СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1 Назначение установки 1.2 Характеристика сырья и получаемых продуктов 1.3 Теоритические основы процесса 1.4 Описание технологической схемы 1.5 Охрана окружающей среды 2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 2.1 Фактический материальный баланс 2.2 Проектный материальный баланс 2.3 Расчет основного и вспомогательного оборудования 3 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА 4 БОРЬБА С КОРРОЗИЕЙ ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ Пояснительная записка Изм. Лист № докум. Разраб. Проверил Усачева Н.Н. Консультант Н. Контр. Утв. Подпись Дат а с Тема письменной экзаменационной работы: «Технология изготовления металлоконструкции-…» Лит. Лист Листов 3 ГАПОУ СО«ННХТ»гр. Гр. ВВЕДЕНИЕ Фенол и ацетон являются важнейшими крупнотоннажными продуктами промышленности органического и нефтехимического синтеза. Совместное их получение гораздо более экономичнее всех ранее реализованных методов, вследствие чего оно нашло широкое применение во всех промышленно развитых странах мира. Широкое распространение получил кумольный метод синтеза фенола совместно с ацетоном, основанный на окислении изопропилбензола в гидроперекись и последующем разложении гидроперекиси на фенол и ацетон. При этом образуется также небольшое количество побочных продуктов. Изопропилбензол, в свою очередь, получается алкилированием бензола пропиленом. Таким образом, исходным сырьем для получения фенола и ацетона по кумольному методу являются бензол и пропилен. Первое крупное производство фенола и ацетона кумольным методом было реализовано в 1949 году в Советском Союзе. В основу этого производства были положены исследования П.П Сергеева, Б.Д. Кружалова и Р.Ю. Удриса по окислению изопропил бензола в гидроперекись с последующим её разложением на фенол и ацетон Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а 1.1.Назначение установки Мировое производство ацетона составляет более 6,9 миллионов тонн в год (по данным на 2012 г.) и устойчиво растёт. В промышленности получается напрямую или косвенно из пропена. Кумольный способ: Основную часть ацетона получают как сопродукт при получении фенола из бензола по кумольному способу. Процесс протекает в 3 стадии. На первой стадии бензол алкилируется пропеном с получением кумола, на второй и третьей (реакция Удриса — Сергеева) полученный кумол окисляется кислородом воздуха до гидропероксида, который при действии серной кислоты разлагается на фенол и ацетон: C6H6 + CH3CH=CH2 ⟶ C6H5CH(CH3)2 C6H5CH(CH3)2 + O2 ⟶ C6H5C(OOH)(CH3)2 C6H5C(OOH)(CH3)2 ⟶ C6H5OH + (CH3)2CO Из изопропанола: По данному методу изопропанол окисляют в паровой фазе при температурах 450—650 °C на катализаторе (металлические медь, серебро, никель, платина). Ацетон с высоким выходом (до 90 %) получают на катализаторе «серебро на пемзе» или на серебряной сетке: (CH3)2CH-OH + O2 ⟶ (CH3)2CO + H2O2 Метод окисления пропена: Ацетон получают также прямым окислением пропена в жидкой фазе в присутствии PdCl2 в среде растворов солей Pd, Cu, Fe при температуре 50-120 °C и давлении 50-100 атм: CH3CH=CH2 + PdCl2 + H2O ⟶ (CH3)2CO + Pd + 2HCl 2Pd + 4HCl + O2 ⟶ 2PdCl2 + 2H2O Некоторое значение имеет метод брожения крахмала под действием бактерий Clostridium acetobutylicum с образованием ацетона и бутанола. Метод характеризуется малыми выходами. Используются также методы получения из изопропилового спирта и ацетилена. Применение Ацетон применяется как сырьё для синтеза многих важных химических продуктов, таких как уксусный ангидрид, кетен, диацетоновый спирт, окись Лист Лист Изм. Лист Лист Изм. № докум. докум. № Дат Подпись Дат аа мезитила, метилизобутилкетон, метилметакрилат, дифенилпропан, изофорон, бисфенол А и так далее; пример: (CH3)2CO + 2C6H5OH ⟶ (CH3)2C(C6H4OH)2 Последний широко применяется при синтезе поликарбонатов, полиуретанов и эпоксидных смол. Ацетон также является популярным растворителем. В частности он используется как растворитель • в производстве лаков; • в производстве взрывчатых веществ; • в производстве лекарственных препаратов; • в составе клея для киноплёнок как растворитель ацетата целлюлозы и целлулоида; • компонент для очистки поверхностей в различных производственных процессах; • как очиститель инструмента и поверхностей от монтажной пены — в аэрозольных баллонах. Без ацетона невозможно хранить в компактном (сжиженном и в баллоне) состоянии ацетилен, который под давлением в чистом виде крайне взрывоопасен. Для этого используют ёмкости с пористым материалом, пропитанным ацетоном. 1 литр ацетона растворяет до 250 литров ацетилена. Ацетон используется также при экстракции многих растительных веществ. Ацетон служит также сырьём для синтеза уксусного ангидрида, кетена, диацетонового спирта и многих других соединений. Наибольшее применение ацетон получил в лакокрасочной промышленности изза возможности растворять нитрокраску, а также обезжиривать поверхность машин смесью из грунтовки и ацетона. Практически ни одна серьезная работа по осуществлению покраски автомобиля не обходится без применения ацетона. В быстросохнущие краски также добавляют ацетон, чтобы улучшить долговечность лакокрасочного материала. Он имеет малую токсичность, и может использоваться для выделения веществ из раствора (экстракции), что позволило его применять при производстве лекарственных препаратов, а также в пищевой и металлургической промышленности. Химические свойства ацетона позволили использовать его для производства лака, пороха, стекла, кинопленок и много другого. Помимо того, он используется в качестве заполнителя ацетиленовых баллонов из-за возможности расщеплять ацетилен. Незаменим он так же и для строителей, т.