ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1 страница

2.1 Стадии проектируемого производства. Основные закономерности проектируемой технологии.

1. 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.

2. Закалка перегретых паров.

3. 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.

4. Охлаждение продуктов реакции.

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

5. Очистка контактного газа от катализаторной пыли.

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

6. Регенерация катализатора.

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

7. 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/

Рисунок 1 -Функциональная схема дегидрирования изопентана в изоамилен

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.

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;

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.

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

2.3.1 Аналитический контроль

Таблица 2.1 Аналитический контроль

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.

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

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 1.6. 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 4.5. 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 РТ4.

Позиция 6. Контролируется, регистрируется, регулируется расход азота в стакан реактора позиции РТ4. Регулирующее воздействие вносится изменением подачи азота в стакан регенератора позиции РГ5. 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 комплекте 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 стакан реактора позиции РТ4.

Позиция 7. Контролируется, регистрируется, регулируется расход азота в нисходящую ветвь транспорта катализатора из реактора РТ4 в регенератор позиции РГ5. Регулирующее воздействие вносится изменением подачи азота. 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 7.4. 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.

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;

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: