BALTKRIEVIJAS REPUBLIKAS IZGLĪTĪBAS MINISTRIJA

BALTKRIEVIJAS VALSTS EKONOMIKAS UNIVERSITĀTE

Tehnoloģiju katedra

Individuālais darbs par tēmu:

"Sērskābes ražošana ar kontakta metodi".

Pabeidza FBD 1. kursa students: Klimenok M.A.

Pārbaudījis skolotājs: Tarasevičs V.A.

Minska 2002

· Abstrakts

Sērskābes ražošanas saskares metodes apraksts

· Fundamentāls tehnoloģiju sistēma sērskābes ražošana ar kontakta metodi

Darbaspēka izmaksu dinamika izstrādes laikā tehnoloģiskais process

Tehnoloģiju līmeņa, tā bruņojuma un dzīvā darba produktivitātes aprēķins

· Secinājums

Literatūra un avoti

Šis darbs sastāv no 12 lapām.

Atslēgas vārdi: Sērskābe, Kontaktmetode, Reakcija, Ražošanas tehnoloģija, Darbaspēka izmaksu dinamika, Tehnoloģiskais process.

Šajā rakstā ir pētīta un aprakstīta sērskābes ražošanas tehnoloģija ar kontaktmetodi. Dotas ilustrācijas, diagrammas, grafiki un tabulas, kas atspoguļo tehnoloģiskā procesa būtību. Izceltas būtiskākās tendences sērskābes ražošanas attīstībā ar kontaktmetodi.

Tika veikta dzīves un pagātnes darbaspēka izmaksu dinamikas, kā arī darbaspēka izmaksu dinamikas analīze tehnoloģiskā procesa izstrādes gaitā. Tiek aprēķināts tehnoloģiju līmenis, tas bruņojums un dzīvā darba produktivitāte. Tiek izdarīti attiecīgi secinājumi un secinājumi.

Sērskābes ražošanas saskares metodes apraksts

Ar kontakta metodi tiek ražots liels skaits sērskābes šķirņu, tostarp oleums, kas satur 20% brīva SO3, vitriols (92,5% H 2 SO 4 un 7,5% H 2 O), akumulatora skābe, aptuveni tādā pašā koncentrācijā kā un vitriols eļļa, bet tīrāka.

Sērskābes ražošanas saskares metode ietver trīs posmus: gāzes attīrīšanu no katalizatoram kaitīgiem piemaisījumiem; sēra dioksīda kontaktoksidēšana par sēra anhidrīdu; sērskābes anhidrīda absorbcija ar sērskābi. Galvenais solis ir SO 2 kontaktoksidēšana līdz SO 3 ; šīs darbības nosaukumu sauc arī par visu metodi.

Sēra dioksīda kontaktoksidēšana ir tipisks heterogēnas oksidatīvās eksotermiskās katalīzes piemērs. Šī ir viena no visvairāk pētītajām katalītiskajām sintēzēm.

Atgriezenisks reakcijas līdzsvars
2SO 2 + O 2 >< 2 SO 3 + 2 x 96,7 кдж (500 оС) (а)
saskaņā ar Le Chatelier principu tas virzās uz SO 3 veidošanos, samazinoties temperatūrai un palielinoties spiedienam; attiecīgi palielinās SO 2 pārvēršanās līdz SO 3 līdzsvara pakāpe

Jāņem vērā, ka spiediena palielināšanās dabiski palielina reakcijas ātrumu (a). Tomēr ir neracionāli šajā procesā izmantot paaugstinātu spiedienu, jo papildus reaģējošajām gāzēm būtu nepieciešams saspiest balasta slāpekli, kas parasti veido 80% no visa maisījuma, un tāpēc katalizatori tiek aktīvi izmantoti. ražošanas cikls.

Aktīvākais katalizators ir platīns, taču tas vairs netiek izmantots augsto izmaksu un vieglas saindēšanās dēļ ar grauzdēšanas gāzes piemaisījumiem, īpaši arsēnu. Dzelzs oksīds ir lēts, bet ar parasto gāzes sastāvu - 7% SO2 un 11% O2, tas uzrāda katalītisko aktivitāti tikai temperatūrā virs 625 ° C, t.i. kad xp 70%, un tāpēc to izmanto tikai sākotnējai SO2 oksidēšanai, līdz sasniedz xp 50-60%. Vanādija katalizators ir mazāk aktīvs nekā platīna katalizators, taču tas ir lētāks un ir saindēts ar arsēna savienojumiem vairākus tūkstošus reižu mazāk nekā platīns; tas izrādījās visracionālākais un tas ir vienīgais, ko izmanto sērskābes ražošanā. Vanādija kontaktmasa satur vidēji 7% V2O5; aktivatori ir sārmu metālu oksīdi, parasti izmanto K2O aktivatoru; nesējs ir poraini aluminosilikāti. Šobrīd katalizators tiek izmantots savienojuma SiO2, K veidā un/vai Cs, V dažādās proporcijās. Šāds savienojums izrādījās visizturīgākais pret skābi un visstabilākais. Visā pasaulē tā pareizāks nosaukums ir "vanādiju saturošs". Šāds katalizators ir īpaši izstrādāts darbam zemā temperatūrā, kas rada mazākas emisijas atmosfērā. Turklāt šāda katalīze ir lētāka nekā kālijs / vanādijs. Parastie vanādija kontaktsavienojumi ir porainas granulas, tabletes vai gredzeni (1. att.).

Katalīzes apstākļos kālija oksīds pārvēršas par K2S2O7, un kontaktmasa parasti ir porains nesējs, kura virsma un poras ir samitrinātas ar vanādija pentoksīda šķīduma plēvi šķidrā kālija pirosulfātā.
Vanādija kontaktmasa tiek darbināta temperatūrā no 400 līdz 600 °C. Temperatūrai paaugstinoties virs 600 °C, sākas neatgriezenisks katalizatora aktivitātes samazinājums komponentu saķepināšanas dēļ, veidojot neaktīvus savienojumus, kas nešķīst kālija pirosulfātā. Temperatūrai pazeminoties, katalizatora aktivitāte strauji samazinās, jo piecvērtīgais vanādijs pārvēršas par četrvērtīgo vanādiju, veidojoties zemas aktivitātes vanadils VOSO4.

Katalīzes process sastāv no šādiem posmiem: 1) reaģējošo komponentu difūzija no gāzes plūsmas serdeņiem uz granulām un pēc tam kontaktmasas porās; 2) skābekļa sorbcija ar katalizatoru (elektronu pārnešana no katalizatora uz skābekļa atomiem); 3) SO2 molekulu sorbcija ar kompleksa SO2 * O * katalizatora veidošanos; 4) elektronu pārkārtošanās līdz ar kompleksa SO2 * katalizatora veidošanos; 5) SO3 desorbcija no kontaktmasas porām un no graudu virsmas.

Ar lielām kontaktmasas granulām kopējo procesa ātrumu nosaka reaģentu difūzija (1. un 6. posms). Parasti jācenšas iegūt granulas, kuru diametrs nepārsniedz 5 mm; šajā gadījumā process norisinās pirmajos oksidācijas posmos difūzijas reģionā un pēdējā (pie x 80%) kinētiskajā reģionā.

Granulu iznīcināšanas un salipšanas, slāņa piesārņojuma, katalizatora saindēšanās ar arsēna savienojumiem un tā temperatūras bojājumu dēļ nejaušu režīma pārkāpumu gadījumā vanādija kontaktmasa tiek nomainīta vidēji pēc 4 gadiem. Ja tomēr tiek traucēta gāzu attīrīšana, kas iegūta, grauzdējot pirītus, tad tiek traucēta kontakta aparāta darbība, jo pēc dažām dienām tiek saindēts kontaktmasas pirmais slānis. Lai saglabātu katalizatora aktivitāti, tiek izmantota smalka gāzes tīrīšana ar mitro metodi.

Sērskābes ražošanas ar kontaktmetodi shematiskā diagramma

Labākā izejviela sēra dioksīda ražošanai ir sērs, ko kausē no dabīgiem sēru saturošiem iežiem, kā arī iegūst kā blakusproduktu vara ražošanā, gāzu attīrīšanā u.c. Sērs kūst 113 grādu C temperatūrā, viegli uzliesmo un sadeg vienkāršās krāsnīs (2. att.). Izrādās gāze augsta koncentrācija, ar zemu kaitīgo piemaisījumu saturu.

Sēra sadegšana notiek saskaņā ar reakciju S + O 2 > SO 2 + 296 kJ Faktiski sērs kūst un iztvaiko pirms sadegšanas (bp ~ 444 ° C) un sadeg gāzes fāzē. Tādējādi pats degšanas process ir viendabīgs.

Kompresors un sadegšanas kamera

Nesadedzināts sērs
Gaiss sēra sadedzināšanai un pēcsadedzināšanai
šķidrais sērs
Kompresēts gaiss
Produkts - grauzdēšanas gāze

sērskābes ražošanas plūsmas diagramma

1 - 1. mazgāšanas tornis; 2 - 2. mazgāšanas tornis ar uzgali; 3 - mitrais elektrostatiskais nogulsnētājs; 4 - žāvēšanas tornis ar sprauslu; 5 - turbokompresors; 6 - cauruļveida siltummainis; 7 - kontaktierīce; 8 - cauruļveida gāzes dzesētājs; 9 un 10 - absorbcijas torņi ar sprauslu; 11 - centrbēdzes sūkņi; 12 - skābes savācēji; 13 - skābes ledusskapji

Cepšanas gāze pēc rupjas attīrīšanas no putekļiem plēnes elektrostatiskajos nosēdumos aptuveni 300 ° C temperatūrā nonāk dobajā mazgāšanas tornī (3. att.: 1.2.), kur auksts. sērskābe(75% H2SO4). Kad gāze tiek atdzesēta, tajā esošais sērskābes anhidrīds un ūdens tvaiki kondensējas sīku pilienu veidā. Arsēna oksīds izšķīst šajos pilienos. Veidojas arsēnskābes migla, kas tiek daļēji uztverta pirmajā tornī un otrajā tornī ar keramikas uzgali. Tajā pašā laikā tiek uztverti putekļu atlikumi, selēns un citi piemaisījumi. Veidojas netīrā sērskābe (līdz 8% no kopējās produkcijas), kas tiek izsniegta kā nestandarta produkti. Gāzes galīgo attīrīšanu no netveramās arsēnskābes miglas veic mitrajos filtros (3. att.: 3), kas tiek uzstādīti sērijveidā (divos vai trīs). Mitrie filtri darbojas tāpat kā sausie filtri. Miglas pilieni tiek nogulsnēti uz cauruļveida savācējelektrodiem, kas izgatavoti no svina vai ATM plastmasas, un plūst uz leju. Gāzes attīrīšanu pabeidz, žāvējot to no ūdens tvaikiem ar vitriola eļļu tornī ar iepakojumu (3. att.: 4). Parasti tiek uzstādīti divi žāvēšanas torņi. Torņi, gāzes vadi un skābes kolektori apstrādes sekcijā parasti ir no tērauda, ​​kas izklāta ar skābes izturīgiem ķieģeļiem vai diabāzes flīzēm. Sausais sēra dioksīds un sērskābes anhidrīds nav kodīgi, tāpēc visas turpmākās iekārtas līdz pat monohidrāta absorbētājam var montēt no parasta oglekļa tērauda bez korozijas aizsardzības.

Liels skaits iekārtu rada ievērojamu pretestību gāzes plūsmai (līdz 2 m w.c.), tāpēc gāzes transportēšanai tiek uzstādīts turbokompresors (3. att.: 5). Kompresors, izsūcot gāzi no krāsnīm cauri visām iekārtām, iesūknē to kontakta blokā.

Kontaktu komplekts (3. att.: 6,7,8) sastāv no kontakta aparāta, apvalka un cauruļu siltummaiņa un nav parādīts diagrammā (4. att.). uguns iedarbināšanas gāzes sildītājs. Palaišanas sildītāja siltummainī gāze tiek uzkarsēta pirms ieiešanas aparātā palaišanas laikā vai tad, kad temperatūra aparātā nokrītas zem normas.
Parasti tiek izmantotas plauktu kontaktierīces. Šādai ierīcei ir cilindrisks korpuss ar diametru no 3 līdz 10 un augstumu 10-20 m. Korpusa iekšpusē ir uzstādīti četri vai pieci režģi ar kontaktmasas granulu slāni uz katra no tiem. Starp kontaktmasas slāņiem ir uzstādīti starpposma cauruļveida vai kastes formas siltummaiņi. Diagrammā parādīts četrslāņu kontaktaparāts, lai gan biežāk tiek izmantoti piecu slāņu aparāti, taču to darbības princips ir pilnīgi līdzīgs, atšķirība ir tikai vēl vienā katalizatora slānī. Svaiga gāze tiek uzkarsēta ar izreaģētās karstās gāzes siltumu, vispirms ārējā siltummainī, pēc tam tā daļēji vai pilnībā iet cauri trim vai četriem iekšējiem siltummaiņiem secīgi sildīšanai, 440-450 ° C temperatūrā tā nonāk pirmajā siltummaiņā. kontakta masa. Šo temperatūru kontrolē, atverot vārstus. Iekšējo siltummaiņu galvenais mērķis ir daļēji oksidēto un uzkarsēto gāzi atdzesēt katalizatora slānī, lai režīms pamazām tuvotos optimālajai temperatūras līknei.

Plauktu kontaktierīces - viens no visizplatītākajiem kontaktierīču veidiem. To darbības princips ir tāds, ka gāzes sildīšana un dzesēšana starp katalizatora slāņiem, kas atrodas uz plauktiem, tiek veikta pašā kontaktaparātā, izmantojot dažādus siltumnesējus vai dzesēšanas metodes.Šāda veida aparātos katra apakšā esošā katalizatora augstums slānis ir augstāks par to, kas atrodas virs tā, ti, .e. palielinās gar gāzes plūsmu, un siltummaiņu augstums samazinās, jo, palielinoties kopējai konversijas pakāpei, reakcijas ātrums samazinās un attiecīgi samazinās izdalītā siltuma daudzums. Siltummaiņu gredzenā svaiga gāze iet secīgi no apakšas uz augšu, atdzesējot reakcijas produktus un uzsildot līdz reakcijas sākuma temperatūrai.

Kontaktierīču produktivitāte H 2 SO 4 izteiksmē atkarībā no to lieluma svārstās no 50 līdz 500 tonnām H 2 SO 4 dienā. Izstrādāti kontaktierīču projekti ar jaudu 1000 un 2000 tonnu dienā. Aparātā tiek ievietoti 200-300 litri kontaktmasas uz 1 tonnu dienas produkcijas. Cauruļveida kontaktaparāti SO 2 oksidēšanai tiek izmantoti retāk nekā plaukti. Augstas koncentrācijas sēra dioksīda oksidēšanai ir racionāli izmantot kontaktaparatūru ar verdošā katalizatora slāņiem.

Sērskābes anhidrīda absorbcija pēc reakcijas SO 3 +H 2 O = H 2 SO 4 +9200 J parasti tiek veikta torņos ar blīvējumu (3. att. 9.10.), jo burbuļojošie vai putu absorbētāji ar augstu darba intensitāti ir. palielināta hidrauliskā pretestība. Ja ūdens tvaiku daļējais spiediens virs absorbējošās skābes ir ievērojams, tad SO 3 savienojas ar H 2 O gāzes fāzē un veido sīkus netveramas sērskābes miglas pilienus. Tāpēc uzsūkšanās ir koncentrētas skābes. Vislabākā absorbcijas spējas ziņā ir skābe, kas satur 98,3% H2SO4 un kurai ir nenozīmīga gan ūdens tvaiku, gan SO 3 elastība. Tomēr vienā ciklā tornī nav iespējams nofiksēt skābi no 98,3% līdz standarta oleumam, kas satur 18,5-20% brīvā sērskābes anhidrīda. Pateicoties lielajam absorbcijas termiskajam efektam adiabātiskā procesa laikā tornī, skābe tiek uzkarsēta un absorbcija apstājas. Tāpēc, lai iegūtu oleumu, absorbcija tiek veikta divos secīgi uzstādītos torņos ar sprauslu: pirmo no tiem apūdeņo ar oleumu, bet otro ar 98,3% sērskābi. Lai uzlabotu absorbciju, gan gāze, gan skābe, kas nonāk absorbētājā, tiek atdzesēta, tādējādi palielinot procesa virzītājspēku.

Visos kontaktražošanas torņos, ieskaitot absorbētājus, atteces skābes daudzums ir daudzkārt lielāks nekā nepieciešams gāzes komponentu (H 2 O, SO 3) absorbēšanai, un to nosaka siltuma bilance. Cirkulējošos skābju dzesēšanai parasti tiek uzstādīti apūdeņošanas ledusskapji, kuru caurulēs, no ārpuses apūdeņojot ar aukstu ūdeni, plūst atdzesētā skābe.

Sērskābes ražošanu ievērojami vienkāršo, apstrādājot gāzi, kas iegūta, sadedzinot iepriekš izkausētu un filtrētu dabīgo sēru, kas gandrīz nesatur arsēnu. Šajā gadījumā tīrs sērs tiek sadedzināts gaisā, kas iepriekš ir žāvēts ar sērskābi iesaiņotā tornī. Izrādās 9% SO2 un 12% O2 gāze 1000 ° C temperatūrā, kas vispirms tiek novirzīta zem tvaika katla un pēc tam bez attīrīšanas kontaktaparātā. Aparāta intensitāte ir lielāka nekā pirīta gāzei, jo ir palielināta SO2 un O2 koncentrācija. Iekārtā nav siltummaiņu, jo gāzu temperatūru samazina, starp slāņiem pievienojot aukstu gaisu. SO3 absorbcija tiek veikta tāpat kā plūsmas diagrammā.

Svarīgākās tendences sērskābes ražošanas attīstībā ar kontaktmetodi:

1) procesu intensifikācija, veicot tos suspendētā slānī, skābekļa izmantošana, koncentrētas gāzes ražošana un pārstrāde, aktīvo katalizatoru izmantošana;

2) gāzu attīrīšanas metožu vienkāršošana no putekļiem un kontaktindēm (īsāka tehnoloģiskā shēma);

3) iekārtu jaudas palielināšana;

4) kompleksa ražošanas automatizācija;

5) izejvielu patēriņa koeficientu samazināšana un sēru saturošu dažādu nozaru atkritumu izmantošana par izejvielām;

6) izplūdes gāzu neitralizācija.

Darbaspēka izmaksu dinamika tehnoloģiskā procesa izstrādes gaitā

Kopumā visu iepriekš minēto materiālu var attēlot šādi:

Ir zināms, ka šo tehnoloģisko procesu un darbaspēka izmaksu dinamiku raksturo šādas formulas:

Tf = ---------------------- Tp = 0,004 * t 2 +0,3 Tc = Tf + Tp

Attiecības starp šīm formulām izskatās šādi:

Tp \u003d 0,004 * - 75 +0,3 un Tf \u003d 21 * Tp-0,3 +1575

Pamatojoties uz iepriekš minētajām formulām, mēs veiksim aprēķinus un apkoposim tos vispārīgā tabulā (1. tabula):

(1. tabula): Darbaspēka izmaksu dinamika sērskābes ražošanā 15 gadus
t (laiks, gadi)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Dzīves darbaspēka izmaksas	0,78	0,75	0,71	0,654	0,595	0,54	0,48	0,43	0,38	0,34	0,3	0,27	0,24	0,22	0,198
Iepriekšējās darbaspēka izmaksas	0,3	0,32	0,34	0,364	0,4	0,44	0,496	0,56	0,62	0,7	0,78	0,88	0,98	1,08	1,2
Kopējās izmaksas	1,09	1,07	1,04	1,018	0,995	0,98	0,976	0,98	1,01	1,04	1,09	1,15	1,22	1,3	1,398

Pamatojoties uz tabulu, attēlosim Tf, Tp, Ts atkarības no laika (7. att.) un Tf atkarības no Tp (6. att.) un Tp no Tl (8. att.).

No šī grafika var redzēt, ka šis tehnoloģiskais process ir ierobežots savā attīstībā.

Ekonomiskā robeža pagātnes darbaspēka uzkrāšanai pienāks septiņu gadu laikā.

No 7. un 8. grafika redzams, ka tehnoloģiskā procesa veids ir darbietilpīgs.

Tehnoloģiju līmeņa, tā bruņojuma un dzīvā darba produktivitātes aprēķins.

Tehnoloģijas līmeni aprēķina pēc formulas:

Komforts \u003d 1 / Tzh * 1 / TP

Dzīvā darba produktivitāte:

L = Y tie * B

Tehniskais aprīkojums tiek aprēķināts:

B \u003d Tp / Tzh

Relatīvais tehnoloģiju līmenis:

Watnos = komforts / L

Veiksim aprēķinus, izmantojot iepriekš minētās formulas, un ievadīsim datus tabulā (2. tabula):

T Laiks (gadi)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Dzīves darbaspēka izmaksas	0,78	0,75	0,71	0,654	0,595	0,54	0,48	0,43	0,38	0,34	0,3	0,27	0,24
Iepriekšējās darbaspēka izmaksas	0,3	0,32	0,34	0,364	0,4	0,44	0,496	0,56	0,62	0,7	0,78	0,88	0,98
Kopējās izmaksas	1,09	1,07	1,04	1,018	0,995	0,98	0,976	0,98	1,01	1,04	1,09	1,15	1,22
Tehnoloģiju līmenis	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2
Tie. bruņojums	0,39	0,42	0,47	0,556	0,672	0,83	1,033	1,3	1,64	2,058	2,58	3,22	4
Produktivitāte Tzh	1,28	1,33	1,41	1,529	1,68	1,86	2,083	2,34	2,62	2,94	3,29	3,68	4,1
Relatīvais tehnoloģiju līmenis	3,29	3,16	2,98	2,747	2,5	2,25	2,016	1,8	1,6	1,429	1,28	1,14	1,02

No šīs tabulas var redzēt, ka racionālisma attīstība ir lietderīga tikai septiņus gadus, jo šajā laika periodā relatīvais tehnoloģiju līmenis ir augstāks par dzīvā darba ražīgumu.

Secinājums

Šajā rakstā tiek pētīta un aprakstīta sērskābes ražošanas tehnoloģija ar kontaktmetodi, analizēta dzīves un iepriekšējā darbaspēka darbaspēka izmaksu dinamika, kā arī darbaspēka izmaksu dinamika ražošanas procesā. tehnoloģiskais process. Pamatojoties uz paveikto, tika izdarīti sekojoši secinājumi: Šo procesu attīstība ir ierobežota, pagātnes darbaspēka uzkrāšanas ekonomiskais ierobežojums ir septiņi gadi, šis tehnoloģiskais process ir darbaspēku taupošs un racionāla attīstība ir lietderīga septiņus gadus.

Literatūra un avoti:

1. SĒRSKĀBES RAŽOŠANA / Baranenko D. http://service.sch239.spb.ru:8101/infoteka/root/chemistry/room1/baran/chem.htm

2. Nozīmīgāko nozaru tehnoloģija: Proc. Par ekv. Speciālists. Universitātes / A.M. Ginbergs, B.A. Hohlovs. - M .: Augstskola, 1985.

Posmi - izejvielu sagatavošana un to sadedzināšana vai apdedzināšana. To saturs un instrumentācija būtiski ir atkarīga no izejmateriāla rakstura, kas lielā mērā nosaka sērskābes tehnoloģiskās ražošanas sarežģītību. 1. Dzelzs pirīti. Dabīgais pirīts ir sarežģīts iezis, kas sastāv no dzelzs sulfīda FeB2, citu metālu sulfīdiem (vara, cinka, svina utt.), ...

Pagaidām ne vienmēr ir iespējams. Tajā pašā laikā izplūdes gāzes ir lētākā izejviela, arī pirītu vairumtirdzniecības cenas ir zemas, savukārt sērs ir visdārgākā izejviela. Tāpēc, lai sērskābes ražošana no sēra būtu ekonomiski izdevīga, ir jāizstrādā shēma, kurā tās pārstrādes izmaksas būs ievērojami zemākas nekā pirīta vai atkritumu pārstrādes izmaksas ...

Automātiskajai vadībai ir nepieciešams pēc iespējas vairāk zināt dažādu ķīmiski tehnoloģisko procesu prasības. 1. Galvenā daļa 1.1 Sērskābes anhidrīda iegūšanas tehnoloģiskais process sērskābes ražošanā. Sērskābes ražošana ar kontaktmetodi sastāv no šādiem soļiem: 1. Izejvielu izkraušana, uzglabāšana un sagatavošana...

Veidojas slāpekļskābe: NO(HSO4) + H2O®H2SO4 + HNO2 Tā oksidē SO2 pēc vienādojuma: SO2 + 2HNO2®H2SO4 + 2NO 1. un 2. torņa apakšā 75% sērskābe uzkrājas, dabiski, lielākā. vairāk nekā tika iztērēts nitrozes pagatavošanai (galu galā tiek pievienota “jaundzimušā” sērskābe). Slāpekļa oksīds NO atkal tiek atgriezts oksidēšanai. Jo daži...

1. Ievads

2. Sērskābes ražotnes vispārīgie raksturojumi

3. Sērskābes ražošanas neapstrādātie avoti

4.Īss apraksts rūpnieciskos veidos sērskābes ražošana

5.Katalizatora izvēle

6. Ražošanas metodes pamatojums

7. Procesa posmi un ķīmija

8. Termodinamiskā analīze

9. SO 2 oksidācijas procesa kinētika

10. Sērskābes kondensācija

11. Kondensācijas procesa termodinamiskā analīze

12. Procesa tehnoloģiskās shēmas apraksts

13. Materiālu bilances aprēķins

14. Siltuma bilances aprēķins

15. Kontaktierīces aprēķins

16. Drošības pasākumi ražotnes darbības laikā

17. Atsauces

1. Ievads

Sērskābe ir viens no galvenajiem lielas tonnāžas produktiem ķīmiskā rūpniecība. To izmanto dažādās tautsaimniecības nozarēs, jo tai ir īpašu īpašību kopums, kas atvieglo tā tehnoloģisko izmantošanu. Sērskābe nesmēķē, tai nav krāsas un smaržas, parastā temperatūrā tā ir šķidrā stāvoklī un koncentrētā veidā nerūsē melnos metālus. Tajā pašā laikā sērskābe ir viena no spēcīgajām minerālskābēm, veido daudzus stabilus sāļus un ir lēta.

Tehnoloģijā ar sērskābi saprot sistēmas, kas sastāv no sēra oksīda (VI) un dažāda sastāva ūdens: p SO 3 t H 2 O.

Sērskābes monohidrāts ir bezkrāsains eļļains šķidrums ar kristalizācijas temperatūru 10,37 o C, viršanas temperatūru 296,2 o C un blīvumu 1,85 t/m 3. Tas visos aspektos sajaucas ar ūdeni un sēra oksīdu (VI), veidojot hidrātus no sastāva H 2 SO 4 H 2 O, H 2 SO 4 2H 2 O, H 2 SO 4 4H 2 O un savienojumus ar sēra oksīdu H 2 SO 4 SO 3 un H 2 SO 4 2SO 3.

Šiem hidrātiem un sēra oksīda savienojumiem ir atšķirīga kristalizācijas temperatūra un tie veido virkni eitektikas. Dažām no šīm eitektikām kristalizācijas temperatūra ir zem nulles vai tuvu tai. Šīs sērskābes šķīdumu īpašības tiek ņemtas vērā, izvēloties to komerciālās kategorijas, kurām atbilstoši ražošanas un uzglabāšanas apstākļiem jābūt ar zemu kristalizācijas temperatūru.

Sērskābes viršanas temperatūra ir atkarīga arī no tās koncentrācijas, tas ir, no sistēmas "sēra oksīds (VI) - ūdens" sastāva. Palielinoties sērskābes ūdens koncentrācijai, tā viršanas temperatūra palielinās un sasniedz maksimumu 336,5 ° C 98,3% koncentrācijā, kas atbilst azeotropiskajam sastāvam, un pēc tam samazinās. Oleuma viršanas temperatūra, palielinoties brīvā sēra oksīda (VI) saturam, samazinās no 296,2 o C (monohidrāta viršanas temperatūra) līdz 44,7 o C, kas atbilst 100% sēra oksīda (VI) viršanas temperatūrai.

Kad sērskābes tvaiki tiek uzkarsēti virs 400 ° C, tie tiek pakļauti termiskai disociācijai saskaņā ar shēmu:

400 o C 700 o C

2H2SO4<=>2H2O + 2SO3<=>2H 2 O + 2SO 2 + O 2.

Starp minerālskābēm sērskābe ieņem pirmo vietu ražošanas un patēriņa ziņā. Tā pasaules ražošana pēdējo 25 gadu laikā ir vairāk nekā trīskāršojusies un šobrīd ir vairāk nekā 160 miljoni tonnu gadā.

Sērskābes un oleuma pielietošanas jomas ir ļoti dažādas. Ievērojamu daļu no tā izmanto minerālmēslu ražošanā (no 30 līdz 60%), kā arī krāsvielu (no 2 līdz 16%), ķīmisko šķiedru (no 5 līdz 15%) un metalurģijas (no plkst. 2 līdz 3%). To izmanto dažādiem tehnoloģiskiem mērķiem tekstila, pārtikas un citās nozarēs.

2. Sērskābes ražotnes vispārīgie raksturojumi

Iekārta ir paredzēta tehniskās sērskābes ražošanai no sērūdeņradi saturošas gāzes. Sērūdeņraža gāze nāk no hidroapstrādes vienībām, gāzes atsērošanas blokiem, amīnu reģenerācijas blokiem un skābju atkritumu atdalīšanas.

Rūpnīcas nodošana ekspluatācijā - 1999. gads

Sērskābes ražotne ir paredzēta 24 tūkstošu tonnu sērūdeņradi saturošas gāzes pārstrādei gadā.

Sērskābes rūpnīcas projektētā jauda ir 65 tūkstoši tonnu gadā.

Instalācijas projektēšanu veica AS "VNIPIneft", pamatojoties uz Dānijas uzņēmuma "Haldor Topsoe AS" un AS "NIUIF", Maskava, tehnoloģiju.

Agregāta Krievijas daļu pārstāv izejmateriālu sagatavošanas sekcija, atkritumsiltuma katli KU-A, V, S sērūdeņradi saturošas gāzes sadedzināšanai, bloki atsālītā ūdens atgaisošanai, sērskābes izplūdes neitralizēšanai un bloka nodrošināšanai ar instrumentācijas gaiss.

Dānijas puse nodrošināja WSA bloku, kas sastāv no:

kontaktierīce (pārveidotājs);

kondensators

· sērskābes cirkulācijas un atsūknēšanas sistēma;

· pūtēju sistēma gaisa padevei H 2 S sadedzināšanai, dzesēšanai un procesa gāzes atšķaidīšanai;

· sistēma silikoneļļas (skābes tvaiku kontroles iekārta) padevei procesa gāzei, lai samazinātu SOx emisijas atmosfērā.

3. Sērskābes ražošanas neapstrādātie avoti

Izejviela sērskābes ražošanā var būt elementārais sērs un dažādi sēru saturoši savienojumi, no kuriem var iegūt sēru vai tieši sēra oksīdu (IV).

Dabiskā sēra nogulsnes ir nelielas, lai gan tā klarka ir 0,1%. Visbiežāk sērs dabā ir atrodams metālu sulfīdu un metālu sulfātu veidā, kā arī ir daļa no naftas, akmeņoglēm, dabas un saistītām gāzēm. Ievērojamu sēra daudzumu satur sēra oksīda veidā dūmgāzēs un krāsainās metalurģijas gāzēs un sērūdeņraža veidā, kas izdalās degošu gāzu attīrīšanas laikā.

Tādējādi sērskābes ražošanas izejvielas ir diezgan dažādas, lai gan līdz šim kā izejvielas galvenokārt tiek izmantots elementārais sērs un dzelzs pirīti. Tādu izejvielu kā termoelektrostaciju dūmgāzes un vara kausēšanas gāzes ierobežotā izmantošana skaidrojama ar zemo sēra oksīda (IV) koncentrāciju tajos.

Tajā pašā laikā izejvielu bilancē samazinās pirītu īpatsvars, un palielinās sēra īpatsvars.

IN vispārējā shēma Sērskābes ražošanā būtiski ir pirmie divi posmi - izejvielu sagatavošana un to sadedzināšana vai apdedzināšana. To saturs un instrumentācija būtiski ir atkarīga no izejmateriāla rakstura, kas lielā mērā nosaka sērskābes tehnoloģiskās ražošanas sarežģītību.

4. Sērskābes ražošanas rūpniecisko procesu īss apraksts

Sērskābes ražošana no sēru saturošām izejvielām ietver vairākus ķīmiskos procesus, kuros mainās izejvielu un starpproduktu oksidācijas pakāpe. To var attēlot kā šādu diagrammu:

kur I ir krāsns gāzes (sēra oksīda (IV)) ražošanas stadija,

II - sēra oksīda (IV) katalītiskās oksidēšanas stadija līdz sēra oksīdam (VI) un tā absorbcija (pārstrāde sērskābē).

Reālajā ražošanā šos ķīmiskos procesus papildina izejvielu sagatavošanas procesi, krāsns gāzes tīrīšana un citas mehāniskās un fizikāli ķīmiskās darbības.

Kopumā sērskābes ražošanu var izteikt šādi:

Izejvielas Izejvielu sagatavošana Izejvielu dedzināšana (grauzdēšana).

dūmgāzu tīrīšanas kontaktu absorbcija

saskārās ar gāzi SĒRSKĀBE

Konkrētā ražošanas tehnoloģiskā shēma ir atkarīga no izejmateriāla veida, sēra oksīda (IV) katalītiskās oksidācijas īpašībām, sēra oksīda (VI) absorbcijas stadijas esamības vai neesamības.

Atkarībā no tā, kā tiek veikts SO 2 oksidēšanas process par SO 3, ir divas galvenās sērskābes iegūšanas metodes.

Sērskābes iegūšanas kontakta metodē SO 2 oksidēšanas process par SO 3 tiek veikts uz cietiem katalizatoriem.

Sēra trioksīds tiek pārveidots par sērskābi procesa pēdējā posmā - sēra trioksīda absorbcijā, ko var vienkāršot ar reakcijas vienādojumu:

SO 3 + H 2 O H 2 SO 4

Veicot procesu pēc slāpekļa (torņa) metodes, kā skābekļa nesēju izmanto slāpekļa oksīdus.

Sēra dioksīda oksidēšana tiek veikta šķidrā fāzē, un galaprodukts ir sērskābe:

SO 3 + N 2 O 3 + H 2 O H 2 SO 4 + 2NO

Pašlaik rūpniecībā sērskābes iegūšanai galvenokārt tiek izmantota kontaktmetode, kas ļauj izmantot aparātus ar lielāku intensitāti.

1) Ķīmiskā shēma sērskābes iegūšanai no pirītiem ietver trīs secīgus posmus:

Pirīta koncentrāta dzelzs disulfīda oksidēšana ar atmosfēras skābekli:

4FeS2 + 11O2 \u003d 2Fe2S3 + 8SO2,

Sēra oksīda (IV) katalītiskā oksidēšana ar krāsns gāzes skābekļa pārpalikumu:

2SO 2 + O 2 2SO 3

Sēra oksīda (VI) absorbcija, veidojoties sērskābei:

SO 3 + H 2 O H 2 SO 4

Tehnoloģiskās konstrukcijas ziņā sērskābes ražošana no dzelzs pirītiem ir vissarežģītākā un sastāv no vairākiem secīgiem posmiem.

2) Sērskābes iegūšanas tehnoloģiskais process no elementārā sēra ar saskares metodi atšķiras no ražošanas procesa no pirītiem pēc vairākām pazīmēm. Tie ietver:

- īpašs krāšņu dizains krāsns gāzes ražošanai;

– paaugstināts sēra oksīda (IV) saturs kurtuves gāzē;

– nav krāsns gāzes priekšapstrādes stadijas.

Sekojošās sēra oksīda (IV) saskarsmes darbības fizikālo un ķīmisko principu un instrumentu ziņā neatšķiras no procesa, kura pamatā ir pirīti, un parasti tiek veiktas saskaņā ar DKDA shēmu. Gāzes temperatūras kontrole kontakta aparātā šajā metodē parasti tiek veikta, ievadot aukstu gaisu starp katalizatora slāņiem.

3) Ir arī metode sērskābes iegūšanai no sērūdeņraža, ko sauc par "slapjo" katalīzi, kas sastāv no tā, ka sēra oksīda (IV) un ūdens tvaiku maisījums tiek iegūts, sadedzinot sērūdeņradi gaisa plūsmā. , tiek piegādāts bez atdalīšanas līdz kontaktam, kur sēra oksīds (IV) tiek oksidēts uz cieta vanādija katalizatora līdz sēra oksīdam (VI). Pēc tam gāzu maisījumu atdzesē kondensatorā, kur iegūtās sērskābes tvaiki tiek pārvērsti šķidrā produktā.

Tādējādi, atšķirībā no sērskābes iegūšanas metodēm no pirītiem un sēra, mitrās katalīzes procesā nav īpaša sēra oksīda (VI) absorbcijas stadijas, un viss process ietver tikai trīs secīgus posmus:

1. Sērūdeņraža sadedzināšana:

H 2 S + 1,5 O 2 \u003d SO 2 + H 2 O

veidojoties sēra oksīda (IV) un ekvimolekulāra sastāva ūdens tvaiku (1:1) maisījumam.

2. Sēra oksīda (IV) oksidēšana par sēra oksīdu (VI):

SO 2 + 0,5O 2<=>SO 3

vienlaikus saglabājot sēra oksīda (IV) un ūdens tvaiku (1: 1) maisījuma ekvimolekulāro sastāvu.

3. Tvaiku kondensācija un sērskābes veidošanās:

SO 3 + H 2 O<=>H2SO4

tādējādi mitrās katalīzes procesu apraksta ar kopējo vienādojumu:

H 2 S + 2O 2 \u003d H 2 SO 4

Ir shēma sērskābes iegūšanai paaugstinātā spiedienā. Spiediena ietekmi uz procesa ātrumu var novērtēt kinētiskajā reģionā, kur praktiski nav fizikālo faktoru ietekmes. Spiediena palielināšanās ietekmē gan procesa ātrumu, gan līdzsvara stāvokli. Reakcijas ātrums un produkta iznākums palielinās, palielinoties spiedienam, palielinot SO 2 un O 2 efektīvās koncentrācijas un palielinot dzinējspēks process. Bet, palielinoties spiedienam, palielinās arī ražošanas izmaksas inertā slāpekļa saspiešanai. Paaugstinās arī temperatūra kontaktierīcē, jo. augstā spiedienā un zemā temperatūrā līdzsvara konstantes vērtība ir maza, salīdzinot ar shēmu zem atmosfēras spiediena.

Lielais sērskābes ražošanas apjoms rada īpaši akūtu problēmu tās uzlabošanai. Šeit var izdalīt šādas galvenās jomas:

1. Izejvielu bāzes paplašināšana, izmantojot koģenerācijas staciju un dažādu nozaru katlumāju dūmgāzes.

2. Iekārtu vienības jaudas palielināšana. Jaudas palielināšana divas vai trīs reizes samazina ražošanas izmaksas par 25 - 30%.

3. Izejvielu sadegšanas procesa intensifikācija, izmantojot skābekli vai ar skābekli bagātinātu gaisu. Tas samazina gāzes daudzumu, kas iet caur aparātu, un uzlabo tā veiktspēju.

4. Spiediena palielināšana procesā, kas veicina galvenā aprīkojuma intensitātes palielināšanos.

5. Jaunu katalizatoru pielietošana ar paaugstinātu aktivitāti un zemu aizdegšanās temperatūru.

6. Sēra oksīda (IV) koncentrācijas palielināšana kurtuves gāzē, kas tiek piegādāta kontaktam.

7. Verdošā slāņa reaktoru ieviešana izejvielu sadedzināšanas un kontaktēšanās posmos.

8. Termisko efektu izmantošana ķīmiskās reakcijas visos ražošanas posmos, tostarp enerģijas tvaika ražošanai.

Svarīgākais uzdevums sērskābes ražošanā ir palielināt SO 2 pārvēršanās pakāpi par SO 3. Papildus sērskābes produktivitātes paaugstināšanai šis uzdevums ļauj risināt arī vides problēmas – samazināt emisijas vide kaitīga sastāvdaļa SO 2.

Lai atrisinātu šo problēmu, ir veikti daudzi dažādi pētījumi dažādās jomās: SO 2 absorbcija, adsorbcija, pētījumi kontaktaparatūras konstrukcijas maiņā.

Ir dažādi kontaktierīču dizaini:

Viena kontakta aparāts: šim aparātam raksturīga zema sēra dioksīda pārvēršanās pakāpe trioksīdā. Šīs iekārtas trūkums ir tāds, ka gāzei, kas iziet no kontaktaparatūras, ir augsts sēra dioksīda saturs, kam ir negatīva ietekme no vides viedokļa. Izmantojot šo aparātu, izplūdes gāzes ir jāattīra no SO 2 . SO 2 apglabāšanai ir daudz dažādi veidi: absorbcija, adsorbcija,…. Tas, protams, samazina SO 2 izmešu daudzumu atmosfērā, bet tas, savukārt, palielina procesā esošo ierīču skaitu, augstais SO 2 saturs gāzē pēc kontaktierīces uzrāda zemu SO pakāpi. 2 izmantošana, tāpēc šīs iekārtas sērskābes ražošanā netiek izmantotas.

Kontaktierīce ar dubultkontaktu: DK ļauj sasniegt tādu pašu minimālo SO 2 saturu izplūdes gāzēs kā pēc ķīmiskās tīrīšanas. Metode ir balstīta uz labi zināmo Le Šateljē principu, saskaņā ar kuru reakcijas maisījuma vienas sastāvdaļas noņemšana novirza līdzsvaru uz šī komponenta veidošanos. Metodes būtība ir sēra dioksīda oksidēšanas procesa veikšana ar sēra trioksīda izdalīšanos papildu absorbētājā. Līdzstrāvas metode ļauj apstrādāt koncentrētas gāzes.

Kontaktierīce ar starpdzesēšanu. Metodes būtība slēpjas faktā, ka kontaktaparātā nonākošā gāze, izgājusi cauri katalizatora slānim, nonāk siltummainī, kur gāze tiek atdzesēta, pēc tam nonāk nākamajā katalizatora slānī. Šī metode arī palielina SO 2 izmantošanu un tā saturu izplūdes gāzēs.

5 . Katalizatora izvēle

Aktīvākais katalizators ir platīns, taču tas vairs netiek izmantots augsto izmaksu un vieglas saindēšanās dēļ ar grauzdēšanas gāzes piemaisījumiem, īpaši arsēnu. Dzelzs oksīds ir lēts, bet ar parasto gāzes sastāvu - 7% SO2 un 11% O2, tas uzrāda katalītisko aktivitāti tikai temperatūrā virs 625 ° C, t.i. kad xp 70%, un tāpēc to izmanto tikai sākotnējai SO2 oksidēšanai, līdz sasniedz xp 50-60%. Vanādija katalizators ir mazāk aktīvs nekā platīna katalizators, taču tas ir lētāks un ir saindēts ar arsēna savienojumiem vairākus tūkstošus reižu mazāk nekā platīns; tas izrādījās visracionālākais un tas ir vienīgais, ko izmanto sērskābes ražošanā. Vanādija kontaktmasa satur vidēji 7% V2O5; aktivatori ir sārmu metālu oksīdi, parasti izmanto K2O aktivatoru; nesējs ir poraini aluminosilikāti. Pašlaik katalizators tiek izmantots SiO2, K un/vai Cs, V savienojuma veidā dažādās proporcijās. Šāds savienojums izrādījās visizturīgākais pret skābi un visstabilākais. Visā pasaulē tā pareizākais nosaukums ir "vanādiju saturošs". Šāds katalizators ir īpaši izstrādāts darbam zemā temperatūrā, kas rada mazākas emisijas atmosfērā. Turklāt šāda katalīze ir lētāka nekā kālijs / vanādijs. Parastās vanādija kontaktmasas ir porainas granulas, tabletes vai gredzeni.

6. Ražošanas metodes pamatojums

Sērskābes ražošana no sērūdeņraža (mitrā katalīze) Permas naftas pārstrādes rūpnīcā ir neliela apjoma ražošana (65 tūkstoši tonnu gadā). Būtībā šī ražotne tika izveidota, lai samazinātu sēru saturošu gāzu emisijas un maksimāli palielinātu izejvielu pārstrādi, kas šajā gadījumā ir naftas hidroapstrādes procesa atkritumi.

Papildus sērūdeņraža izmantošanai sērskābes iegūšanas procesā notiek 3 reakcijas:

H 2 S + 1,5 O 2 \u003d SO 2 + H 2 O

SO 2 + 0,5O 2<=>SO 3

SO 3 + H 2 O<=>H2SO4

Šīs trīs reakcijas notiek, izdalot ievērojamu daudzumu siltuma, ko izmanto dažādām sērskābes ražotnes vajadzībām un dažādiem uzņēmuma mērķiem: iegūstot tvaiku, ko izmanto šajā ražošanā, iegūstot augstspiediena tvaiku, kas tiek izmantots. tiek izmantots citās iekārtās, un apkures katlos ieplūstošā gaisa sildīšana sērūdeņraža sadedzināšanai un kontaktaparātā.

Sērskābes iegūšanas priekšrocība no sērūdeņraža ir tāda, ka šajā procesā maksimāli tiek izmantots gan sērūdeņradis, gan sēra dioksīds, kas ievērojami samazina emisijas atmosfērā, 3 reakciju procesā tiek izmantota zema temperatūra un atmosfēras spiediens, kas ievērojami samazina enerģijas izmaksas salīdzinājumā ar ķēdei, kurā tiek izmantots augsts spiediens. Ņemot vērā to, ka tehnoloģiskā procesa rezultātā izdalās liels daudzums siltuma, process, pateicoties tam, notiek autotermiski.

7. Procesa posmi un ķīmija

Sērskābes iegūšanas process ar "mitrās" katalīzes metodi sastāv no šādiem galvenajiem posmiem.

1. Sēra dioksīda (SO 2) iegūšana, sadedzinot sērūdeņradi saturošu gāzi saskaņā ar šādu reakciju:

2H 2S+ 3O 2 = 2SO 2 + 2 H2O

2. Dūmgāzu dzesēšana un sērūdeņraža sadegšanas reakcijas siltuma izmantošana atkritumu siltuma katlā, lai iegūtu tvaiku.

3. Sēra anhidrīda oksidēšana par sēra anhidrīdu (SO 3) uz vanādija katalizatora kontaktaparātā (pārveidotājs) R-104 saskaņā ar šādu reakciju:

2SO 2 + O 3 \u003d 2 SO 3

4. Sērskābes (H 2 SO 4) iegūšana ar kondensāciju WSA U-109 kondensatorā atbilstoši reakcijai:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

5. Uzlabotas sērskābes iegūšanai (slāpekļa oksīdu N 2 O 3 saturs ir mazāks par 0,5 ppm), ir paredzēta shēma hidrazīnhidrāta padevei sērskābes plūsmai, kas nonāk sērskābes koncentrācijas sekcijā.

Hidrazīna sulfāts, ko iegūst, sērskābei pievienojot hidrazīnu, mijiedarbojas ar nitrozilsērskābi, kas nosaka N 2 O 3 saturu produkta skābē:

4NOSO 3 H+ N 2 H 4 H 2 SO 4 3N2 + 5H 2 SO 4

Hidrazīna pārpalikums tiek oksidēts, veidojot elementāru slāpekli:

N 2 H 4 H 2 SO 4 + O 2 N2 + 2H 2 O + H 2 SO 4

Sērskābes ķīmisko sastāvu izsaka ar formulu H 2 SO 4 . Sērskābes strukturālā formula ir šāda:

Sērskābes relatīvā molekulmasa ir 98,08 kg/kmol.

Bezūdens sērskābe satur 100 % H 2 SO 4 vai 81,63 % SO 3 un 18,37 % masas. H 2 O. Tas ir bezkrāsains, eļļains šķidrums bez smaržas ar kristalizācijas temperatūru 10,37 ºС. Bezūdens sērskābes viršanas temperatūra 1,01 10 5 Pa (760 mm Hg) spiedienā ir 298,2 ºС. Blīvums pie 20 ºС ir 1830,5 kg/m 3 .

Sērskābe jebkurā proporcijā sajaucas ar ūdeni un sēra dioksīdu.

Sērskābes ražošanā izmanto vanādija katalizatoru, lai oksidētu sēra dioksīdu par sēra dioksīdu. Tā ir poraina viela, kas pārklāta ar aktīvu kompleksu savienojumu, kas satur vanādija pentoksīdu V 2 O 5.

Šajā gadījumā tiek izmantots VK-WSA katalizators no Haldor Topsoe.

Katalizatora aizdegšanās temperatūra ir 400-430 ºС. Temperatūrā virs 620 ºС katalizatora aktivitāte strauji samazinās, jo šajā gadījumā aktīvais komplekss, kas satur vanādija pentoksīdu (V 2 O 5), sadalās, kā arī tiek iznīcināta atbalsta struktūra, kas noved pie katalizatora iznīcināšanas un putekļu veidošanās.

Katalizatora kalpošanas laiks ir vismaz 4 gadi.

8. Termodinamiskā analīze

Oksidācijas reakcijas termiskā efekta aprēķins SO 2 iekšā SO 3 :

2SO 2 + O 2 \u003d 2 SO 3

Q=-ΔН=196,6 kJ

Reakcija ir eksotermiska - tā notiek ar siltuma izdalīšanos.

ΔG=ΔH-TΔS=-196,6-298*17,66=-5459,28

SO 3 :

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

Q=-ΔH=174,26 kJ

Gibsa enerģija ir daudz mazāka par nulli. Tas nozīmē, ka reakcija ir termodinamiski iespējama.

1. tabula

Secinājums: SO 2 oksidēšanās reakcija vispilnīgāk norisinās zemā temperatūrā. No tā izriet, ka SO 2 oksidācijas reakciju ir lietderīgi veikt zemā temperatūrā. Spiediena paaugstināšanai saskaņā ar Le Chatelier principu ir pozitīva ietekme.

9. Sēra dioksīda oksidēšanās procesa kinētika

Reakcijas ātruma konstante: noteikta pēc Arrēnija vienādojuma.

K \u003d K 0 * e (-Ea/RT) \u003d 9,3 *10 5 *e (-79000 / 430 * 8,31) \u003d 0,13

Ea - aktivizācijas enerģija (79000 J / mol)

R ir gāzes konstante (8,31)

E- temperatūra

K 0 — pirmseksponenciālais reizinātājs (9,3 x 10 5 s)

Pārvēršanas līdzsvara pakāpes aprēķins

3. tabula

Līdzsvara konversijas vērtības dažādās temperatūrās

Pamatojoties uz 3. un 4. tabulā iegūtajiem datiem, var izdarīt šādu secinājumu: no pārvēršanās līdzsvara pakāpes viedokļa sēra dioksīda oksidācijas process ir jāveic pie zema SO 2 satura gāzē. maisījumā un zemā temperatūrā.

Gāzu maisījuma kontakta laika aprēķins kontaktaparātā

5. tabula

Gāzes kontakta laiks uz pirmā katalizatora slāņa

τ = ∑Δτ =3,188 sek

Kopējais kontakta laiks uz katalizatora pirmā slāņa τ = 3,188 sek.

5. tabula

Gāzes kontakta laiks otrajā katalizatora slānī

τ = ∑Δτ = 6,38 sek

Temperatūras pieauguma aprēķins

T k \u003d Tn + λΔx \u003d 787,26 K

T n, T k - sākotnējā un beigu temperatūra, K

λ ir gāzes temperatūras pieauguma koeficients, kad konversijas pakāpe mainās par 1% adiabātiskajos apstākļos

Δx - konversijas pakāpes pieaugums

10. Sērskābes kondensācija

Kondensācija ar sērskābes pāri. Dažos gadījumos sērskābes ražošanai izmantotā gāze nesatur kaitīgus piemaisījumus (arsēnu, fluoru). Tad ekonomiski lietderīgi šādu gāzi nepakļaut mazgāšanai speciālā iekārtā, bet nekavējoties nodot kontaktēšanai. Parasti tas arī netiek pakļauts žāvēšanai, tāpēc šo procesu sauc par mitro katalīzi (piemēram, sērskābes iegūšana no sērūdeņraža). Gāze, kas nonāk sērskābes ražošanas stadijā, satur SO 3 un H 2 0, un sērskābes veidošanās notiek nevis sērskābes anhidrīda absorbcijas rezultātā ar skābes šķīdumiem, bet gan H2SO4 tvaiku veidošanās un to kondensācijas rezultātā. tornis ar sprauslu vai citu šim procesam paredzētu aprīkojumu.

Kondensācijas process ir intensīvāks (iet ar lielu ātrumu) nekā absorbcijas process. Turklāt kondensācija notiek augstā temperatūrā, kas atvieglo siltuma noņemšanu un izmantošanu.

Lēni atdzesējot gāzi, kas satur SO3 un H 2 O, ir iespējams veikt sērskābes tvaiku kondensācijas procesu bez miglas veidošanās. Tomēr procesa ātrums ir zems, un bieži vien ekonomiskāk ir atdzesēt ar lielāku ātrumu, ļaujot veidoties miglai un pēc tam atdalīt šo miglu no gāzu maisījuma. Lai migla vieglāk nosēstos filtros, process tiek veikts apstākļos, kādos veidojas lieli pilieni. Tas atbilst zemam pārsātinājumam un augstākai atteces skābes temperatūrai nekā parastajā absorbcijas procesā ("karstā" absorbcija).

Skābes kondensācija notiek stikla caurulēs, kurās nonāk procesa gāze, kas satur skābes tvaikus. Stikla caurulīšu iekšpusē ir spirāles, kas kalpo kā sērskābes nogulsnēšanas centri. Katras caurules galā ir kasetnes filtrs (pilienu likvidētājs), kas paredzēts sērskābes miglas aizturēšanai. Cauruļu ārējā virsma (gredzens) tiek atdzesēta ar atmosfēras gaisu. Dūmvadā tiek novadīta attīrīta gāze ar sērskābes atlikuma koncentrāciju mazāku par 20 ppm un temperatūru, kas nepārsniedz 120 grādus pēc Celsija.

Apmēram 35% (masas) sērskābes kondensējas tilpumā, savukārt tvaiki pārvēršas šķidruma pilienos, pārvēršas miglā un tiek aiznesti ar gāzes plūsmu.

Tvaika spiediens atkritumu siltuma katlā tiek uzturēts pietiekami augsts, lai uzturētu siltuma apmaiņas virsmu temperatūru. katls bija virs sērskābes rasas punkta (275 °C).

Nekondensētā gāze no kondensatora torņa caur oderētu gāzes vadu caur hidraulisko blīvējumu nonāk mitros elektrostatiskajos nogulsnēs. Pēdējie ir paredzēti sērskābes miglas uztveršanai no gāzēm ar koncentrāciju 93-94% (masas). Hidrauliskais blīvējums var kalpot arī kā miglas uztvērējs. Attīrītā gāze tiek izlaista atmosfērā. Katalizatora sākotnējai sildīšanai kontakta aparātā tiek izmantots palaišanas sildītājs, kurā gaiss tiek uzkarsēts, sadedzinot deggāzi.

Kondensatora torņa izmantošana sērskābes ražošanā ļauj samazināt posmu skaitu: 4 posmu vietā process norit 3.

1. posms ir sērūdeņraža sadedzināšana atkritumu siltuma katlos;

2. posms ir sēra dioksīda oksidēšana kontaktaparātā

3. posms ir sērskābes tvaiku kondensācija kondensatorā.

Šī ierīce novērš absorbcijas procesu, kas, savukārt, samazina ierīču skaitu

11. Kondensācijas procesa termodinamiskā analīze

Kondensācijas reakcijas termiskā efekta aprēķins SO 3 :

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

Q=-ΔH=174,26 kJ

Reakcija ir eksotermiska - notiek ar siltuma izdalīšanos.

ΔG=ΔH-TΔS=-174,26-298*-288,07=-86019,12

Gibsa enerģija ir daudz mazāka par nulli. Tas nozīmē, ka reakcija ir termodinamiski iespējama.

H 2 O g \u003d H 2 O f

3. tabula

Termodinamisko lielumu vērtības

Standarta apstākļos ūdens kondensācijas reakcija ir termodinamiski iespējama.

Sērskābes kondensācijas reakcija ir termodinamiski iespējama.

Līdzsvara konstantes aprēķins

D G =- R * T * lnKp

lgKp =- D G /2,3*8,31*T

Kp =10 - D G /19.113*T

5. tabula

Līdzsvara konstantu vērtības atkarībā no temperatūras

T, 0 C	T, K	DG	Kp
100	373	-84989,9	5,8*10 -4
200	473	-61056,9	0,528
300	573	-49090,4	45,43
400	673	-37123,9	1,043*10 3

5. tabulā redzams, ka, paaugstinoties kondensācijas reakcijas temperatūrai, līdzsvara konstante Kp samazinās.

Tāpēc kondensācijas procesu lietderīgi veikt paaugstinātā temperatūrā.

12. Procesa tehnoloģiskās shēmas apraksts

Izejvielas iekļūst rūpnīcā divās plūsmās:

Sērūdeņraža gāze no L-24-6, L-24-7, L-24-9, HFC vienībām zem spiediena no 0,35 līdz 0,6 kg/cm 2 ;

Skāba gāze no RAiOKS bloka amīnu reģenerācijas bloka (titrs 520) pie spiediena 0,6 kg/cm 2 .

Iekārtas ieejā plūsmas tiek apvienotas un nosūtītas uz separatoru, lai no tā atdalītu šķidro fāzi. Uz sērūdeņraža gāzes vada pirms separatora ir uzstādīts maisītājs demineralizēta ūdens iesmidzināšanai amonjaka un MEA absorbcijai. Demineralizētā ūdens patēriņu kontrolē FI-211 rotametrs.

Šķidrā fāze no līmeņa separatora pozīcija LISA-320 tiek izsūknēta ar R-207A, C sūkni uz HFC atsērošanas iekārtu vai amīna reģenerācijas un skābes notekūdeņu atdalīšanas iekārtu.

Sērūdeņraža spiedienu uz iekārtu regulē spiediena regulators pozīcija PIC-165, kura vārsts ir uzstādīts uz H 2 S izplūdes cauruļvada uz lāpu.

Sērūdeņraža patēriņu uzstādīšanai reģistrē ierīce poz.FIQ-210, temperatūru - ierīce poz.TI-039.

Līmenis separatorā ir aprīkots ar zema un augsta līmeņa signalizāciju poz.LISA-320.

No separatora sērūdeņradi pievada sadedzināšanai uz atkritumu siltuma katliem KU-A, V, S caur plūsmas regulatoriem poz.FIC-404 (KU-A), FIC-405 (KU-V), FIC-406 (KU- S) ar vārstiem - nogriežņi USY-401 (KU-A), USY-402 (KU-B), USY-403 (KU-S).

Sērūdeņraža spiedienu uz atkritumu siltuma katliem regulē ierīces pozīcija PISA-401 (KU-A), pozīcija PICA-402 (KU-V), pozīcija PICA-403 (KU-S) ar signalizāciju un bloķēšanu līdz minimumam. spiediens sērūdeņraža līnijā atkritumu siltuma katla ieplūdē.

Sērūdeņraža sadegšana atkritumu siltuma katlu KU-A, V, S krāsnī līdz sēra dioksīdam (SO 2) notiek gaisa plūsmā, kas tiek piegādāta no pūtēja K-131.

Atkritumu siltuma katlu aizdedze, apkure un nodošana ekspluatācijā tiek veikta, izmantojot kurināmo.

Kopējo deggāzes patēriņu uzstādīšanai fiksē ierīce poz.FIQ-632, deggāzes spiedienu - ar ierīci poz.PI-622, temperatūru - poz.TI-603.

Deggāze no rūpnīcas tīkla caur MO-019 elektrisko vārstu nonāk deggāzes separatorā, kur gāze tiek atdalīta no kondensāta.

Kondensāta līmeni separatorā B-211 reģistrē ierīce poz.LISA-999 ar zema un augsta līmeņa trauksmes pos.LISA-999 un bloķēšanu ar minimālo līmeni.

Kondensāts no V-211 tiek automātiski izsūknēts ar sūkni R-211A, B atbilstoši maksimālajam līmenim LISA-999 (sūknis apstājas pie minimālā līmeņa) gāzes kondensāta līnijā no liesmas iekārtas uz AT-6. .

Pēc separatora kurināmā gāze tiek uzkarsēta tvaika sildītājā un tiek ievadīta atkritumu siltuma katlos KU-A, V, C.

Spiedienu degvielas gāzes vadā regulē ierīce PICA-176, kuras vārsts tiek uzstādīts uz degvielas gāzes vada pēc tam.

Kurināmā gāzes plūsmu uz katru atkritumsiltuma katlu regulē iekārtas pozīcijas pārstrādātājiem.

Pie kurināmā gāzes ieplūdes ir uzstādīti slēgvārsti USY-416 (KU-A), USY-417 (KU-V), USY-418 (KU-S), kas ir daļa no siltuma katla bloķēšanas sistēmas. katrs atkritumu siltuma katls.

Bloķēšana paredzēta kurināmā gāzes minimālajam spiedienam pie gāzes padeves uz atkritumsildīšanas katla inžektoriem - poz.PSA-416 (KU-A), PSA-417 (KU-B), PSA-418 (KU-S). ).

Shēma paredz slāpekļa padevi degvielas gāzes vadam, lai attīrītu sistēmu pirms katla aizdedzes un gatavojoties remontam.

Atkritumu siltuma katls KU-A, B, C sastāv no ciklona kurtuves, kurā tiek sadedzināts H 2 S, dzesēšanas kameras, tvaika ģenerēšanas sistēmas, izmantojot gāzu sadegšanas siltumu, kurā ietilpst: dubultā trumuļa (augšējā un zemāks) apkures katls, konvektīvs saišķis un pārsildītājs.

Ciklonu krāsns sastāv no dubultas metāla apvalka, ko veido divi koncentriski lokšņu tērauda cilindri. Dobumā starp apvalkiem cirkulē karstais gaiss, kas nāk no telpas starp katla apvalkiem.

Karsts sērūdeņraža un gaisa maisījums tiek piegādāts tangenciāli caur sprauslas ierīci ciklona priekšējā galā. Sprauslas ierīce ir gaisa kanāls, kas iet caur katla oderējumu 40 ° leņķī pret horizontālo asi.

Sērūdeņradis iekļūst gaisa kanālā caur atverēm kanāla augšējā sienā ar spiedienu, kas ir lielāks par gaisa spiedienu, un sajaucas ar to.

Maisījuma aizdegšanās notiek kanāla griezumā, degšana notiek ciklona iekšpusē gāzes plūsmas rotācijas kustības laikā.

Lai novērstu nepilnīgu sērūdeņraža sadegšanu, ciklona krāsns saspiešanas zonā tiek piegādāts neliels daudzums sekundārā gaisa.

Sērūdeņraža aizdedzināšana tiek veikta ar deggāzes palīdzību, kas caur aizdedzes ierīci nonāk krāsnī.

Dzesēšanas kamera ko veido kreisās un labās puses ekrāni un aizmugurējā siena. Tam ir trīs diafragmas tipa sprādzienbīstami drošības vārsti.

Pārsildītājs serpentīna tips atrodas aiz konvekcijas sijas.

Augšējais cilindrs ar iekšējo cilindru ir paredzēts tvaika-ūdens maisījuma atdalīšanai piesātinātajā tvaikā un katla ūdenī, apakšējā cilindra padevei ar ūdeni un piesātinātā tvaika noņemšanai.

Apakšējais cilindrs ir paredzēts ūdens padevei visām katla pacelšanas caurulēm.

Katla korpuss ir dubults. Degšanas gaiss iet starp iekšējo un ārējo apvalku. Gaisa spiediens starp apšuvuma loksnēm visos katla režīmos ir lielāks par gāzes spiedienu katlā, kas nodrošina katla gāzes blīvumu.

Priekšējās sienas oderējums, katla bloka griesti un ciklona krāsns oderējums ir no ugunsizturīga betona.

Gaisa plūsmu siltuma katla KU-A, B, C krāsnī regulē attiecīgi FIC-422 pozīcijas ierīces, kuru vārsti ir uzstādīti uz gaisa padeves siltuma katlam. Gaisa plūsmas regulēšana ir iekļauta sērūdeņraža sadedzināšanas kaskādes regulēšanas shēmā un uztur gaisa un sērūdeņraža attiecību diapazonā (10-12):1.

Gaisa spiedienu atkritumu siltuma katla KU-A, V, C ieejā fiksē attiecīgi aparāts poz.PISA-420, PISA-421, PISA-422. Signalizācija un bloķēšana tiek nodrošināta minimālajam spiedienam pie katra atkritumu siltuma katla ieejas.

Ir bloķējoša "liesmas klātbūtnes kontrole" poz.BSA-401 (KU-A), poz.BSA-402 (KU-B), poz.BSA-403 (KU-S), kad tiek iedarbināta, siltuma katls apstājas. .

Atkritumu siltuma katla KU-A,V,S aizdedzināšana ar kurināmo un uzsildīšana pirms pārejas uz sērūdeņraža sadedzināšanu tiek veikta ar dūmgāzu izvadīšanu atmosfērā caur sveci pie procesa gāzes izplūdes no katls uz vārtiem MO-22 (KU-A), MO-23 (KU-V), MO-24 (KU-S).

Procesa gāzes temperatūru KU-A, B, C izejā kontrolē iekārta pozīcija TICSA-407,408,409, mainot gaisa plūsmas ātrumu sērūdeņraža sadedzināšanai, saglabājot noteikto gaisa/gāzes attiecību. Ja gaisa/gāzes attiecība netiek uzturēta un temperatūra pārsniedz noteikto temperatūras diapazonu, tad samazinās (paaugstinoties temperatūrai) un palielinās (pazeminoties temperatūrai) sērūdeņraža plūsma atkritumos. siltuma katls.

Padeves ūdens, kas nāk no sūkņiem R-201A, B, C, tiek ievadīts katla augšējā mucā, izmantojot sadales cauruli uz iegremdētas perforētas loksnes.

Padeves ūdens līmeni atkritumsiltuma katla augšējā mucā regulē ierīces, kas atrodas atkritumsiltuma katlā.

Padeves ūdens patēriņu atkritumsiltuma katlos KU-A, B, C fiksē attiecīgi uz padeves ūdens padeves līnijas uz atkritumsiltuma katliem uzstādītajām ierīcēm poz.FI-214,215,216.

Padeves ūdens spiedienu atkrituma siltuma katlu ieplūdē reģistrē ar ierīcēm poz.PI-115,116,117; temperatūra - ar ierīcēm pos.TI-016,019,026, kas uzstādītas pie padeves ūdens ieplūdes katlā.

Spiedienu atkritumsiltuma katla tvertnē fiksē ierīce poz.PIA-155 (KU-A), PIA-157 (KU-V), PIA-159 (KU-C) ar zema un augsta spiediena signalizāciju.

Ūdens līmenis katla augšējā mucā ir aprīkots ar zemas un augstas trauksmes signāliem; bloķēšana uz minimālā un maksimālā ūdens līmeņa poz.LSA-306, LSA-307 (KU-A); LSA-310, LSA-311 (KU-V); LSA-314, LSA-315 (KU-S).

Ūdens no katla augšējās trumuļas nolaižas apakšējā pa piecām neapsildāmām caurulēm (četras no tīrā un viena no sāls nodalījuma), kuru izvadā ir uzstādītas restes, lai novērstu tvaika nokļūšanu notekcaurulēs. Tad katla ūdens no apakšējā cilindra nonāk starojuma ekrāna iztvaicētāja caurulēs un konvekcijas starā. Tvaika-ūdens maisījums no iztvaicētāja caurulēm nonāk augšējā cilindra deflektoros, kas nodrošina tvaika atdalīšanu no ūdens pilieniem. Piesātināts tvaiks no cilindra augšējās daļas, kas iet caur atdalīšanas ierīci, nonāk pārkarsētājā, kur tas tiek uzkarsēts līdz 354 ºС temperatūrai. Tvaiks no pārkarsētāja nonāk reducēšanas ierīcē ROU-40/15, lai samazinātu spiedienu no 34,0-38,5 kgf / cm 2 līdz 15 kgf / cm 2.

Atkritumu siltuma katlu KU-A, V, C tvaika sistēmā spiedienu regulē ierīce pozīcija PIKA-160, kuras regulatora vārsts ir uzstādīts uz tvaika izvades līnijas ROU-40/15.

Nepārtrauktas izpūšanas ūdens no katla augšējās cilindra sāls nodalījumiem nonāk izpūšanas tvertnēs.

Periodisks caurplūdes ūdens katla iztukšošanas laikā arī nonāk periodisko caurplūdumu barbaterā.

No tvertnēm ūdens, atdzisis siltummainī, kur tas uzsilda deaeratora B-201 padeves ūdeni, nonāk tvertnē. Ūdens tiek sūknēts no tvertnes uz ELOU instalāciju.

Katla ūdens paraugu ņemšana no nepārtrauktas izpūšanas līnijas tiek veikta caur paraugu ņemšanas dzesētāju.

Procesa gāze no atkritumu siltuma katla KU-A, V, S ar temperatūru 530-650 ºС ar SO 2 tilpuma daļu diapazonā no 7,5-8,5% nonāk X-103 maisītājā, kur sajaucas ar gaisu un pārkarsēts tvaiks.

Procesa gāzes atšķaidīšanai tiek izmantots gaiss, kas izplūst pēc kondensatora atdzišanas un pūtēja piespiests. Procesa gāzes atšķaidīšana ar gaisu tiek veikta līdz SO 2 tilpuma daļai 3,5-4,5%, kas nepieciešams, lai samazinātu tajā esošās skābes rasas punktu un palielinātu SO 2 oksidēšanās pakāpi līdz SO 3.

Tvaiks tiek piegādāts procesa gāzei no vidēja spiediena tvaika sistēmas, kas iepriekš uzkarsēts elektriskajā sildītājā E-163 līdz 250-300 ºС temperatūrai un kalpo procesa gāzes mitruma uzturēšanai, lai nodrošinātu pietiekamu sērskābes kondensāciju. kondensatorā WSA E-109.

Procesa gāzes kopējo patēriņu pirms sajaukšanas ar gaisu un tvaiku fiksē iekārta poz.FI-702, temperatūru - ar ierīci poz.TIА-1103, SO 2 tilpuma daļu - automātiskais gāzes analizators AIA-501. .

Tvaika patēriņu sajaukšanai regulē FIC-701 ierīce, kuras regulatora vārsts ir uzstādīts uz tvaika līnijas elektriskajā sildītājā.

Tvaika temperatūru pēc elektriskā sildītāja reģistrē ierīce TICA-1101 un regulē elektriskā sildītāja sildelementu vadības sistēma.

Gaisa patēriņu sajaukšanai regulē FIC-703 ierīce, kuras vārsts kontrolē pūtēja ieplūdes vārtu lāpstiņas.

Gaisa un tvaika plūsmas ierīces ir savienotas kaskādes ķēdē temperatūras regulēšanai pos.TICA-1105 procesa gāzes ieejā pie kontaktaparatūras (pārveidotāja), lai uzturētu temperatūru 385-430 ºС robežās.

Procesa gāze no maisītāja 400-430 ºС temperatūrā tiek nosūtīta uz kontaktaparātu (pārveidotāju), kur uz diviem VK-WSA vanādija katalizatora slāņiem notiek sēra dioksīda (sēra anhidrīda) katalītiskā pārvēršana sēra anhidrīdā. ar kontaktgāzes starpslāņu dzesēšanu.

kontaktierīce ir cilindrisks aparāts, kas izgatavots no nerūsējošā tērauda, ​​ar diviem katalizatora slāņiem attiecīgi 820 mm un 1640 mm augstumā.

Pirmajā katalizatora slānī aptuveni 90-93% SO 2 pārvēršas par SO 3, savukārt temperatūra 1. slāņa izejā paaugstinās līdz 500-550 ºС. Lai noņemtu reakcijas siltumu, gāze no 1. slāņa tiek atdzesēta reboiler-gāzes dzesētājā E-105 līdz temperatūrai 380–410 ºС, kur veidojas tvaiks 62 kgf/cm2, pēc tam tas nonāk maisītājā un no turienes uz otro katalizatora slāni c. Uz otrā slāņa notiek galīgā SO 2 pārvēršanās par SO 3, savukārt izplūdes temperatūra paaugstinās līdz 410–430 ºС.

Gāzes temperatūru gāzes dzesētāja izejā kontrolē ierīce TICA-1107, kuras regulatora vārsts kontrolē vārtus uz gāzes dzesētāja cauruļu saišķa gāzes apvada.

Bloķēšana paredzēta maksimālajai gāzes temperatūrai pie kontaktaparatūras ieejas - poz.TISa-1104; augsta gāzes temperatūras signalizācija pie pirmā slāņa izejas - poz.TIА-1106; zemas un augstas temperatūras signalizācija pie gāzes dzesētāja izejas - prece TICA-1107, zemas un augstas temperatūras signalizācija pie ieejas E-108 - prece TIA-1109.

Gāze pēc kontaktaparatūras, kas iepriekš atdzesēta riboilera gāzes dzesētājā, tiek nosūtīta uz WSA kondensatoru, lai no gāzes kondensētu sērskābi.

Kopējās plūsmas temperatūru pie ieplūdes kondensatorā reģistrē ierīce poz.TIА-1111 ar zemas un augstas temperatūras trauksmes signāliem. Tiek nodrošināta maksimālās temperatūras TISA-1110 gāzes bloķēšana pie ieejas kondensatorā.

Lai samazinātu SO 3 emisijas atmosfērā kopā ar izplūdes gāzēm, WSA kondensatora izejā tiek nodrošināts skābes tvaiku kontroles bloks. SO 3 emisiju samazinājums tiek panākts, gāzes plūsmā pie reboilera ieplūdes ievadot silikona eļļas tvaikus, kas kalpo kā sērskābes kondensācijas centri gāzē un tādējādi uzlabo skābes kondensāciju WSA kondensatorā.

Katla ūdens padevi riboileriem-gāzes dzesētājiem nodrošina dabiskā ūdens cirkulācija no bungas-tvaika kolektora

Izmantojot reboileros gāzes plūsmas siltumu, tiek ģenerēts tvaiks ar spiedienu 62 kgf/cm 2 , kas caur spiediena regulatoru PICSA-902 tiek izvadīts no trumuļa-tvaika kolektora uz ROU-40/15.

Padeves ūdens tiek piegādāts ar R-161A, B sūkni no deaeratora.

Ūdens līmeni regulē ierīce poz.LICA-801, kura regulatora vārsts ir uzstādīts uz padeves ūdens līnijas no R-161A, B sūkņa, ar augsta un zema līmeņa signalizāciju. Uz minimālā līmeņa poz.LSA-802 ir bloķēšana bungu tvaika kolektorā B-162.

Lai palielinātu tvaika kolektora uzticamību, tika uzstādīts papildus līmeņa mērītājs pos.LIА-803.

Par atbalstu ķīmiskais sastāvs katla ūdens (sāļuma samazināšana) sistēma nodrošina automātisku attīrīšanu no apakšējiem punktiem caur vārstiem:

· HIC-753 tips "НЗ" - В-162;

· HV-791 - E-105;

· HV-792, HV-793, HV-794, HV-795 - E-108.

Nopūšanas ūdens no V-162, E-105, E-108 nonāk caurpūtes tvertnē B-206A, no kurienes kopā ar atkritumsiltuma katlu KU-A, V, C caurpūšamo ūdeni tiek izvadīts caur E-202. siltummainis B-203 tvertnē un sūknis Р-203А,В tiek izsūknēts uz CDU bloku.

Gāzi E-109 piegādā divas plūsmas.

Gāzes ieplūdes cauruļvadu virsmas temperatūru fiksē ierīces pos.TIА-1112, TIA-1113, kas uzstādītas katras plūsmas ieejā E-109, kuru rādījumu samazināšanās nosaka sērskābes līmeni E-109. 109 un iespējama aparāta cauruļu aizsērēšana.

WSA E-109 kondensators ir vertikāls aparāts, kas sastāv no 5 moduļiem, no kuriem katrs satur 720 stikla caurules, 6,8 m garas un 40 mm diametrā. Stikla caurulīšu iekšpusē ir metāla spirāles, kas kalpo kā sērskābes nogulsnēšanas centri. Katras caurules galā ir kasetnes filtrs (pilienu likvidētājs), kas paredzēts sērskābes miglas aizturēšanai. Skābes savācējs atrodas WSA kondensatora apakšā. E-109 korpuss ir izklāts ar skābes izturīgiem ķieģeļiem un flīzēm.

Kondensatorā E-109 gāze paceļas augšā stikla caurulēs, uz kuru iekšējām virsmām kondensējas sērskābe, atdziestot ar gaisu, kas nāk no K-130A, B pūtēja starp caurulēm.

Skurstenī tiek novadīta attīrīta gāze, kuras atlikuma masas daļa SO 3 ir mazāka par 20 ppm un temperatūra nav augstāka par 120 ºС.

SO 3 masas daļu attīrītajā gāzē mēra ar AIA-652 instrumentu ar trauksmi augsts saturs SO3.

Attīrītās gāzes temperatūru regulē iekārta pozīcija TICA-1115, kuras vārsts-regulators ir uzstādīts uz dzesēšanas gaisa līnijas uz HOB sildītāju E-133 (gaisa izvadīšana papildus E-109).

Bloķēšana ir paredzēta maksimālajai gāzes temperatūrai pie izejas E-109 poz.TISa-1116.

Atšķirību starp kondensatora E-109 gāzes ieplūdi un izplūdi mēra ar instrumentu poz.PDI-903.

Gaiss, lai atdzesētu WSA E-109 kondensatoru no atmosfēras cauri gaisa filtrs A-133A, B uzņem ventilators K-130A, B un ievada gredzenveida telpā E-109 pretplūsmā attīrītajai gāzei.

Pēc E-109 kondensatora dzesēšanas gaiss tiek sadalīts plūsmās:

· viena plūsma iet uz pūtēja K-131 ieplūdi, kas piegādā gaisu procesa gāzes atšķaidīšanai pēc KU-A, B, C;

· otrā plūsma - pūtējs K-132 tiek ievadīts siltumenerģijas katlu KU-A, V, C kurtuvē sērūdeņraža sadedzināšanai;

· daļa plūsmas tiek novadīta uz pūtēja K-130A, B ieplūdi, lai uzturētu gaisa temperatūru pie pūtēja izplūdes 20–35 ºС robežās;

· Gaisa pārpalikums tiek izvadīts uz aizdedzes sveci caur sildītāju HOV E-133, kas izmanto dzesēšanas gaisa siltumu.

Gaisa temperatūru pie ieplūdes E-109 kontrolē iekārta poz.TIC-1117, uz karstā gaisa padeves līnijas uz pūtēja K-130A, B ieplūdi ir uzstādīts pneimatiski darbināms aizbīdnis.

Gaisa temperatūru pēc filtra A-133A, B mēra ar ierīci poz.TIA-1123.

Signalizācija paredzēta par zemu gaisa spiedienu pie pūtēju ieplūdes attiecīgi K-130A, B - poz.PIA-911,912.

Lai novērstu procesa gāzes noplūdi dzesēšanas gaisā, tiek uzturēta spiediena starpība starp dzesēšanas gaisu un procesa gāzes sistēmu 10–41 mm w.c. ierīce poz.PDICSA-904, kas kontrolē pūtēju K-130A, B ieplūdes vārtus. Ir nodrošināta zema spiediena trauksme un zema diferenciālā spiediena bloķēšana starp dzesēšanas gaisu un kondensatora procesa gāzes sistēmu E-109.

Kondensētā sērskābe no WSA E-109 kondensatora plūst pa aparātu un tiek novirzīta uz skābes tvertni B-120.

Lai samazinātu no E-109 nākošās skābes temperatūru no 270 līdz 65 ºС, karstās skābes straumei pievieno aukstu cirkulācijas skābes plūsmu no sūkņa Р-121А,В.

Skābe no tvertnes V-120 tiek sūknēta ar sūkni R-121A, B caur plākšņu skābes dzesētāju E-122, kur to atdzesē ar cirkulējošu ūdeni. un nosūtīts uz:

galvenā daļa - kā recirkulācija sajaukšanai ar karstu skābi no E-109,

· no ražotnes tiek izsūknēts sērskābes sūkņu R-123A, B bilances daudzums.

Sērskābes temperatūru pie sūkņu R-121A, B ieplūdes reģistrē ierīce poz.TIA-1119 ar augstas temperatūras trauksmi. Tiek nodrošināta sērskābes, kas nonāk pie sūkņu R-121A, B saņemšanas, maksimālās temperatūras TISA-1120 bloķēšana.

Skābes līmeni tvertnē B-120 regulē ierīces pos.LICA-804, LISA-805 , vārstu uz skābes atsūknēšanas līnijas uzstāda ar R-123A, B sūkņiem no agregāta uz sērskābes koncentrācijas sekciju tit.75-11 un uz ķīmisko ūdens attīrīšanas iekārtu tit.517 PGPN. Sērskābes atsūknēšanai uz Park 75-11 ir divi cauruļvadi, no kuriem viens ir rezervē.

Tiek nodrošināta zema un augsta līmeņa signalizācija - poz.LICA-804 un bloķēšana pēc minimālā un maksimālā līmeņa - poz.LISA-805 V-120 tvertnei.

Sērskābes recirkulācijas līnijā ir nodrošināta zema spiediena signalizācija un minimālā spiediena bloķēšana - poz.PICSА-906.

Cirkulējošās skābes masas daļa diapazonā no 93 līdz 98% tiek kontrolēta ar analizatoru poz.AICA-653 un uzturēta automātiskā barošanaūdens no tvertnes B-150 uz skābes cirkulācijas līniju, izmantojot USV 1207 slēgvārstu.

Ūdens līmeni tvertnē B-150 uztur iekārta LIA-803, kuras regulatora vārsts ir uzstādīts uz ūdensvada līdz tvertnei B-150. Zema un augsta līmeņa signalizācija poz.LIА-803 B-150 tvertnē ir nodrošināta.

Sērskābes patēriņu no rūpnīcas reģistrē ierīce poz.FIQ-635.

Spiedienu sērskābes sūknēšanas līnijā reģistrē ar PISA-907 instrumentu. Spiediena krituma gadījumā līnijā, kas ir mazāks par 0,2 kgf / cm 2, tiek ieslēgts rezerves sūknis R-123A, B atbilstoši ierīces pozīcijai PICSА-906 .PbiS ir rakstīts, ka BCA bloks apstājas.

Lai samazinātu slāpekļa oksīdu (N 2 O 3) saturu komerciālajā sērskābē (mazāk par 0,5 ppm), ar dozēšanas sūkni R-124 no tvertnes V-160 uz cauruļvadu tiek piegādāts 64% hidrazīna hidrāta ūdens šķīdums. sērskābes padevei uz vietas koncentrācijas tit.75-11. Gatavs hidrazīna hidrāta 64% ūdens šķīdums tiek piegādāts rūpnīcai traukā ar tilpumu 200 litri, no kura tas ar pneimatiski darbināmu sūkni tiek iesūknēts V-160 tvertnē.

Lai savāktu nejaušas skābes noplūdes, iekārta tiek nodrošināta ar ieraktu dzelzsbetona tvertni V-209, kurā sērskābe tiek neitralizēta ar 15% NaOH šķīdumu līdz pH vērtībai diapazonā no 7,0 līdz 8,0 saskaņā ar analizatoru AA-505. .

Sārma šķīdums neitralizācijas laikā V-209 tiek piegādāts ar gravitācijas spēku no sārmu tvertnes V-208, kurā periodiski tiek iesūknēts sārms no reaģentu iekārtām.

Pirms sārma tiek piegādāta E-209, R-209 sūknis tiek ieslēgts cirkulācijai caur tvertni, un sērskābe tiek neitralizēta, lēnām pievadot sārmu uz B-209 tvertni.

Tiek nodrošināta sērskābes neitralizācija B-209 ar sodas pelniem. Saskaņā ar analizatora rādījumiem un pārbaudot ar lakmusa testu pH = 7, neitralizētais šķīdums ar R-209 sūkni tiek izsūknēts uz PLC saskaņā ar UVKiOSV.

13. Materiālu bilances aprēķins

2H 2S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2 H2O

Gāzes jauda 1749,8 m 3 /h H 2 S konversijas pakāpe = 99,9

Nāk						Patēriņš
Mr	Kilograms	% masas	m3	% apmēram	kmol	Mr	Kilograms	% masas	m3	% apmēram	kmol
58,00	45,31	0,23	17,50	0,12	0,78	SO2	64,00	4944,48	25,64	1730,57	12,53	77,26
34,00	2629,39	13,63	1732,30	11,82	77,33	H2O	18,00	1460,94	7,57	1818,06	13,16	81,16
32,00	3870,85	20,07	2709,59	18,49	120,96	N2	28,00	12741,53	66,06	10193,23	73,79	455,05
28,00	12741,53	66,06	10193,23	69,57	455,05	H2S	34,00	2,63	0,01	1,73	0,01	0,08
-	19287,07	100,00	14652,62	100,00	654,13	CO2	44,00	137,48	0,71	69,99	0,51	3,12
∑	-	19287,07	100,00	13813,58	100,00	616,68

SO 2 + 0,5O 2<=>SO 3

Konversijas pakāpe SO 2 = 98,5

Nāk						Patēriņš
Mr	Kilograms	% masas	m3	% apmēram	kmol	Mr	Kilograms	% masas	m3	% apmēram	kmol
64,00	4944,48	46,03	1730,57	27,70	77,26	SO3	80,00	6087,90	56,67	1704,61	31,60	76,10
32,00	1217,58	11,33	852,31	13,64	38,05	SO2	64,00	74,17	0,69	25,96	0,48	1,16
28,00	4580,42	42,64	3664,33	58,66	163,59	N2	28,00	4580,42	42,64	3664,33	67,92	163,59
-	10742,48	100,00	6247,21	100,00	278,89	∑	-	10742,48	100,00	5394,90	100,00	240,84

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

SO 3 konversija = 99,5%

Nāk						Patēriņš
Mr	Kilograms	% masas	m3	% apmēram	kmol	Mr	Kilograms	% masas	m3	% apmēram	kmol
SO3	80,00	6087,90	80,90	1704,61	49,75	76,10	H2SO4	98,00	7420,39	98,61	1696,09	98,06	75,72
H2O	18,00	1362,93	18,11	1696,09	49,50	75,72	SO3	90,00	30,44	0,40	7,58	0,44	0,34
SO2	64,00	74,17	0,99	25,96	0,76	1,16	SO2	64,00	74,17	0,99	25,96	1,50	1,16
∑	7524,99	100,00	3426,66	100,00	152,98	∑	7524,99	100,00	1729,62	100,00	77,22

14. Siltuma bilances aprēķins

Standarta veidošanās entalpija ΔH (298 K, kJ/mol)	Standarta molārā siltumietilpība Cp (298 K, J/mol K)	Īpatnējais siltums C (kJ/kg K)
			SO2	-296,90	39,90	0,62
O2	0,00	29,35	0,92
N2	0,00	29,10	1,04
SO3	-439,00	180,00	2,25
H2O	-241,82	33,58	1,87
H2SO4	-814,20	138,90	1,42
C4H10	-124,70	97,78	1,69
CO2	-393,51	37,11

Sēra dioksīda oksidācijas reakcijas siltuma bilance

SO 2 +1/2 O 2 = SO 3

Sērskābes kondensācijas reakcijas siltuma līdzsvars

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

No sēra dioksīda oksidēšanās un sērskābes kondensācijas reakciju siltuma bilances aprēķiniem redzams, ka šo reakciju laikā izdalās ievērojams daudzums siltuma, kas ir jānoņem, kas tiek darīts reālā tehnoloģiskā procesā, palielināt šo reakciju pārvēršanās pakāpi, un siltums tiek izmantots dažādiem mērķiem kā procesam un uzņēmumam.

15. Kontaktierīces aprēķins

Saskares laika aprēķins (norādīts sēra dioksīda oksidēšanās kinētikā)

τ 1 \u003d ∑Δτ \u003d 3,188 sek

τ 2 \u003d ∑Δτ \u003d 6,38 sek

Kopējais kontakta ar gāzi kontakta aparātā laiks ir

τ = 3,188 + 6,38 = 9,568

m 2

Kontaktierīces diametra aprēķins

Kontaktierīces diametrs ir 8 m

16. Drošības pasākumi ražotnes darbības laikā

Drošības prasības, iedarbinot un apturot tehnoloģiskās sistēmas un noteikta veida iekārtas, ievietojot tās rezervē, atrodoties rezervē un nododot ekspluatācijā no rezerves

Galvenā drošības prasība iedarbināšanas un apstāšanās laikā tehnoloģiskās iekārtas ir stingra uzstādīšanas uzsākšanas un apturēšanas kārtības ievērošana, kas noteikta šo noteikumu 6. iedaļā.

Tehnoloģisko sistēmu palaišana vai ekspluatācijas pārtraukšana tiek veikta, pamatojoties uz PPGN galvenā inženiera rakstisku rīkojumu, kurā norādīta atbildīgā persona par drošu darbu veikšanu un tehnoloģiskās iekārtas palaišanas vai ekspluatācijas pārtraukšanas organizēšanas kārtība. sistēma.

Atsevišķu iekārtu palaišana vai ekspluatācijas pārtraukšana tiek veikta pēc iekārtas vadītāja rīkojuma.

Iekārta uzskatāma par gaidīšanas režīmā, kad tā ir labā stāvoklī, pilnībā aprīkota ar vadības un mērinstrumentiem, signalizācijas ierīcēm un ESD, pārbaudīta darba apstākļos, ir iekārtas vai darbnīcas mehāniķa slēdziens par tās gatavību darbam.

Ziemā viss rezerves aprīkojums ir jāuzsilda.

Rezervē esošajai tehnikai katru dienu ir jāveic vizuāla pārbaude, bet dinamiskajai iekārtai – pārbaudei un iestrādei noteiktajā biežumā, bet ne retāk kā reizi mēnesī. Plkst centrbēdzes sūkņi ir nepieciešams griezt vārpstu ar roku katrā maiņā.

Pirms nodošanas ekspluatācijā tehnoloģiskā sistēma ir jāattīra ar slāpekli, kontrolējot atlikuma skābekļa saturu ne vairāk kā 0,5 tilp. Tehnoloģiskās sistēmas izvade uz parasto tehnoloģisko režīmu tiek veikta saskaņā ar šo noteikumu 6.sadaļu.

Pirms katras rezerves sūkņu iedarbināšanas pārbaudiet to izmantojamību un slēgvārstu stāvokli sūkņa iesūkšanas un izplūdes vietās.

Rezervei piešķirtā karstā sūkņa remonts jāsāk tikai pēc tam, kad tā korpusa temperatūra nepārsniedz 45 ºС.

R-104 kontaktierīce tiek izpūsta no sērskābes tvaikiem ar karstu gaisu caur WSA E-109 kondensatoru un tālāk skurstenī. Lai veiktu darbus R-104 iekšpusē izslēgšanas laikā, katalizators un kontakta aparāts tiek atdzesēti ar gaisu no K-132 pūtēja saskaņā ar procesa gāzes shēmu. Ja katalizators netiek izkrauts no aparāta, R-104 tiek pakļauts spiedienam ar gaisu, kas tiek piegādāts aparātam caur šļūtenes džemperi, lai novērstu katalizatora saskari ar atmosfēras gaisu.

Prasības tehnoloģiskā procesa sprādziendrošības nodrošināšanai: tehnoloģisko bloku pieņemtās robežas, bloku enerģētisko rādītāju vērtības un sprādzienbīstamības kategorijas, iespējamo bojājumu robežas sprādzienu laikā, paredzētie drošības un avārijas aizsardzības pasākumi.

Lai paaugstinātu drošību un ierobežotu produktu masu, kas avāriju rezultātā var noplūst vidē, rūpnīcā tiek nodrošināti: ātrgaitas slēgvārsti uz līnijām sūkņu priekšā, 100% rezerve sūkņi, sūkņu pašpalaišanas sistēmas un ATS; siltummaiņu cauruļvadiem ir apvedceļi un slēgvārsti.

Iekārta ir aprīkota ar sadalīto procesa vadības sistēmu (DCS) un avārijas aizsardzības sistēmu (ESD). Gaismas un skaņas trauksmes tiek iedarbinātas pie maksimāli pieļaujamajām tehnoloģisko parametru vērtībām.

Ražotnē atrodas viens sprādzienbīstams tehnoloģiskais bloks - separācijas bloks.

Tehnoloģiskā bloka sprādzienbīstamības novērtējums veikts atbilstoši prasībām Vispārīgi noteikumiķīmiskās, naftas ķīmijas un naftas pārstrādes nozaru sprādzienbīstamība" (PB 09-540-03). Tajā pašā laikā tehnoloģiskajos blokos ietilpst galvenā tehnoloģiskā procesa īstenošanai nepieciešamais aparāts. Bloki ietver cauruļvadus starp aparātiem bloks, kā arī armatūra un instrumenti un instrumenti.

Drošības pasākumiem, kas tiek veikti tehnoloģiskā procesa gaitā, veicot kārtējās darbības, jāatbilst normatīvās un tehniskās dokumentācijas prasībām, kas nosaka ražošanas procesa drošas norises kārtību un nosacījumus, personāla rīcību ārkārtas situācijās un īstenošana remontdarbi. Norādītās tehniskās dokumentācijas saraksts jāapstiprina PPGN galvenajam inženierim.

Lai nodrošinātu procesa drošību, tika veikti šādi pasākumi:

Visas iekārtas un cauruļvadi ārpus telpām, kuru sienu temperatūra ir augstāka par 60 ºС, un telpās, kas pārsniedz 45 ºС, ir termiski izolēti;

Visas iekārtas un cauruļvadi aizsardzībai pret statisko elektrību ir iezemēti. Instalācijai ir zibensaizsardzība;

Visas mehānismu kustīgās daļas ir aizsargātas;

Tvertne B-120 ir aprīkota ar augšējā un apakšējā līmeņa signalizāciju.

Obligātā instalācijas stāvokļa un darbības parametru periodiskā uzraudzība, apejot personālu, kā arī tās apkope ietver:

· temperatūras un spiediena kontrole aparātos ar uz vietas uzstādītiem instrumentiem;

Centrbēdzes sūkņu pārbaude, vai nav vibrācijas un sveša trokšņa (apkalpojamībai);

· centrbēdzes sūkņu atloku savienojumu, slēgvārstu omentālo blīvējumu un priekšējo blīvējumu hermētiskuma pārbaude;

· vizuālā kontrole pār tehnoloģisko cauruļvadu vibrācijas neesamību, īpaši pie sūkņu izplūdes;

Standarta instrumentu pieejamības un izmantojamības pārbaude;

vizuāla kontrole pār mehānismu kustīgo daļu aizsargu, servisa platformu esamību un labu stāvokli;

Labā stāvokļa vizuālā kontrole ventilācijas sistēmas;

celšanas iekārtas ekspluatācijas stāvokļa vizuāla kontrole;

Paraugu ņemšanas ierīču pārbaude attiecībā uz produkta noplūdi.

IN ziemas periods papildus jums jāveic šādas darbības:

· aparātu, tehnoloģisko cauruļvadu, instrumentu un vadības ierīču zemspiediena tvaika sildīšanas darbības kontrole;

· mērinstrumentu un vadības iekārtu, pieplūdes ventilācijas gaisa sildītāju un tehnoloģisko cauruļvadu apkures ar apkures ūdeni darbības kontrole;

centrbēdzes sūkņu dzesēšanas sistēmu kontrole, nodrošinot pastāvīgu ūdens plūsmu;

noteku un drenāžas līniju caurlaidības kontrole;

Kontrole pār kondensāta notekas darbību.

Aizliegts noņemt bloķētājus automātiskajās procesu vadības sistēmās.

Avāriju gadījumā, ko izraisa iekārtas darbības parametru novirzes no šo noteikumu 4.sadaļā noteikto tehnoloģisko režīmu standartu prasībām, rīkoties saskaņā ar "Ārkārtas situāciju lokalizācijas plānu" (APL).

Visu veidu remontdarbi jāveic saskaņā ar ikgadējo un ikmēneša "Plānveida profilaktiskās apkopes grafikiem". Remontdarbi jāveic saskaņā ar uzņēmuma galvenā inženiera apstiprināto instrukciju prasībām:

Instrukcija par drošu remontdarbu veikšanas kārtību OOO LUKOIL-PNOS (IB-025-003-2005);

Instrukcija par karsto darbu drošas veikšanas kārtību OOO LUKOIL-PNOS objektos (PB-0001-1-2005);

Instrukcija par gāzēm bīstamo darbu drošas veikšanas kārtību OOO LUKOIL-PNOS objektos (B-025-002-2005);

Norādījumi par drošu zemes darbu veikšanas kārtību OOO LUKOIL-PNOS teritorijā (IB-255-004-2005).

Sērūdeņraža paraugu ņemšana un separatoru un konteineru novadīšana jāveic gāzmaskā, stāvot ar muguru pret vēju, ar apakšstudiju gāzmaskā.

Drošības pasākumi tehnoloģiskā procesa vadīšanā, ikdienas darbību veikšanā

Rūpnīcas droša darbība ir atkarīga no kvalifikācijas apkalpojošais personāls, drošības noteikumu ievērošana, ugunsdrošība un gāzes drošība, iekārtu un komunikāciju tehniskās ekspluatācijas noteikumi, tehnoloģisko noteikumu normu ievērošana.

Personas, kuras sasniegušas 18 gadu vecumu, ir instruētas darba drošības un darba aizsardzībā, teorētiskās un praktiskās apmācības drošās darba metodēs un metodēs un nokārtojušas eksāmenu uzņemšanai patstāvīgajā darbā, kurām nav medicīnisku kontrindikāciju , ir atļauts strādāt.

Visai nepieciešamajai normatīvajai un tehniskajai dokumentācijai, kas nosaka kārtību un nosacījumus drošai ražošanas procesa norisei, personāla rīcībai avārijas situācijās un remontdarbu veikšanai, saskaņā ar PPGN galvenā inženiera apstiprināto sarakstu ir jābūt. jābūt pieejamam objektā, tās zināšanas un ievērošana personālam ir obligāta.

Jūs varat strādāt tikai ar darba aprīkojumu. Pastāvīgi uzraudzīt vadības un automatizācijas ierīču, signalizācijas sistēmu un bloķētāju darbību. Stingri ievērojiet visus tehnoloģiskā režīma parametrus.

Lai izvairītos no gāzes piesārņojuma ražošanas telpās, tiek radīts gaisa pārspiediens operatorā, sūknēšanā, transformatoru apakšstacijā, sadales paneļos ar gaisa apmaiņas ātrumu 5.

Sūkņi ir aprīkoti ar mehāniskām blīvēm.

Visas spiediena iekārtas ir aprīkotas ar drošības vārstiem. Degošās gāzes no drošības vārstiem tiek izvadītas uzliesmošanas līnijā; iekārtas darbības laikā uzliesmošanas līnijas vārstam jābūt atvērtam.

Instalācijas apgaismojums veidots atbilstoši spēkā esošajiem normatīvajiem aktiem, apgaismes armatūra ir sprādziendroša.

Pasākumi ugunsdrošības nodrošināšanai tehnoloģiskā procesa laikā

Iekārtas ugunsdrošība tiek panākta ar sistēmu degošas vides veidošanās novēršanai, aizdegšanās avotu rašanās novēršanai degošā vidē, maksimāli automatizējot tehnoloģisko procesu, izmantojot ugunsdzēšanas līdzekļus un ugunsgrēka trauksme, ēku pamatkonstrukciju izmantošana ar reglamentētiem ugunsizturības ierobežojumiem un uguns izkliedes ierobežojumiem, ugunsdrošības instrukciju un noteikumu ievērošana ēku, būvju un iekārtu ekspluatācijas laikā.

Ražotnes teritorija, kā arī ražošanas telpas un iekārtas vienmēr ir jāuztur tīra un sakopta.

Smēķēšana uz instalācijas aizliegts. Smēķēt atļauts speciāli ierādītā vietā (saskaņojot ar ugunsdzēsējiem), kas aprīkota ar tvertni izsmēķu glabāšanai un ugunsdzēšamo aparātu.

Iekārtas hermētiskumu, jo īpaši atloku savienojumus un blīves, ir nepieciešama stingra ekspluatācijas personāla kontrole. Ja tiek konstatēta caurlaide, nekavējoties ir nepieciešams pievadīt ūdens tvaikus caurlaides punktā un veikt pasākumus, lai atslēgtu avārijas sekcijas vai aparāta darbību.

IN ziemas apstākļi sasalušu iekārtu, cauruļvadu, ventiļu uzsildīšana atļauta tikai ar tvaiku vai karsts ūdens. Atklātas uguns izmantošana ir aizliegta.

Ugunsgrēka gadījumā ražošanas telpās tiek nodrošināta cilvēku drošas evakuācijas iespēja.

Objektā ugunsgrēka vai avārijas gadījumā no objekta teritorijas tiek evakuēts personāls, kas nav iesaistīts ugunsgrēka vai avārijas situācijas likvidēšanā.

Iekārtu un ēku izvietojums paredz atbilstošu ugunsgrēka pārtraukumu ievērošanu.

Iekārta ir aprīkota ar šādiem ugunsdzēšamajiem aparātiem:

5 stacionāri ugunsdrošības monitori, kas aizsargā iekārtas āra instalācijā;

Ugunsdzēsības ūdens tiek piegādāts ugunsdzēsības monitoriem no uzņēmuma ugunsdzēsības ūdensapgādes tīkla;

Uguns avota lokālai dzēšanai ražošanas telpās un āra iekārtās ir paredzēti tvaika stāvvadi;

Iekārta ir aprīkota ar gumijas šļūtenēm tvaika vai slāpekļa padevei iespējamās ugunsgrēka vietās;

Uzstādīšanas laikā noteiktās vietās nodrošināti gaisa-putu un pulvera ugunsdzēšamie aparāti, kastes ar smiltīm, filcu, azbesta audumu;

Telpu aizsardzība ar automātisko ugunsgrēka signalizāciju;

Ir paredzēti manuāli ugunsgrēka trauksmes izsaukuma punkti, kas atrodas ārpus ēkas un pa iekārtas perimetru;

Konstrukciju, iekārtu, aparātu, evakuācijas ceļu un izeju izvietošana tiek veikta, ņemot vērā ugunsdrošības normas un noteikumus un nodrošina cilvēku evakuāciju no ēkām un telpām pirms bīstamo uguns faktoru maksimālajām pieļaujamajām vērtībām.

Drošas metodes piroforu nogulšņu apstrādei

Aparāti un cauruļvadi pēc iekārtu izņemšanas no ekspluatācijas un to izlaišanas no izstrādājumiem jātvaicē ar ūdens tvaiku.

Pēc aparāta attīrīšanas no kondensāta ir jāatver apakšējais armatūra vai lūka un jāņem gaisa paraugs, lai analizētu bīstamo produktu tvaiku koncentrācijas saturu tajā (jābūt ne vairāk kā 20% no liesmas izplatīšanās apakšējās koncentrācijas robežas NKRP ).

Tīrot aparātu, nepieciešams samitrināt nogulsnes uz aparāta sienām. Tīrot iekārtu, tiek izmantoti dzirksteļojoši instrumenti. Šo darbu veikšanai noteiktā kārtībā tiek izsniegta darba atļauja.

Piroforas nogulsnes, kas noņemtas no aprīkojuma, jātur mitras līdz iznīcināšanai. Noņemiet piroforas nogulsnes uzglabāšanai UVKiOSV dūņu akumulatorā.

Ražošanas produktu neitralizēšanas metodes noplūdes un negadījumu gadījumā

Ja sūkņu telpā ir izlijusi sērskābe, nekavējoties izveidojiet smilšu aizsprostu, lai novērstu produkta tālāku izplatīšanos. Pirms izlijušā produkta tīrīšanas to neitralizē ar sodu vai kaļķi.

Sērskābes noņemšana filtru izlaišanas laikā, skābes sūkņu R-121A, B, R-123A, B remonts vai paraugu ņemšana notiek apraktā traukā un tiek neitralizēta ar 10% sārma šķīdumu.

Neitralizējot izlijušo sērskābi, strādājiet kombinezonā un izmantojiet gāzmasku.

Droša metode ražošanas produktu noņemšanai no tehnoloģiskajām sistēmām un noteikta veida iekārtām

Kad uzstādīšana tiek apturēta remonta dēļ, sērūdeņraža gāze tiek nosūtīta uz lāpu.

Kontaktaparāts (pārveidotājs) R-104 sākotnēji tiek iepūsts ar dūmgāzēm no sērskābes tvaikiem caur WSA E-109 kondensatoru, pēc tam ar karstu gaisu parastā veidā skurstenī.

Sērskābe tiek sūknēta uz preču parku 75-11. Skābes atlikumi tiek novadīti apraktā tvertnē B-209 un neitralizēti ar 10% sārma šķīdumu vai piepildīti ar sodas pelniem (līdz pH = 7), pēc tam izsūknēti uz PLC, vienojoties ar UVKiOSV.

Izmantoto iekārtu un cauruļvadu galvenie iespējamie apdraudējumi, to kritiskās sastāvdaļas un pasākumi tehnoloģisko sistēmu avārijas spiediena samazināšanai

Izmantoto procesa iekārtu un cauruļvadu, to kritisko vienību galvenie iespējamie apdraudējumi rūpnīcā ir:

· Ražotnē pārstrādātā sērūdeņradi saturošā gāze ir sprādzienbīstama, uzliesmojoša un toksiska;

· sērūdeņradis ūdens tvaiku klātbūtnē ir spēcīga kodīga viela, kas iedarbojas uz metālu, kā rezultātā procesa iekārtās tiek samazināts spiediens;

· pārspiediena (līdz 15 kgf/cm 2 - vidēja spiediena tvaika) un augstas temperatūras klātbūtne aparātos un cauruļvados rada to plīsuma draudus;

· iekārtas darbības režīmu pārkāpuma vai tās mehāniskā vai korozīva nodiluma gadījumā iespējama spiediena samazināšana, iestājoties sprādzienbīstamai un toksiskai gāzu koncentrācijai, kas var izraisīt sprādzienus un/vai ugunsgrēkus, kā arī saindēšanos personāls;

sakāvi elektrošoks iekārtas strāvu nesošo daļu zemējuma atteices vai elektroizolācijas pārrāvuma gadījumā;

· iespēja nokrist apkalpojošam personālam, apkalpojot aparātus un cauruļvadus, kas atrodas vairāk nekā viena metra augstumā, ja nav žoga vai tā darbības traucējumi;

· iespēja iegūt termisku apdegumu neaizsargātu ķermeņa daļu saskares gadījumā ar apsildāmām aparātu un cauruļvadu virsmām ar plīsušu izolāciju;

Rotējošu mehānismu klātbūtne rada traumu risku no tiem;

· iespēja samazināt spiedienu vai iznīcināt ierīces un cauruļvadus ārējo spēka faktoru ietekmē.

Pasākumi, lai novērstu tehnoloģisko sistēmu avārijas spiediena samazināšanu, ir:

· galveno tehnoloģisko iekārtu un cauruļvadu metināto posmu termiskā apstrāde vidēs, kas izraisa korozijas plaisāšanu;

· Cauruļvadu iekārtu, slēgvārstu, drošības ierīču, aizsardzības automatizācijas sistēmu, signalizācijas sistēmu atbilstības nodrošināšana pašreizējā NTD prasībām;

· atzīme tehniskais stāvoklis ierīces, iekārtas, cauruļvadi un citi instalācijas elementi;

tikai ekspluatējamu iekārtu ekspluatācija un savlaicīga plānveida profilaktiskās apkopes veikšana;

Savlaicīga aprīkojuma pārbaude;

Ierīču, cauruļvadu kvalitatīva remonta un tīrīšanas nodrošināšana;

· tehnoloģiskā procesa veikšana, nepārkāpjot šī tehnoloģiskā regulējuma normas, izslēdzot aparātu un iekārtu parametru izvadīšanu kritiskajām vērtībām.

17. Izmantotās literatūras saraksts

1. Sērskābes ražotnes tehnoloģiskie noteikumi

2. B.T.Vasiļjevs, M.I.Otvagina; Sērskābes tehnoloģija. Maskava: Ķīmija 1985. 386 lappuses

3. A.M.Kutepovs; Vispārējā ķīmiskā tehnoloģija. Maskava: Augstskola, 1990. 520 lpp.

4. Amelīna A.G. Sērskābes ražošana. Maskava 1983

Tehnoloģiskais process sērskābes iegūšanai no elementārā sēra ar saskares metodi atšķiras no ražošanas procesa no pirītiem ar vairākām iezīmēm:

speciāla krāšņu konstrukcija krāsns gāzes ražošanai;

paaugstināts sēra oksīda (IV) saturs krāsns gāzē;

nav krāsns gāzes pirmapstrādes. Sērskābes ražošana no sēra, izmantojot dubultā kontakta un dubultās absorbcijas metodi (1. att.), sastāv no vairākiem posmiem:

Gaiss pēc attīrīšanas no putekļiem ar gāzes pūtēju tiek padots uz žāvēšanas torni, kur tiek žāvēts ar 93-98% sērskābi līdz mitruma saturam 0,01% pēc tilpuma; Sausais gaiss nonāk sēra krāsnī pēc iepriekšējas uzsildīšanas vienā no kontakta bloka siltummaiņiem.

Sēra sadegšana (sadegšana) ir viendabīga eksotermiska reakcija, pirms kuras notiek cietā sēra pāreja šķidrā stāvoklī un sekojoša iztvaikošana:

S TV → S F → S STEAM

Tādējādi sadegšanas process notiek gāzes fāzē iepriekš žāvēta gaisa plūsmā, un to raksturo vienādojums:

S+O 2 → TĀ 2 + 297,028 kJ;

Sēra dedzināšanai izmanto degļu un ciklona krāsnis. Degļu krāsnīs izkausētais sērs tiek izsmidzināts sadegšanas kamerā ar saspiestu gaisu caur sprauslām, kas nespēj nodrošināt pietiekamu sēra tvaiku sajaukšanos ar gaisu un nepieciešamo degšanas ātrumu. Ciklonu krāsnīs, darbojoties pēc centrbēdzes putekļu savācēju (ciklonu) principa, tiek panākta daudz labāka komponentu sajaukšanās un nodrošināta lielāka sēra sadegšanas intensitāte nekā sprauslu krāsnīs.

Pēc tam gāze, kas satur 8,5-9,5% SO 3 200°C temperatūrā, nonāk pirmajā absorbcijas stadijā ar oleumu un 98% sērskābi apūdeņotā absorbētājā:

SO 3 + H 2 O→N 2 SO 4 +130,56 kJ;

Tālāk gāze tiek attīrīta no sērskābes šļakatām, uzkarsēta līdz 420°C un nonāk otrajā konversijas stadijā, kas notiek uz diviem katalizatora slāņiem. Pirms otrās absorbcijas pakāpes gāze tiek atdzesēta ekonomaizerā un ievadīta otrās pakāpes absorbētājā, kas apsmidzināta ar 98% sērskābi, un pēc tam pēc izšļakstīšanas tā tiek izlaista atmosfērā.

Krāsns gāzei no sēra sadedzināšanas ir lielāks sēra oksīda (IV) saturs, un tā nesatur lielu putekļu daudzumu. Dedzinot vietējo sēru, tajā pilnībā trūkst arī arsēna un selēna savienojumu, kas ir katalītiskās indes.

Šī ķēde ir vienkārša un tiek saukta par "īssavienojumu" (2. att.).

Rīsi. 1. Shēma sērskābes iegūšanai no sēra ar DK-DA metodi:

1 sēra krāsns; 2-rekuperācijas katls; 3 - ekonomaizers; 4 starteru kurtuve; palaišanas krāsns 5, 6-siltummaiņi; 7 kontaktu ierīce; 8-siltummaiņi; 9-oleuma absorbētājs; 10 žāvēšanas tornis; 11 un 12 attiecīgi. pirmā un otrā monohidrāta absorbētāji; 13-skābes savācēji.

2. att. Sērskābes iegūšana no sēra (īsa shēma):

1 - sēra kausēšanas kamera; 2 - šķidrā sēra filtrs; 3 - krāsns sēra sadedzināšanai; 4 - atkritumu siltuma katls; 5 - kontaktierīce; 6 - sēra oksīda (VI) absorbcijas sistēma; 7- sērskābes ledusskapji

Esošās rūpnīcas sērskābes ražošanai no sēra, kas aprīkotas ar ciklona tipa krāsnīm, ir ar jaudu 100 tonnas sēra vai vairāk dienā. Tiek izstrādāti jauni dizaini ar jaudu līdz 500 t/dienā.

Patēriņš uz 1 tonnu monohidrāta: sērs 0,34 tonnas, ūdens 70 m 3, elektrība 85 kWh.

Sākotnējie reaģenti sērskābes ražošanai var būt elementārais sērs un sēru saturoši savienojumi, no kuriem var iegūt sēru vai sēra dioksīdu.

Tradicionāli galvenie izejvielu avoti ir sērs un dzelzs (sēra) pirīts. Apmēram pusi sērskābes iegūst no sēra, trešdaļu – no pirītiem. Ievērojamu vietu izejvielu bilancē ieņem sēra dioksīdu saturošās krāsainās metalurģijas izplūdes gāzes.

Tajā pašā laikā izplūdes gāzes ir lētākā izejviela, arī pirīta vairumtirdzniecības cenas ir zemas, savukārt sērs ir visdārgākā izejviela. Tāpēc, lai sērskābes ražošana no sēra būtu ekonomiski izdevīga, ir jāizstrādā shēma, kurā tās pārstrādes izmaksas būs ievērojami zemākas nekā pirīta vai izplūdes gāzu pārstrādes izmaksas.

Sērskābes iegūšana no sērūdeņraža

Sērskābi iegūst no sērūdeņraža ar mitru katalīzi. Atkarībā no degošo gāzu sastāva un to attīrīšanas metodes sērūdeņraža gāze var būt koncentrēta (līdz 90%) un vāja (6-10%). Tas nosaka shēmu tā pārstrādei sērskābē.

1.1. attēlā parādīta shēma sērskābes iegūšanai no koncentrētas sērūdeņraža gāzes. Sērūdeņradis, kas sajaukts ar filtrā 1 attīrītu gaisu, nonāk krāsnī 3 sadedzināšanai. Atkritumu siltuma katlā 4 no kurtuves izplūstošās gāzes temperatūra pazeminās no 1000 līdz 450 °C, pēc tam gāze nonāk kontaktaparātā 5. No kontaktmasas slāņiem izejošās gāzes temperatūru samazina, iepūšot iekšā. sauss auksts gaiss. No kontaktaparatūras SO 3 saturošā gāze nonāk kondensatora tornī 7, kas ir skruberis ar sprauslu, kas apūdeņota ar skābi. Apūdeņošanas skābes temperatūra pie ieejas tornī ir 50-60°С, pie izejas 80-90°С. Šajā režīmā torņa lejas daļā H 2 O un SO 3 tvaikus saturošā gāze tiek strauji atdzesēta, notiek liels pārsātinājums un veidojas sērskābes migla (līdz 30-35% no visa izvada nonāk miglā). ), kas pēc tam tiek uztverts elektrostatiskajā filtrā 8. Lai nodrošinātu vislabāko miglas pilienu nogulsnēšanos elektrostatiskajos nogulsnēs (vai cita veida filtros), ir vēlams, lai šie pilieni būtu lieli. To panāk, paaugstinot izsmidzināmās skābes temperatūru, kas izraisa no torņa izplūstošās skābes temperatūras paaugstināšanos (kondensācijas virsmas temperatūras paaugstināšanos) un veicina miglas pilienu rupjību. Sērskābes iegūšanas shēma no vājas sērūdeņraža gāzes atšķiras no 1.1. attēlā redzamās shēmas ar to, ka uz krāsni padoto gaisu siltummaiņos iepriekš uzsilda gāze, kas iziet no katalizatora slāņiem, un kondensācijas process tiek veikts 1.1. burbuļojošs Chemiko koncentratora tipa kondensators.

Gāze iet cauri skābes slānim secīgi trīs burbuļošanas aparāta kamerās, skābes temperatūru tajās regulē pievadot ūdeni, kura iztvaikošana absorbē siltumu. Skābes augstās temperatūras dēļ pirmajā kamerā (230-240°C) H 2 SO 4 tvaiki tajā kondensējas bez miglas veidošanās.

1-filtrs, 2-ventilators, 3-krāsnis, 4-tvaika siltuma katls, 5-kontaktu aparāts, 6-ledusskapis, 7-torņu kondensators, 8-elektriskais filtrs, 9-cirkulācijas kolektors, 10-sūknis.

1.1. attēls. Shēma sērskābes iegūšanai no augstas koncentrācijas sērūdeņraža gāzes:

Divās nākamajās kamerās (skābes temperatūra tajās ir attiecīgi aptuveni 160 un 100 °C) veidojas migla. Tomēr, ņemot vērā skābes diezgan augsto temperatūru un lielo ūdens tvaiku daudzumu gāzē, kas atbilst piesātināta ūdens tvaiku spiedienam virs skābes kamerās, migla veidojas lielu pilienu veidā, kas ir viegli nogulsnējas elektrostatiskajā nogulsnētājā.

Produktīvā skābe izplūst no pirmās (gar gāzes) kameras, tiek atdzesēta ledusskapī un tiek padota uz noliktavu. Ledusskapju virsma šādā absorbcijas nodalījumā ir 15 reizes mazāka nekā absorbcijas nodalījumā ar kondensatora torni, jo galvenais siltuma daudzums tiek noņemts ar ūdens iztvaikošanu. Skābes koncentrācija pirmajā kamerā (ražošanas skābe) ir aptuveni 93,5%, otrajā un trešajā kamerā attiecīgi 85 un 30%. .

Sērskābes ražošanas procesu var aprakstīt šādi.

Pirmais posms ir sēra dioksīda iegūšana, oksidējot (apgrauzdējot) sēru saturošas izejvielas (vajadzība pēc šī posma tiek novērsta, ja kā izejvielas tiek izmantotas izplūdes gāzes, jo šajā gadījumā sulfīda apgrauzdēšana ir viens no citiem posmiem. tehnoloģiskie procesi).

Cepšanas gāzes iegūšana. Lai stabilizētu apdedzināšanas procesu verdošā slānī, automātiski tiek kontrolēta: SO2 koncentrācija gāzē, krāsnī ieplūstošā gaisa daudzums, verdošā slāņa augstums un vakuums krāsnī. Sēra dioksīda tilpuma un SO2 koncentrācijas noturība tajā kurtuves izejā tiek uzturēta, automātiski regulējot gaisa un pirīta padevi krāsnī atkarībā no izplūdes gāzu temperatūras. Gaisa daudzumu, kas tiek padots krāsnī, regulē regulators, kas iedarbojas uz droseļvārsta stāvokli pūtēja sprauslā. SO2 koncentrācijas stabilitāti gāzē pirms elektrostatiskā nogulsnētāja nodrošina automātiskais regulators, mainot padeves ātrumu, kas piegādā pirītus krāsnī. Verdošā slāņa augstumu krāsnī regulē plēnes izvadīšanas ātrums, mainot izkraušanas skrūves griešanās ātrumu vai sektora vārtu atvēršanas pakāpi plēnes izkraušanai. Pastāvīgu negatīvo spiedienu krāsns augšējā daļā uztur regulators, kas attiecīgi maina droseļvārsta stāvokli ventilatora priekšā.

Cepšanas gāze 350-400оС nonāk dobajā mazgāšanas tornī, kur to atdzesē līdz 80оС apūdeņošanas tornis ar 60-70% sērskābi.

No dobā mazgāšanas torņa gāze ar sprauslu nonāk otrajā mazgāšanas tornī, kur to apsmidzina ar 30% sērskābi un atdzesē līdz 30 °C.

Mazgāšanas torņos gāze tiek atbrīvota no putekļu atlikumiem sērskābes pilienos, tiek izšķīdināti arsēna un selēna oksīdi, kas atrodas grauzdēšanas gāzē un ir indīgi kontaktaparāta katalizatoram. Sērskābes migla ar tajā izšķīdinātiem arsēna un sēra oksīdiem tiek nogulsnēta mitros elektrostatiskajos nogulsnēs.

Cepšanas gāzes galīgo žāvēšanu pēc elektrostatiskā nogulsnētāja veic absorbcijas kolonnā ar pildījumu

koncentrēta sērskābe (93-95%).

Iztīrīto sauso SO2 gāzi ievada siltummainī. kur tas tiek uzkarsēts ar karstām gāzēm no kontaktaparatūras.

Gāze nonāk kontaktaparātā un tiek oksidēta līdz SO3. Katalizators ir vanādija pentoksīds.

Karstā gāze SO3 (450-480оС), izejot no kontaktaparatūras, nonāk siltummainī, atdod siltumu svaigajai gāzei, pēc tam nonāk ledusskapī un pēc tam tiek nosūtīta uzsūkšanai.

SO3 absorbcija notiek divos secīgos torņos. Pirmais tornis ir apūdeņots ar oleumu. Satur 18-20% SO3 (bezmaksas) Otrais tornis ir apūdeņots ar koncentrētu sērskābi. Tādējādi ražošanas procesā veidojas divi produkti: oleums un koncentrēta sērskābe.

Izplūdes gāzes, kas satur atlikušo SO2, tiek izvadītas caur sārmainiem absorbētājiem, kurus apūdeņo ar amonjaka ūdeni un rezultātā amonija sulfītu.

1.3 Galvenās procesa iekārtas

Sērskābes ražošanā tiek izmantotas šādas tehnoloģiskās iekārtas:

1. Mazgāšanas tornis.

2. Mazgāšanas tornis ar uzgali.

3. Slapjš filtrs.

4. Žāvēšanas tornis.

5. Turbokompresors.

6. Cauruļveida siltummainis.

7. Sazinieties ar ierīci.

8. Cauruļveida gāzes dzesētājs.

9. Absorbcijas tornis.

10. Ledusskapja skābe.

11. Skābes savācējs.

12. Centrbēdzes sūknis.

13. Verdošā slāņa krāsns.

Sērskābes ražošanas procesa galvenā fāze ir sēra dioksīda oksidēšana kontaktaparātā.

Kontaktaparāta galveno sastāvdaļu konstrukcijas apraksts /11/.

1. attēls - kontaktu nodalījuma shēma ar dubultkontaktu

1. attēlā parādīta kontaktu nodalījuma diagramma ar dubultkontaktu. Gāze iziet cauri siltummaiņiem 1 un 2 un nonāk pirmajā, pēc tam otrajā un trešajā aparāta 3 kontaktmasas slānī. Pēc trešā slāņa gāze tiek piegādāta starpabsorberim 8, no tā uz siltummaiņiem 5 un 4, un pēc tam uz ceturto kontaktmasas slāni . Gāze, kas atdzesēta siltummainī 5, iziet caur absorbētāju 6 un tiek izvadīta no tā atmosfērā. 2. attēlā parādīts moderns kontaktaparāts H2SO4 izteiksmē atkarībā no to lieluma no 01.01.01 t/dienā H2SO4. Aparātā tiek ievietoti 200-300 litri kontaktmasas uz 1 tonnu dienas produkcijas. Cauruļu kontaktaparatūra SO2 oksidēšanai tiek izmantota retāk nekā plauktu kontaktaparatūra.

2. attēls - kontakta aparāta diagramma ar ārēju siltummaini

Sēra dioksīda oksidēšanai augstās koncentrācijās ir racionāli izmantot kontaktaparatūru ar verdošā katalizatora slāņiem. Lai samazinātu SO2 saturu izplūdes gāzēs, plaši tiek izmantota dubultā kontakta metode, kuras būtība ir tāda, ka SO2 oksidēšana uz katalizatora tiek veikta divos posmos. Pirmajā posmā konversijas pakāpe ir aptuveni 0,90. Pirms otrā kontakta posma sēra trioksīds tiek izolēts no gāzes; rezultātā O2:SO2 attiecība atlikušajā gāzu maisījumā palielinās, un tas palielina konversijas līdzsvara pakāpi (xp). Rezultātā vienā vai divos kontaktmasas otrā posma slāņos atlikušā sēra dioksīda konversijas pakāpe ir 0,995-0,997, un SO2 saturs izplūdes gāzēs tiek samazināts līdz 0,003%. Ar dubultu kontaktu gāze tiek uzkarsēta no 50 līdz 420-440 ° C divas reizes - pirms pirmā un pirms otrā kontakta posma, tāpēc sēra dioksīda koncentrācija sāk būt augstāka nekā ar vienu kontaktu saskaņā ar adiabātisko. līmenī.

1.4 Parastā tehnoloģiskā režīma parametri

Sērskābes ražošanas tehnoloģiskajā procesā ir daudzumi, kas raksturo šo procesu, tā sauktie procesa parametri.

Visu procesa parametru vērtību kopu sauc par /12/ tehnoloģisko režīmu, bet parametru vērtību kopu, kas nodrošina mērķa problēmas risinājumu, sauc par parasto tehnoloģisko režīmu.

Tiek noteikti galvenie kontrolējamie tehnoloģiskie parametri, pamatojot to ietekmi uz saražotās preces kvalitāti un procesa drošību.

Tiek kontrolēti šādi parametri /2/:

1. Pirmajam mazgāšanas tornim piegādātās krāsns gāzes temperatūra. Ja temperatūra novirzās no noteiktā diapazona: uz zemāku pusi - SO2 koncentrācijas reakcija palēnināsies, novirze uz augstāku pusi - novedīs pie nepamatota siltuma patēriņa.

2. Temperatūra 1, 2, 3, 4, 5 skābes kolektorā. Ja temperatūra novirzās no noteiktā diapazona: uz zemāku pusi - SO2 koncentrācija palēnināsies, novirze uz augstāku pusi - novedīs pie nepamatota siltuma patēriņa.

3. Cepšanas gāzes temperatūra cauruļveida siltummaiņa izejā. Ja temperatūra novirzās no noteiktā diapazona: uz zemāku pusi - SO2 līdz SO3 koncentrācija palēnināsies, novirze uz augstāku pusi - novedīs pie nepamatota siltuma patēriņa.

4. SO3 temperatūra ledusskapī. Pēc kontakta aparāta atstāšanas SO3 ir jāatdzesē, lai turpinātu reakciju absorbcijas tornī.

5. Krāsnī padotās gāzes spiediens KS. Dabasgāzes spiediena kontrole ir būtiska pareizai un efektīvai sadegšanai. Spiediena svārstības gāzes tīklā var padarīt degšanas procesu nestabilu un novest pie nepilnīgas degvielas sadegšanas, kā rezultātā radīsies nepamatoti pārmērīgs gāzes degvielas patēriņš. Gāzes pilnīga sadegšana ir svarīga ne tikai, lai sasniegtu augstu krāsns efektivitāti, bet arī lai iegūtu nekaitīgu izplūdes gāzu maisījumu, kas neietekmē cilvēka veselību.

6. Turbokompresoram pievadītā gaisa spiediens. Gaisa spiediena kontrole ir būtiska pareizai un efektīvai kompresora darbībai. Gaisa spiediena novirze no noteiktā diapazona novedīs pie zemas tā darba efektivitātes.

7. Ledusskapim pievadītā gaisa spiediens. Gaisa spiediena kontrole ir būtiska ledusskapja maksimālai darbībai.

8. Krāsnī pievadītā gaisa patēriņš. Gaisa plūsmas kontrole ir būtiska pareizai un efektīvai sadegšanai. Ar nelielu gaisa pārpalikumu krāsns telpā notiks nepilnīga degvielas sadegšana, kā rezultātā radīsies nepamatoti pārmērīgs gāzes degvielas patēriņš. Gāzes pilnīga sadegšana ir svarīga ne tikai, lai sasniegtu augstu krāsns efektivitāti, bet arī lai iegūtu nekaitīgu izplūdes gāzu maisījumu, kas neietekmē cilvēka veselību.

9. Krāsns gāzes patēriņš, izejot no KC krāsns. Krāsns gāzes daudzumam jābūt nemainīgam, jo ​​novirzes no normas var kaitēt ražošanai kopumā.

10. Pirīta patēriņš krāsnī. Ar produkta trūkumu - radīs nepamatotu siltuma patēriņu

11. Līmenis uz 1, 2, 3, 4, 5 skābes savācēja ir nepieciešams, lai iegūtu nepieciešamo skābes daudzumu un tās turpmāko koncentrāciju. Ar skābes trūkumu vai pārpalikumu vēlamā koncentrācija netiks sasniegta.

12. Koncentrēšanās uz pirmo mazgāšanas torni. Pirmā mazgāšanas torņa apūdeņošanai piegādātajai skābei jābūt vajadzīgās koncentrācijas (75% sērskābes) citādi reakcija kopumā nenotiks pareizi.

13. Koncentrēšanās uz otro mazgāšanas torni. Otrā mazgāšanas torņa apūdeņošanai piegādātajai skābei jābūt vajadzīgās koncentrācijas (30% sērskābes), pretējā gadījumā reakcija kopumā nenotiks pareizi.

14. Koncentrēšanās žāvēšanas tornī. Skābei, kas tiek piegādāta žāvēšanas tornī apūdeņošanai, jābūt vajadzīgās koncentrācijas (98% sērskābes), pretējā gadījumā reakcija kopumā nenotiks pareizi.

1. tabula. Kontrolējamie tehnoloģiskie parametri

sērskābes ražošana

2. Monitoringa un kontroles parametru izvēle un bāze

2.1. Gan pamata parametru, gan vadības ierīču izvēle

2.1.1. Temperatūras kontrole

Nepieciešams kontrolēt temperatūru mazgāšanas tornī. Kontakta aparātā ir nepieciešams kontrolēt temperatūru 450ºС, jo /2/ tikai šajā temperatūrā sērs izdeg no pirītiem. Tāpat, paaugstinoties šai temperatūrai, iekārtas un ierīces var neizdoties.

2.1.2. Plūsmas kontrole

Dūmgāzu kontrole ir nepieciešama, jo tās daudzums ietekmē sēra sadegšanu KS krāsnī. Lai process noritētu pareizi, cauruļvadā pirms apdedzināšanas gāzes ieplūdes KS krāsnī ievietojām plūsmas kontroles sensoru, jo tas kontrolē sēra izdegšanas pakāpi krāsnī.

2.1.3. Koncentrācijas kontrole

Nepieciešams pastāvīgi uzraudzīt sēra koncentrāciju skābes kolektorā.

Nepieciešamais sēra koncentrācijas līmenis ir 30% no maisījuma kopējās masas.

Šī parametra samazināšanās vai palielināšana radīs produkta defektus jau tā sākotnējā ražošanas stadijā.

Tāpat ir nepieciešams kontrolēt sērskābes koncentrāciju mazgāšanas tornī ar sprauslu, kas vienāda ar 75%, kā arī koncentrāciju žāvēšanas tornī, kas vienāda ar 92%.

2.1.4. Līmeņa kontrole

Skābes savākšanas tvertnē ir nepieciešama līmeņa kontrole, ja skābes ir daudz, tā var izplūst un tādējādi kaitēt aprīkojumam un tuvumā esošajiem cilvēkiem.

2.2. Kontroles parametru un ietekmes kanālu izvēle un pamatojums

2.2.1. Temperatūras kontrole PCC

PCS ir nepieciešams regulēt temperatūru, kurai jābūt vienādai ar 450ºС. Šīs temperatūras paaugstināšanās noved pie nepilnīgas sērskābes izdegšanas, un nepietiekami zemas temperatūras dēļ rodas produkta defekti. Temperatūras kontrole šajā tehnoloģiskā procesa sadaļā tiek veikta, kontrolējot dūmgāzu padevi PKS - izmantojot izpildmehānismu.

2.2.2. Mazgāšanas torņa koncentrācijas kontrole

Ir nepieciešams pastāvīgi uzraudzīt sēra koncentrāciju skābes kolektorā, kurai jābūt vienādai ar 92%. Šī parametra samazināšanās vai palielināšana izraisīs nepareizu reakciju, kas izjauks visu tehnoloģisko procesu. Koncentrācijas regulēšana šajā tehnoloģiskā procesa sadaļā tiek veikta, kontrolējot ūdens padevi skābes kolektoram - izmantojot izpildmehānismu.

2.2.3. PKS spiediena kontrole

Ir nepieciešams pastāvīgi kontrolēt spiedienu PCS, kam jābūt vienādam ar 250 kPa. Šī parametra samazināšanās vai palielināšana radīs produkta defektus jau tā sākotnējā ražošanas stadijā. Spiediena regulēšana šajā tehnoloģiskā procesa sadaļā tiek veikta, kontrolējot atmosfēras gaisa padevi - ar izpildmehānisma palīdzību.

2.2.4 Līmeņa kontrole skābes tvertnē

Ir nepieciešams pastāvīgi uzraudzīt līmeni skābes kolektorā, kas nedrīkst pārsniegt 75 cm3. Šī parametra pazemināšana vai palielināšana nedrīkst kaitēt procesam.

3. ĀKK un automatizācijas tehnisko līdzekļu apraksts, regulējuma likumu izvēle un pamatojums

3.1 ACP degšanas gāzes temperatūra pēc - PKS

Galvenie procesu ietekmējošie parametri PKS ir: Fk - pirīta patēriņš, T - siltuma zudumi, Tp - apkures tvaika temperatūra, Tk - pirīta temperatūra, Tv - gaisa temperatūra, Pp - apkures tvaika spiediens.

https://pandia.ru/text/80/219/images/image004_145.gif" width="311" height="204">

2. attēls - krāsns gāzes temperatūras regulēšanas shematiska diagramma

https://pandia.ru/text/80/219/images/image006_118.gif" width="391" height="210">

4. attēls - mazgāšanas torņa strukturālā diagramma

Sērskābes koncentrācija, kas tiek piegādāta mazgāšanas torņa apūdeņošanai, ir galvenais kontrolētais parametrs. Lai sasniegtu nepieciešamo koncentrāciju, saskaņā ar parasto tehnoloģisko režīmu tiek regulēta ūdens padeve skābes kolektoram.

https://pandia.ru/text/80/219/images/image008_102.gif" width="365" height="180">

6. attēls – sērskābes koncentrācijas regulēšanas blokshēma

3.3 ĀKK spiediens PCS

Galvenie parametri, kas ietekmē procesu PCS, ir:

Fk - pirīta patēriņš, T - temperatūra PCR, Fv - gaisa temperatūra, Fk - pirīta temperatūra.

https://pandia.ru/text/80/219/images/image010_86.gif" width="459" height="297">

8. attēls - Spiediena kontroles shematiska diagramma

https://pandia.ru/text/80/219/images/image011_81.gif" width="415" height="238">

10. attēls - līmeņa kolektora strukturālā diagramma

Skābes kolektoram piegādātā ūdens plūsmas ātrums ir galvenais kontrolētais parametrs. Lai sasniegtu nepieciešamo līmeni, saskaņā ar parasto tehnoloģisko režīmu tiek regulēta ūdens plūsma, savukārt tiek izmantota regulēšana ar novirzēm, kā visvairāk efektīva metodešajā gadījumā.

https://pandia.ru/text/80/219/images/image013_71.gif" width="331" height="163 src=">

12. attēls – līmeņa kontroles strukturālā diagramma