к. с его помощью можно очистить поверхность инструмента и обрабатываемого материла от остатков монтажной пены. Производство предназначено для получения фенола-ацетона Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а «кумольным» методом. В основу «кумольного» метода производства фенола положены исследования П.Г. Сергеева, Б.Д. Кружалова и Р.Ю. Удриса по каталитическому окислению изопропилбензола в гидроперекись с последующим ее разложением на фенол и ацетон. Производство фенола-ацетона включает в себя 3 отделения: - окисление изопропилбензола и выделение гидроперекиси изопропилбензола, - разложение гидроперекиси изопропилбензола с получением фенола и ацетона, - переработка побочных продуктов производства. В отделении окисления изопропилбензола и выделения гидроперекиси изопропилбензола установлено семь однотипных систем окисления изопропилбензола, шесть систем концентрирования гидроперекиси изопропилбензола. В отделении разложения гидроперекиси изопропилбензола с получением фенола-ацетона установлено две системы разложения гидроперекиси изопропилбензола. Переработка реакционной массы для выделения фенола и ацетона производится на 11-ти ректификационных колоннах. Очистка фенола от окиси мезитила производится методом катионитной очистки от микропримесей и сернокислотным методом. Отделение переработки побочных продуктов производства фенола включает следующие узлы: - отгонка фенола из фенольной смолы; - очистка альфаметилстирольной фракции от фенола. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Л ис т И з м. 1.2 Характеристика сырья и получаемых продуктов Таблица 1 № п/п ис № д ок у м. Д а т П о д п 1 1 Наименование сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции 2 Изопропил-бензол технический Номер государственного или отраслевого стандарта, технических условий, стандарта предприятия 3 ТУ 2414-00291051486-2011 Показатели качества, подлежащие проверке 4 1 Внешний вид Норма по нормативному документу 5 Высший сорт 1-й сорт Бесцветная прозрачная жидкость без посторонних включений 2 Плотность при 20˚С, г/см3 0,861-0,862 0,861-0,863 3 Массовая доля изопропилбензола, % не менее 99,9 не менее 99,7 не более не более 0,003 0,05 0,05 не норм. 0,15 0,20 0,02 0,10 не более 0,015 не более 0,02 не более 0,001 не более 0,0015 не более 0,002 не более 0,0004 не более 0,001 не более 0,001 4 Массовая доля органических примесей, % - неароматических соединений - этилбензола - н-пропилбензола - бутилбензолов и высших углеводородов 5 Массовая доля непредельных соединений, г брома на 100 г продукта 6 Массовая доля фенола, % 7 Массовая доля серы, % 8 Массовая доля хлора, % Л ис т 1 2 2 Натр едкий технический, РД, первый сорт 3 ГОСТ Р 55064-2012 4 1 Внешний вид 2 Массовая доля гидроксида натрия, % 3 Массовая доля карбоната натрия, % 4 Массовая доля хлорида натрия, % 5 Массовая доля железа (в пересчете на оксид железа III), % 6 Сумма массовых оксидов железа и алюминия, % 7 Массовая доля кремниевой кислоты в пересчете на диоксид кремния, % 8 Массовая доля сульфата натрия, % 9 Сумма массовых долей кальция и магния в пересчете на кальций, % 10 Массовая доля хлорида натрия, % 11 Сумма массовых долей тяжелых металлов, осаждаемых сероводородом, в пересчете на свинец, % 12 Массовая доля ртути, % 13 Массовая доля никеля, % 5 Бесцветная или окрашенная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок не менее 44,0 не более 0,8 не более 3,8 не более 0,02 не норм. не норм. не норм. не норм. не более 0,3 не норм. не норм. не норм. 1 3 4 2 Кислота серная контактная техническая, 1-й сорт Эфир диизопропиловый абсолютированный 3 ГОСТ 218477 4 1 Массовая доля моногидрата (Н2SО4), % ТУ 38.602-1244-96 2 Массовая доля свободного серного ангидрида (SО3), % 3 Массовая доля железа (Fе), % 4 Массовая доля остатка после прокаливания, % 5 Массовая доля окислов азота (N2О3), % 6 Массовая доля нитросоединений, % 7 Массовая доля мышьяка (Аs), % 8 Массовая доля хлористых соединений (Сl), % 9 Массовая доля свинца (Рb), % 10 Прозрачность 11 Цвет в см3 раствора сравнения 1 Плотность при 20˚С, г/см3 5 не менее 92,5 не более 0,02 не более 0,05 не норм. не норм. не норм. не норм. не норм. не норм. не более 6 0,720 – 0,740 2 Массовая доля не менее 96,5 основного вещества, % 3 Массовая доля не более 3,0 изопропилового спирта, % 4 Массовая доля отсутствие перекисных соединений, % не менее 6,0 5 рН Примечание: показатель по п. 3, 5 подлежат обязательному определению, но браковочным не является 1 5 2 Эфир диизопропиловый 3 ТУ 38.402-62133-92 4 1 Плотность, г/см3 4 Массовая доля ацетона, % 5 Бромное число, г брома на 100 г продукта 6 Пероксидные соединения 7 8 Аммиак водный технический Воздух сжатый технологический Азот газообразный ГОСТ 9-92 марка Б ОКП 21 8133 0200 СТ 1001042013 СТ 1001012013 2 сорт 0,720-0,735 2 Температурные пределы перегонки при давлении 760 мм рт.ст., оС, начало перегонки, конец перегонки 95 % по объему 3 Массовая доля изопропилового спирта, % 6 5 1 сорт не ниже 61 не выше 70 не ниже 56 не выше 70 не более 1,0 не более 1,0 не более 0,4 не более 0,4 не более 0,3 не более 0,5 отсутствие отсутствие 1 Внешний вид 2 Массовая доля аммиака, % в пересчете на азот, % 3 Массовая концентрация нелетучего остатка, г/дм3 4 Массовая концентрация диоксида углерода, г/дм3 1 Температура точки росы, оС Прозрачная бесцветная или желтоватая жидкость не менее 25 не менее 20,5 1 Объемная доля азота, % 2 Объемная доля кислорода, % 3 Температура точки росы, ºС не менее 99,6 не более 0,4 не выше минус 40 не нормируется не более 8 не выше минус 40 1 9 2 Масла индустриальные марка И-40А сорт 1-ый 3 ГОСТ 2079988 4 1 Кинематическая вязкость при 40оС, мм2/с 2 Кислотное число, мг КОН на 1 г масла 3 Зольность, % 4 Массовая доля серы в маслах из сернистых нефтей, % 5 Содержание механических примесей, % 6 Содержание воды 7 Плотность при 20оС, кг/м3 8 