ОБЛАДНАННЯ

5.1 Конструкція абсорберу

5.2 Конструкція випарника

5.3 Конструкція барабанної сушарки

5.4 Конструкція конденсатору

6 МАТЕРІАЛЬНІ РОЗРАХУНКИ БЕЗСАТУРАТОРНОГО МЕТОДУ ОТРИМАННЯ СУЛЬФАТУ АМОНІЮ

6.1 Матеріальний баланс аміаку

6.2 Розподіл поглинання аміаку по ступеням абсорберу

7 РОЗРАХУНОК АБСОРБЕРУ

7.1 Матеріальний розрахунок

7.2 Матеріальний і тепловий баланси збірки абсорбера 1-го ступеня

7.3 Розрахунок 2-го ступеня абсорберу

7.4 Матеріальний і тепловий баланси збірки 2-го ступеня абсорбера

7.5 Визначення розмірів абсорберу

8 РОЗРАХУНОК КОНДЕНСАТОРУ

8.1 Тепловий розрахунок

8.2 Визначення поверхні теплопередачі

9 РОЗРАХУНОК СУШАРКИ

9.1 Матеріальний розрахунок

9.2 Тепловий розрахунок сушарки

9.3 Визначення розмірів сушильного барабану

10 ПРОЕКТ ПІРИДИНОВОЇ УСТАНОВКИ

10.1 Обґрунтування необхідності уловлювання піридинових основ

10.2 Опис схеми піридинової установки

10.3 Вибір обладнання

10.4 Розрахунок нейтралізатору

10.5 Розрахунок конденсатору легких піридинових основ

11 РОЗРАХУНОК ВИПАРНИКА НА ЕОМ

11.1 Постанова задачi

11.2 Математичний опис

11.3 Ідентифікація змінних

11.4 Аналіз результатів розрахунку

12 ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ПРОЕКТУ УЛОВЛЮВАННЯ ПІРИДИНОВИХ ОСНОВ

12.1 Визначення капітальних витрат

12.2 Розрахунок чисельності працівників

12.3 Розрахунок фонду оплати праці основних виробничих працівників.

12.4 Визначення собівартості продукції виробництва

12.5 Визначення виробничої собівартості уловлювання піридинових основ.

12.6 Розрахунок економічної ефективності технологічного рішення

13 АВТОМАТИЧНИЙ КОНТРОЛЬ І РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ

14 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА ПРИ НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ

14.1 Стисла характеристика виробництва та його шкідливі фактори

14.2 Заходи щодо поліпшення праці

14.2.1 Розрахунок заземлення насосної установи

14.2.2 Розрахунок витяжної вентиляції

14.2.3 Пожежна безпека

14.3 Безпека при надзвичайних ситуаціях

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

ДОДАТОК А ВІДДІЛЕННЯ СУЛЬФАТНЕ. СХЕМА ТЕХНОЛОГІЧНА З КВП І А. СПЕЦИФІКАЦІЯ

ДОДАТОК Б АБСОРБЕР АМІАЧНИЙ. СПЕЦИФІКАЦІЯ

ДОДАТОК В ВИПАРНИК. СПЕЦИФІКАЦІЯ

ДОДАТОК Г СУШАРКА БАРАБАННА. СПЕЦИФІКАЦІЯ

ДОДАТОК Д ПІРИДИНОВА УСТАНОВКА. СХЕМА ТЕХНОЛОГІЧНА. СПЕЦИФІКАЦІЯ

ДОДАТОК Є НЕЙТРАЛІЗАТОР. СПЕЦИФІКАЦІЯ

ЛИСТ ЗАУВАЖЕНЬ ДО КВАЛІФІКАЦІЙНОЇ РОБОТИ

ВСТУП

Аміак утворюється в процесі коксування з азоту і водню кам'яного вугілля. Велика частка азоту вугілля (до 60%) залишається в коксі у вигляді термічно стійких азотистих поєднань, а остання частка видаляється з вугілля разом з леткими продуктами коксування - газом, смолою і надсмольною водою.

Утворення аміаку при коксуванні вугілля починається при температурі біля 600°С, а максимальний вихід його досягається при температурах 800-900°С.

За даними [1] вихід аміаку від сухої шихти для донецького вугілля варіюється в межах 0,25-0,30%, а для кузнецьких може досягати 0,45 %.

Вміст аміаку в газі для різного вугілля [1] може варіюватися в межах 5,5 - 12,5 г/м³ (0 °С).

Вилучення аміаку з коксового газу - обов'язкова технологічна операція при підготовці газу до його подальшого використання. Норми допустимого вмісту аміаку в газі: не більше 0,03 г/м³[2], тобто повнота витягання аміаку з газу повинна складати 99,7 – 99,8 % мас. Такі серйозні вимоги визначаються чисто технологічними причинами [3]:

- необхідність видалення компонента, який призводить до корозії газопроводів та обладнання;

- для попередження виникнення відкладань в газопровідних комунікаціях і регулюючих пристроях коксових батарей;

- для нормальної експлуатації бензольно-скруберних відділень і цехів сірко очистки;

- аміак з ціаністим воднем, що знаходиться в газі, різко посилює корозію устаткування, утворюючи добре розчинне комплексне з'єднання –

гексацианферрат – (NH₄)₄[FeCN₆];

- аміак, що залишається в газі, при спалюванні перетворюється переважно на токсичні і корозійно-небезпечні оксиди азоту;

- аміак стабілізує емульсії води і олії при уловлюванні бензольних вуглеводнів.

У результаті уловлювання аміаку сірчаною кислотою утворюється сульфат амонію.

Сульфат амонію виробляється на коксохімічних заводах у великих кількостях. На 1 т сухої шихти виробництво сульфату амонію (сухого) складає 11,0-11,5 кг.

Сульфат амонію являється дуже ефективним азотним добривом. Особливістю цього вигляду добрива є ті, що він дозволяє підпитувати ґрунт не лише азотом, але і сіркою. Остання входить до складу білків і амінокислот рослин і тому разом з азотом є одним з важливих елементів живлення сільськогосподарських культур. По мірі важливості для рослин сірку можна поставити на третє місце після азоту і фосфору. Продукт володіє важливою для життєдіяльності рослин властивістю. Він переводить фосфор, що знаходиться в ґрунті з нерозчинної форми в розчинну і тим самим підсилює процес поглинання рослиною цієї речовини. Це дозволяє понизити кількість фосфорних добрив, що вносяться до ґрунту.

Не дивлячись на те, що продукт найширше використовується в сільському господарстві, він також застосовується і в інших галузях. Наприклад, у біохімії переосадження сульфатом амонію є загальним методом очищення білків. Використовується в технології хлорування води з амонізацією, вводиться в оброблювану воду за декілька секунд до хлору, з хлором утворює хлораміни - зв'язуючи вільний хлор, завдяки чому значно скорочується утворення хлорорганіки шкідливої для організму людини, скорочується витрата хлору, зменшується корозія трубопроводів. В харчовій промисловості його використовують як харчову добавку Є517 (речовини проти злежування). В промисловості сульфат амонію використовують як сировину при виробництві акумуляторів, у виробництві віскозного волокна і як основу при виробництві вогнезахисних просочень для дерева.

Так як сатураторний метод не дає можливості регулювати розмір отримуваних кристалів, то пропонується для впровадження безсатураторний метод отримання сульфату амонію на ПАТ «Авдіївський КХЗ», у якому на стадії абсорбції отримують ненасичений розчин солі, що піддається вакууму, - випарці в умовах інтенсивної циркуляції, що забезпечує незначне пересичення і керований ріст кристалів.