Температура застывания, оС 9 Цвет на колориметре ЦНТ, единицы ЦНТ 10 Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, оС 11 Стабильность против окисления: приращение кислотного числа окисленного масла, мг КОН на 1 г масла приращение смол, % 12 Содержание растворителей в маслах селективной очистки 5 61-75 не более 0,05 не более 0,005 не более 1,1 отсутствие следы не более 900 не выше -15 не более 3,0 не ниже 220 не более 0,40 не более 3,0 отсутствие 10 1 11 Катализатор AMBERLYST (TM) 36 Wet Resin 2 Катализатор Lewatit K 2431 3 1 Концентрация кислотных групп, г-экв/л 2 Влагосодержание, % (в Н+ форме) 3 Содержание мелких частиц, мм 4 1Гранулометрический состав Оптический анализ 0,500-1,600 мм, % Эффективный диаметр зерна, мм Коэффициент однородности 2 Общая обменная емкость, Экв/л не менее 1,95 51 – 57 не более 0,425:0,5 % 5 не менее 90 0,56-0,66 не более 1,7 не менее 1,2 Л ис т И з м. ис № д ок у м. Д а т П о д п Характеристика производимой продукции Таблица 3 № п/п 1 1 Наименование производимой продукции 2 Фенол синтетический технический Номер государственно го или отраслевого стандарта, технических условий, стандарта предприятия 3 ГОСТ 23519-93 Показатели качества, подлежащие проверке 4 1 Внешний вид Норма по нормативному документу Марка А 5 Марка Б Белое кристаллическое вещество 2 Температура кристаллизации, оС не ниже 40,7 не ниже 40,6 Марка В Белое кристалличес кое вещество. Допускается розоватый или желтоватый оттенок не ниже 40,4 Область применения готовой продукции 6 Предназначен для применения в производстве капролактама, дифенилолпропана, медицинских препаратов, фенолоформальдеги дных смол, ортокрезола, присадок к маслам, для селективной Л ис т 3 Массовая доля нелетучего остатка, % 4 Оптическая плотность водного раствора фенола (8,3 г марки А, 8,0 г марки Б, 5,0 г марки В в 100 см3 воды) при 20оС 1 2 3 4 5 Оптическая плотность сульфированного фенола не более 0,001 не более 0,008 очистки масел и других целей. не более 0,01 не более 0,03 не более 0,03 не более 0,03 5 не более 0,05 не нормируют 6 6 Цветность расплава фенола по платиновокобальтовой шкале, единице Хазена: у изготовителя у потребителя: при транспортировани и по трубопроводу и в цистернах из нержавеющей стали, при транспортировании в цистернах из углеродистой стали и оцинкованных 7 Массовая доля воды, % 8 Массовая доля суммы органических примесей, % в том числе оксида мезитила, % сумма α-метилстирола и изопропилбензола (кумола), % не более 5 Не нормируют не более 10 Не нормируют не более 20 Не нормируют не более 0,03 Не нормируют не более 0,01 Не нормируют не более 0,0015 не более 0,004 Не нормируют Не нормиру-ют не более 0,01 Не нормируют 1 2 3 4 5 6 Примечание Фенол марки А, используемый для производства капролактама, дифенилопропана, медицинских препаратов, а также предназаченный для экспорта, должен иметь у потребителя цветность расплава по платино-кобальтовой шкале не более 10 единиц Хазена 2 Используется для Ацетон технический ГОСТ 2768-84 1 Внешний вид Высший 1-й сорт 2-й сорт с изменением № 1, 2 3 1 Фракция альфаметилстирольная 2 ТУ 2415-00155918251-02 с изменениями №№ 1, 2 3 сорт 2 Массовая доля ацетона, % 3 Плотность ρ420, г/см3 4 Массовая доля воды, % 5 Массовая доля метилового спирта, % 6 Массовая доля кислот в пересчете на уксусную кислоту,% 7 Устойчивость к окислению марганцевокислым калием, ч 1 Внешний вид 2 Плотность при 20оС, г/см3 3 Показатель преломления при 20оС 4 Массовая доля компонентов: сумма альфаметилстирола и изопропилбензола, % 4 5 Массовая доля фенола, % 6 Массовая доля ацетона, % Бесцветная прозрачная жидкость не менее не менее не менее 99,75 99,5 99,0 0,7890,7890,7890,791 0,791 0,792 не более не более не более 0,2 0,5 0,8 Не не более не более нормирую 0,05 0,05 т не более 0,001 не более 0,002 не менее 4 не менее 2 не более 0,003 не менее 0,75 Бесцветная или слабо-желтая жидкость не менее 0,883 1,5100-1,5300 синтеза уксусного ангидрида, ацетонциангидрина, дифенилолпропана и других органических продуктов, а также в качестве растворителя в различных отраслях промышленности. Применяется для получения товарного альфаметилстирола, а также в производстве синтетических каучуков и пластических масс. не менее 96,0 5 не более 0,005 не более 0,2 6 4 5 Смола фенольная Изопропилбензола гидропероксид технический (гипериз) СТО 91051486002-2011 ТУ 38.402-62121-90 с изменениями №№ 1-3 1 Внешний вид 2 Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, оС 3 Вязкость условная при 80оС, условные градусы 4 Содержание свободной воды 5 Массовая доля фенола, % 6 Массовая доля щелочи, % 7 Зольность, % 1 Внешний вид 2 Показатель преломления (рефракции), ηД20 3 Массовая доля гидропероксида, % Вязкая жидкость темно-коричневого цвета не ниже 62 не более 8,0 Выдерживает испытание Применяется в качестве компонента сырья в производстве фенолформальдегид ных смол и технического углерода и в качестве связующего в коксохимическом производстве не более 10,0 не более 0,7 не более 2,5 Прозрачная маслянистая жидкость желтого цвета не менее 1,5230 не менее 87,0 Применяется в качестве инициатора полимеризации в производстве синтетического каучука, стеклопластика, в лакокрасочной промышленности и других отраслях народного хозяйства. Гипериз технический является промежуточным продуктом производства. 1.3 Теоретические основы процесса Прием изопропилбензола и приготовление окислительной шихты Свежий изопропилбензол (ИПБ) из отделения 0905 цеха № 9 поступает в емкость № 3а1 отделения 1004. Из емкостей № 3а2,3 ИПБ насосом № 4а1,2 подается в емкость № 3а1, где происходит отстаивание свежего ИПБ от воды. Из емкости № 3а1 отстоявшийся свежий ИПБ переливается в емкость № 5а. Обратный ИПБ из отделения 1001, содержащий некоторое количество солей и воды, поступает в емкость № 1а1, где происходит отстаивание обратного ИПБ от солей гипериза и переход солей из органической фазы в водную. Отстоявшийся обратный ИПБ по переливной трубе поступает в емкость № 5а. Водно-щелочной слой из емкости № 1а1 сливается в хим. сточный колодец. Окислительная шихта (смесь свежего и обратного ИПБ) из емкости № 5 а насосом № 6а1-3 подается на окисление в отделение 1001. Слив с сальников насосов №№ 6а1-3, 4а1,2 производится в емкость № 8а, откуда периодически продукт насосом № 4а1,2 откачивается в емкость № 3а1. Окисление изопропилбензола. Окислительная шихта проходит подогреватели № 5а1,2, затем поступает в последовательно работающие теплообменники № 5б,в,г . Окислительная шихта поступает в верхнюю часть колонны. Воздух на окисление поступает из отделения сжатого воздуха цеха № 25 производства промышленных газов с давлением 5-6 кгс/см2, проходит фильтры № 11-4, и подается в кубовую часть окислительной колонны № 21-7. Химочищенная вода для охлаждения секций колонн окисления подается из емкости № 69 насосом № 701,2 в коллектор химочищенной воды, откуда поступает в решиферы секций. После решиферов обратная химочищенная вода собирается в коллектор и проходит подогреватели шихты № 5а1,2, где охлаждается за счет подогрева шихты, затем проходит холодильники №№ 72, 73, где охлаждается промышленной водой. Охлажденная в холодильниках №№ 72, 73 химочищенная вода поступает в емкость № 69. Уходящий из окислительной колонны обедненный кислородом воздух (абгазы) вместе с парами ИПБ поступает для охлаждения и конденсации паров ИПБ в конденсатор № 61-7, охлаждаемый промышленной водой. Несконденсированные пары ИПБ поступают в конденсатор № 71-7, охлаждаемый захоложенной водой. Сконденсированный в аппаратах №№ 61-7 и 71-7 ИПБ самотеком поступает в сборник № 8, откуда дросселируется в емкость обратного ИПБ № 21. Освобожденные от ИПБ абгазы поступают в сепаратор № 109 на узел очистки абгазов, либо в буфер-глушитель № 111. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Укрепление реакционной массы окисления на колонне № 200 Реакционная масса окисления (РМО) с кубовой части колонн № 21-7 узла окисления ИПБ поступает в напорную емкость № 12. За счет высокой температуры происходит испарение изопропилбензола из РМО. Испаряемый ИПБ поступает в межтрубное пространство холодильника № 12а, охлаждаемого промышленной водой. Конденсат из холодильника № 12а сливается обратно в емкость № 12. Несконденсированные пары ИПБ через воздушку холодильника № 12а выбрасываются в атмосферу. РМО из напорной емкости № 12 поступает в дистилляционную колонну № 200. Из куба дистилляционной колонны № 200 жидкость поступает в трубное пространство кипятильника № 201, где частично испаряется. Образовавшаяся парожидкостная смесь по шлемовой трубе кипятильника поступает вновь в куб колонны, откуда пары поднимаются вверх, проходя слой регулярной насадки. Пары ИПБ, выходящие из верхней части колонны № 200, конденсируются в дефлегматоре № 202, охлаждаемом промышленной водой. Из дефлегматора № 202 конденсат через расширитель сливается в емкость № 21. Несконденсировавшиеся пары ИПБ из расширителя после дефлегматора № 202 поступают в хвостовой конденсатор № 202а, охлаждаемый захоложенной водой. Сконденсированные пары ИПБ через расширитель сливаются в емкость № 21 по линии слива с дефлегматора № 202. Несконденсированные пары ИПБ из расширителя после конденсатора № 202а отсасываются пароэжекционным насосом № 203. Сброс парового конденсата из кипятильника № 201 осуществляется в сепаратор № 56. Сброс обратной воды из кипятильника № 201 по линии подачи пара осуществляется в колодец хим. загрязненных стоков. Сброс давления из колонны № 200 осуществляется в сепаратор № 67. Выделение технической гидроперекиси ИПБ Укрепленная реакционная масса окисления с куба колонны № 200 от насосов № 2051-3 поступает на питание дистилляционных колонн № 141-6. Пары ИПБ из верхней части колонны № 141-6 поступают на конденсацию в дефлегматор № 161-6, охлаждаемый промышленной водой. Сконденсированный ИПБ поступает в емкость № 21. Несконденсированные в дефлегматоре № 16 1-6 пары ИПБ направляются в хвостовой конденсатор № 191-6, охлаждаемый захоложенной водой. Конденсат из конденсаторов № 19 1-6 через фазоразделитель стекает в емкость № 21. Несконденсированные пары ИПБ после конденсатора № 191-6 поступают на всас пароэжекционного насоса № 3316. Укрепленная реакционная масса из куба колонны № 141-6 поступает самотеком в дистилляционную колонну № 241-6, работающую под вакуумом, для окончательной отгонки из нее ИПБ. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Отходящие из колонны пары дистиллята, в конденсаторах № 261-6, охлаждаемых захоложенной водой, и поступают в сборник № 27, откуда насосом № 28 возвращаются в рецикл в напорную емкость № 12. Несконденсированные пары после конденсатора № 261-6 поступают на всас пароэжекционного насоса № 341-6. Техническая гидроперекись ИПБ из куба колонны № 241-6 через холодильник № 301-6, охлаждаемый промышленной водой, самотеком поступает в барометрические сборники № 63 1,2, откуда насосом № 291-3 откачивается в отделение 1002. Узел очистки абгазов Абгазы с окислительных колонн № 21-7 после холодильников № 71-7 поступают в холодильник № 109а, охлаждаемый захоложенной водой. Сконденсированные в холодильнике № 109а абгазы поступают в сепаратор № 109, в котором происходит разделение абгазов от органических примесей (обратного ИПБ). Обратный ИПБ далее поступает в сборник № 8. Очищенные от органических примесей абгазы поступают в абсорберы №№ 100, 100 а, заполненные хемсорбентом. Пройдя сепарационную зону абсорберов №№ 100, 100а очищенные абгазы выбрасываются в атмосферу через буфер-глушитель № 111. Отделившиеся от абгаза в сепарационной зоне абсорберов №№ 100, 100а органические примеси сливаются в расширитель № 130. Органические примеси из расширителя № 130 поступают в колонну № 38 1 и далее периодически сливаются в емкость № 21. Остатки ИПБ отделяются от абгазов в буфере-глушителе № 111, установленном непосредственно перед выходом абгазов из аппаратов № 100, 100а, 71-7 и сливаются в емкость № 21. Установка термокаталитического дожига абгазов – «Катокс» Очищенные абгазы выходят снизу абсорберов №№ 100 и 100 а, проходят либо буфер глушитель № 111, где из них отбираются следы ИПБ и влаги и сбрасываются в атмосферу, либо отправляются на установку термокаталитического дожига абгазов «КАТОКС» для дожига углеводородов. ИПБ после буфера глушителя № 111 сливается в емкость № 21. В случае остановки узла очистки абгазов отработанный воздух после конденсатора № 717 через буфер глушитель № 111 сбрасывается в атмосферу, отсепарированный ИПБ сливается в емкость № 21. При работе установки термокаталитического дожига абгазов «КАТОКС» абгазы после очистки в абсорберах №№ 100 и 100 а поступают на две параллельно работающие установки. Абгазы с температурой 4 – 15оС поступают в теплообменник № Е-21,2. Подогретые в теплообменнике Е-21,2 абгазы поступают в электроподогреватель № ЕН-31,2. Горячий очищенный газ с температурой не более 500 оС, поступает в теплообменник № Е-21,2. Бинарная отмывка обратного изопропилбензола Обратный ИПБ после конденсаторов №№ 161-6, 191-6 узла выделения технической ГПИПБ, конденсаторов №№ 202, 202а узла концентрирования Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а РМО на колонне № 200, сборника № 8 узла окисления ИПБ собирается в емкости № 21. Также в емкость № 21 периодически сливается обратный ИПБ из колонны № 381. Из сборника № 35 паровой конденсат ПЭУ насосом № 55 подается в разделительную колонну № 382. Отстоявшийся углеводородный слой – обратный ИПБ – с верхней части колонны № 382 через смотровой фонарь сливается в трубопровод подачи 5 %-ного раствора щелочи из емкости № 412 в емкость № 21. Водный слой с нижней части колонны № 38 2 через гидрозатвор и смотровой фонарь сливается в химсточную канализацию. Откачка объединенного потока рециклового возвратного кумола из емкости № 21 производится насосом № 221,2 в емкость № 204. Подача 5 %-ного раствора натриевой щелочи ведется непосредственно в трубопровод нагнетания насоса № 221,2 перед смесителем № 211 с помощью дозировочных насосов № 2171,2. Двухфазная система обратный ИП: вода поступает в емкость № 204. Поступающий в емкость № 204 водно-органический поток в зоне отстоя в процессе естественного разделения образует два слоя. Верхний, органический слой переливается через перегородку в зону приема органической фазы. Нижний, водный слой, насосом № 208 откачивается частично в химсточную канализацию и, частично, рециркулирующая часть, подается в трубопровод нагнетания насоса № 221,2 перед смесителем № 212 для смешения с потоком обратного ИПБ. Откачка из емкости № 204 органической фазы – нейтрализованного и частично отмытого от солей объединенного потока возвратного и свежего ИПБ производится насосом № 2091,2 в емкость № 205 для отмывки кумола от солей. Узел приема и приготовления растворов аммиачной воды и щелочи По согласованию с цехом № 17 производства олефинов и синтетического этанола в емкость № 62 принимается 42 %-ный раствор натриевой щелочи. Насосом № 42 производится подача концентрированной щелочи в емкость № 411. Приготовленный 5 %-ный раствор щелочи из емкости № 411 насосом № 42 подается в напорную емкость № 412. Из емкости № 412 5 %-ный раствор щелочи поступает на всас насоса № 2171,2 и далее подается в трубопровод нагнетания насоса № 221,2 узла бинарной отмывки обратного ИПБ. Из автоцистерны в емкость № 43 принимается 25 %-ный раствор аммиачной воды. Концентрированный раствор аммиачной воды из емкости № 43 подается насосом № 44 в емкость № 45. Перемешивание раствора аммиачной воды в емкости № 45 производится насосом № 2061,2. Приготовленный 5 %-ный раствор аммиачной воды из емкости № 45 насосом № 206 1,2 подается в емкость № 46. Из емкости № 46 5 %-ный раствор аммиачной воды поступает на всас насоса № 2071,2 и далее подается в трубопровод нагнетания насоса № 221,2 узла бинарной отмывки обратного ИПБ. Узел сбора парового конденсата Паровой конденсат подогревателей № 5б,в,г, кипятильников № 151-6, № 251Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а 6, 201 и конденсат пароспутников отделений № 1001 и № 1102 цеха № 11 сбрасывается в емкость № 56, откуда конденсат насосом № 50 1,2 непрерывно откачивается в общезаводскую конденсатную сеть и на подпитку в емкость № 69. Пар вторичного вскипания из сборника № 56 поступает в конденсатор № 56а, и после конденсации стекает обратно в сборник № 56. Несконденсированные пары после аппарата № 56а поступают в конденсатор № 56б. Конденсат после аппарата № 56б стекает обратно в сборник № 56. Несконденсированные пары после аппарата № 56б сбрасываются в атмосферу. Лис Изм. Лис № докум. Подпи Дат 1.4 Описание технологической схемы: Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а I-я система разложения Реакция неполного разложения гидроперекиси ИПБ осуществляется в циркуляционном контуре, состоящем из двух последовательно установленных реакторов №№ 141, 151,2 и насосов № 121,2,6. Гидроперекись ИПБ техническая поступает из отделения 1001 в две параллельно установленные подземные ёмкости № 101,2. Измеряется и регистрируется уровень в емкостях № 101,2 (поз. 101,2,3,4). Из подземных емкостей № 101,2 гидроперекись ИПБ подаётся одним из насосов № 113,4 в первый по ходу реактор № 141. Для предотвращения сильного нагрева гидроперекиси ИПБ в насосах № 113,4 при работе на низких нагрузках производится постоянная циркуляция гидроперекиси ИПБ от линии нагнетания насосов № 113,4 обратно в ёмкости № 101,2. Реакция разложения гидроперекиси ИПБ происходит с выделением тепла (тепловой эффект реакции равен 380 ккал/кг гидроперекиси ИПБ). Для снятия тепла реакции осуществляется циркуляция продуктов разложения с помощью насосов № 121,2,6 через реакторы №№ 141, 151,2. Каждый реактор представляет собой кожухотрубный теплообменник, в трубное пространство которого подаётся промышленная вода, а по межтрубному циркулируют продукты разложения. В работе постоянно находятся два насоса № 121,2,6 из трёх. Поступающая в смеситель реактора № 141 гидроперекись ИПБ смешивается с продуктами разложения в соотношении от 1:16 до 1:20, при этом концентрация её на входе в реактор № 141 снижается до 4÷5% масс., и далее поступает в первый по ходу реактор № 141. В реакторе № 141 разлагается примерно 50 % масс. гидроперекиси ИПБ. Из реактора № 141 реакционная масса разложения поступает во второй по ходу реактор № 151,2, в котором продолжается процесс разложения гидроперекиси ИПБ, при этом в нём превращается примерно 30% масс. гидроперекиси ИПБ от её первоначального количества. Оба реактора работают под атмосферным давлением. При этом для исключения потерь ацетона дыхательная линия реактора № 151,2 заканчивается конденсатором № 131, охлаждаемым захоложенной водой. Сконденсированные в аппарате № 131 пары ацетона самотёком поступают в ёмкость № 16, а несконденсированные пары после аппарата № 131 сбрасываются в атмосферу. Реакционная масса разложения после насосов № 121,2,6 подаётся в смеситель реактора № 141. Для снижения выхода неутилизируемых отходов («фенольной смолы») первая стадия процесса проводится в мягких технологических условиях, характеризуемых: - пониженной температурой проведения реакции разложения гидроперекиси ИПБ (50 ÷ 57°С); - пониженной концентрацией катализатора – серной кислоты (0,018 ÷ 0,020 % масс.); - присутствием «разбавителя» – ацетона, принудительно вводимого в циркулирующую реакционную массу в количестве 5 ÷ 7% масс. по отношению к подаваемой гидроперекиси ИПБ; - введением в РМР дополнительной воды (парового конденсата), для достижения концентрации воды в циркулирующих продуктах в пределах 0,7÷0,9 % масс. Введение в циркуляционный контур избыточного ацетона осуществляется подачей товарного ацетона от насоса № 205 1,2 или ацетона-сырца (дистиллята колонны № 30) узла ректификации ацетона. Реакция разложения гидроперекиси ИПБ каталитическая. Катализатором процесса является концентрированная серная кислота. Концентрированная серная кислота принимается из отделения 1003 по трубопроводу в две параллельно работающие ёмкости №№ 1, 1а. В емкостях №№ 1, 1а производится отстаивание серной кислоты от механических примесей. Серная кислота из ёмкостей №№ 1, 1а периодически подаётся в мерник № 51. Мерник № 51 служит для точного дозирования кислоты в систему разложения. Подача серной кислоты на всас насосов № 121,2,6 осуществляется из мерника № 51 дозировочными насосами № 77,8. Кислота после ППК сбрасывается в линии всаса соответствующих насосов № 77,8. На линии нагнетания насосов № 77,8 установлен демпфер (расширитель) для снижения пульсаций, передаваемых от работающих насосов № 7 7,8 к датчику расхода. Также на линии нагнетания насосов № 7 7,8 установлен трёхходовой клапан (поз. 337/1), который может направлять подачу серной кислоты либо в циркуляционный контур, либо обратно в приёмную ёмкость № 1. Оптимальная кислотность РМР для данной технологии разложения гидроперекиси ИПБ находится в пределах 0,0180,020% масс. Для снижения каталитических свойств серной кислоты в циркулирующие продукты реакции дополнительно подаётся вода (паровой конденсат). Оптимальная концентрация воды в циркулирующей РМР находится в пределах 0,7÷0,9 % масс. Обязательным условием является хорошая теплоизоляция всего мини-реактора. Часть продуктов реакции, выходящих из второго по ходу реактора № 151,2 подаётся для контроля на содержание остаточной гидроперекиси ИПБ в калориметр № 4041. Для того, чтобы вся гидроперекись ИПБ, пришедшая вместе с реакционной массой в калориметр № 4041, разложилась, необходимо обеспечить определённое время пребывания продуктов реакции в калориметре № 4041 (2,5 минуты). Реакционная масса, выходящая из калориметра № 4041, подаётся в ёмкость № 4001. Технологической схемой предусмотрена возможность подачи РМР после калориметра № 4041 в ёмкость № 16. Отбор продуктов реакции разложения из циркуляционного контура, равный Лист Лист Изм. Лист Изм. Лист № докум. № докум. Подпись Дат а Подпись Дат а количеству поданных в контур: гидроперекиси ИПБ, избыточного ацетона, парового конденсата и серной кислоты, производится после второго по ходу реактора № 151,2 через фонарь в ёмкости №№ 4001, 16, 65. Воздушка фонаря на линии отбора РМР объединена с воздушкой реактора № 151,2. На линии отбора реакционной массы разложения из циркуляционного контура в промежуточную ёмкость № 4001 начинается вторая стадия процесса, в которой проводятся реакции: - полного разложения гидроперекиси ИПБ на фенол и ацетон; - разложения образовавшегося в первой реакторной системе дикумилпероксида (ДКП) с образованием фенола, ацетона и -метилстирола; - разложения оставшегося диметилфенилкарбинола (ДМФК) до -метилстирола. Клапан регулятора соотношения расхода избыточного ацетона к расходу гидроперекиси ИПБ установлен на линии от насосов № 2051,2 (линии дистиллята колонны № 30) в трубопровод отбора РМР из реактора № 15 1,2 в ёмкость № 4001. Реакционная масса разложения после введения в неё дополнительного количества ацетона и парового конденсата самотёком поступает в ёмкость № 4001. В ёмкости № 4001 производится некоторое выдерживание реакционной массы для того, чтобы присутствующая в ней гидроперекись ИПБ полностью разложилась. Для контроля за полнотой разложения гидроперекиси ИПБ в ёмкости № 400 1 производится замер температуры на входе (поз. 342А/1) и выходе из ёмкости № 4001 (поз. 342Б/1) и преобразование их сигналов в разность температур (поз. 342/1). В идеале перепад температур (поз. 307/1) должен соответствовать по величине перепаду температур (поз. 342/1) или же быть немного выше, т.к. в калориметре № 4041 происходит незначительное разложение ДКП (около 10 % масс.). Важно в ёмкости № 4001 разложить всю гидроперекись ИПБ, а дикумилпероксид оставить непревращённым. По величине разности температур (поз. 307/1) и (поз. 342/1) производится регулирование степени нейтрализации серной кислоты в ёмкости № 4001. Реакционная масса из ёмкости № 4001 по верхнему вводу поступает на всас герметичных насосов № 4013,4.Для этих целей реакционная масса из ёмкости № 4001 насосами № 4013,4 подаётся в подогреватель № 15а2, где она нагревается до температуры не более 140°С. Нагрев реакционной массы в подогревателе № 15а2 производится паром давлением 13 атм На выходе РМР из подогревателя № 15а2 для защиты второй реакторной системы от завышения давления установлены ППК. Давление, при котором происходит срабатывание ППК равно 14,2 кгс/см2. Непосредственно реакции разложения ДКП и ДМФК протекают в реакторе № 4062. Для защиты реактора № 4062 от завышения в нём давления на трубопроводе выхода РМР из реактора установлены ППК. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а После выхода реакционной массы разложения из реактора № 4062 она поступает в холодильник № 15б2, где охлаждается промышленной водой. Реакционная масса разложения после охлаждения в аппарате № 15 б2 поступает в ёмкость № 16 узла нейтрализации РМР. Технологической схемой предусмотрена возможность подачи РМР после холодильника № 15б2 в ёмкость № 4001. Технологической схемой предусмотрена возможность опорожнения холодильника № 15б2 в линию всаса насоса № 201,2. Поступившая после холодильника № 15б2 реакционная масса разложения в ёмкости № 16 смешивается с циркулирующим водным слоем ёмкости № 18 1 и дистиллятом колонны № 30 и насосами № 171,2 подаётся на отстой в ёмкость № 181. Узел разложения гидроперекиси ИПБ по двухстадийной технологии в целях безопасности процесса оборудован системой блокировок, прекращающих ведение процесса в случае выхода параметров за критические значения: - при снижении расхода гидроперекиси ИПБ в реактор № 141 менее 4 м3/час, - при снижении расхода циркулирующей массы продуктов разложения менее 80 м3/час, - при понижении температуры на выходе из реактора № 141 ниже 45°С или повышении её выше 75°С, - при повышении перепада температур на калориметре № 4041 выше 17°С, - при снижении кратности циркуляции РМР по отношению к расходу гидроперекиси ИПБ менее 11:1, - при снижении уровня серной кислоты в мернике № 5 1 менее 10% по шкале прибора, - при снижении расчётной концентрации серной кислоты в циркуляционном контуре менее 0,013 % масс., - при завышении уровня в ёмкости № 4001 более 90% по шкале прибора, - при увеличении температуры верха колонны № 30 выше 70°С прекращается подача гидроперекиси ИПБ в реактор № 141 (останавливаются насосы № 113,4, закрываются отсечные клапаны на линии подачи гидроперекиси ИПБ в реактор № 141), прекращается подача серной кислоты в первую реакторную систему (закрывается отсечной клапан, трёхходовой клапан переводится в положение, при котором кислота возвращается обратно в ёмкость № 1), прекращается выход РМР из калориметра № 4041, прекращается подача избыточного ацетона и парового конденсата в циркуляционный контур и в ёмкость № 4001, прекращается подача пара в подогреватель № 15а2 (закрываются отсечные клапана). При останове системы разложения сразу после прекращения подачи гидроперекиси ИПБ в реактор № 141 производится вытеснение гидроперекиси ИПБ из линии подачи её в реактор № 141 путём подачи в эту линию свежего ИПБ из ёмкости № 4051. Подача свежего ИПБ в линию подачи гидроперекиси ИПБ осуществляется путём открытия отсечного клапана (поз. 304/1), установленного на линии из ёмкости № 4051 в линию подачи гидроперекиси ИПБ в реактор № 141. После открытия отсечного клапана на лини подачи ИПБ из ёмкости № 405 1 в реактор № 141, увеличивается перепад давлений между трубопроводом подачи гидроперекиси ИПБ и трубопроводом циркулирующих продуктов разложения (поз. 355/1). В ёмкости № 4051 ИПБ находится под давлением азотной подушки. Регулируется давление азотной подушки в ёмкости № 4051 (поз. 301/1) регулятором, клапан которого установлен на линии подачи азота в ёмкость № 4051. II-я система разложения Реакция неполного разложения гидроперекиси ИПБ осуществляется в циркуляционном контуре, состоящем из двух последовательно установленных реакторов №№ 402, 403 и насосов № 123,4,5. Гидроперекись ИПБ техническая поступает из отделения 1001 в две параллельно установленные подземные ёмкости № 101,2. Измеряется и регистрируется уровень в емкостях № 101,2 (поз. 101,2,3,4). Из подземных емкостей № 101,2 гидроперекись ИПБ подаётся одним из насосов № 111,2 в первый по ходу реактор № 402. Расход гидроперекиси ИПБ регулируется регулятором расхода (поз. 8А), клапан которого установлен на линии подачи гидроперекиси ИПБ от насосов № 111,2 в реактор № 402. Реакция разложения гидроперекиси ИПБ происходит с выделением тепла. Для снятия тепла реакции осуществляется циркуляция продуктов разложения с помощью насосов № 123,4,5 через реакторы №№ 402, 403. В работе постоянно находятся два насоса № 123,4,5 из трёх. Поступающая в смеситель реактора № 402 гидроперекись ИПБ смешивается с продуктами разложения в соотношении от 1:16 до 1:20, при этом концентрация её на входе в реактор № 402 снижается до 4 – 5 % масс., и далее поступает в первый по ходу реактор № 402. В реакторе № 402 разлагается примерно 50 % масс. Из реактора № 402 реакционная масса разложения поступает во второй по ходу реактор № 403. Реакторы № 402, 403 могут освобождаться от продукта в линию всаса насоса № 201,2 и далее, насосом № 201,2 продукт откачивается в ёмкости № 181,2 узла нейтрализации РМР. Реакционная масса разложения после насосов № 123,4,5 подаётся в смеситель реактора № 402. Разложение гидроперекиси ИПБ осуществляется в присутствии «разбавителя» реакционной массы – товарного ацетона или ацетона-сырца (дистиллята колонны № 30). Введением в циркулирующую реакционную массу ацетона достигают две цели: - во-первых, ацетон снижает каталитические свойства серной кислоты, что позволяет заметно снизить скорость образования побочных продуктов, таких как кумилфенол, оксид мезитила и т.д.; Лист Лист Изм. Лист Лист Изм. №докум. докум. № Подпись Дат Дат Подпись аа - во-вторых, разбавление реакционной массы снижает концентрацию таких реакционноспособных соединений как ДМФК, -метилстирол, фенол, что приводит к снижению скорости образования димеров -метилстирола, кумилфенола. Серная кислота из ёмкостей №№ 1, 1а периодически подаётся в мерник № 5. Технологической схемой предусмотрена возможность подачи а концентрированной серной кислоты из емкостей №№ 1, 1 в мерник № 6 узла сернокислотной очистки фенола, а также в ёмкость № 2. Подача серной кислоты на всас насосов № 123,4,5 осуществляется из мерника № 5 дозировочными насосами № 75,6. Исходными данными для расчета являются: расход гидроперекиси ИПБ, расход избыточного ацетона, расход парового конденсата, расход серной кислоты, а также данные аналитического определения концентрации серной кислоты в РМР. Оптимальная кислотность РМР для данной технологии разложения гидроперекиси ИПБ находится в пределах 0,018 - 0,020 % масс. Оптимальная концентрация воды в циркулирующей РМР находится в пределах 0,7 - 0,9 % масс. Реакционная масса, выходящая из калориметра № 404, подаётся в ёмкость № 400. Технологической схемой предусмотрена возможность подачи РМР после калориметра № 404 в ёмкость № 16. На линии отбора реакционной массы разложения из циркуляционного контура в промежуточную ёмкость № 400 начинается вторая стадия процесса, в которой проводятся реакции: - полного разложения гидроперекиси ИПБ на фенол и ацетон; - разложения образовавшегося в первой реакторной системе ДКП с образованием фенола, ацетона и -метилстирола; - разложения оставшегося ДМФК до -метилстирола. Для снижения каталитических свойств серной кислоты, а также для снижения концентрации реакционноспособных соединений, находящихся в РМР, в линию отбора РМР после реактора № 403 в ёмкость № 400 вводится дополнительное количество избыточного ацетона и паровой конденсат. Для того чтобы полностью разложить ДКП во второй реакторной системе на фенол, ацетон и -метилстирол, необходимо увеличить содержание воды во втором контуре, чтобы начался процесс гидролиза ДКП. Реакционная масса разложения после введения в неё дополнительного количества ацетона и парового конденсата самотёком поступает в ёмкость № 400. В ёмкости № 400 производится некоторое выдерживание реакционной массы для того, чтобы присутствующая в ней гидроперекись ИПБ полностью разложилась. Реакционная масса из ёмкости № 400 по верхнему вводу поступает на всас герметичных насосов № 4011,2. Для проведения реакции разложения ДКП и ДМФК необходима более высокая Лист Лист Изм. Изм. Лист № № докум. докум. Подпись Подпись Дат а температура. Для этих целей реакционная масса из ёмкости № 400 насосами № 4011,2 подаётся в подогреватель № 15а, где она нагревается до температуры не более 140 °С. Нагрев реакционной массы в подогревателе № 15а производится вторичным паром, поступающим из сепаратора № 80. Сброс парового конденсата из аппарата № 15а производится в коллектор парового конденсата в отделение 1003. Технологической схемой предусмотрена возможность обогрева подогревателя № 15а паром давления 13 кгс/см2. Регулируется давление пара, подаваемого в подогреватель № 15а регулятором давления (поз. 338), клапан которого установлен на линии подачи пара в аппарат № 15 а. Также регулируется расход пара в подогреватель № 15а регулятором расхода (поз. 321) с коррекцией по температуре РМР на выходе из подогревателя № 15а (поз. 320). Клапан регулятора расхода пара (поз. 321) установлен на трубопроводе подачи пара в аппарат № 15а. Температура РМР на выходе из подогревателя № 15а задается функциональным блоком (поз. 1328) в зависимости от расхода гидроперекиси ИПБ в реактор № 402. Измеряется и регистрируется температура РМР на выходе из подогревателя № 15а (поз. 319). На выходе РМР из подогревателя № 15а для защиты второй реакторной системы от завышения давления установлены ППК. Продукт при срабатывании ППК отводится по линии в ёмкость № 18 а2 узла нейтрализации РМР. Для исключения отложения солей на подвижных элементах ППК, на трубопроводе перед ППК установлена разрывная мембрана, настроенная на давление срабатывания 14,2 кгс/см2. Непосредственно реакции разложения ДКП и ДМФК протекают в реакторе № 406. После выхода реакционной массы разложения из реактора № 406 она поступает в холодильник № 15б.Реакционная масса разложения после охлаждения в аппарате № 15б поступает в ёмкость № 16 узла нейтрализации РМР. Технологической схемой предусмотрена возможность подачи РМР после холодильника № 15б в ёмкость № 400. Технологической схемой предусмотрена возможность опорожнения холодильника № 15б в линию всаса насоса № 201,2. Поступившая после холодильника № 15б реакционная масса разложения в ёмкости № 16 смешивается с циркулирующим водным слоем ёмкости № 181 и дистиллятом колонны № 30 и насосами № 171,2 подаётся на отстой в ёмкость № 181. Регулируется уровень в емкости № 16 регулятором (поз. 17А), клапан которого установлен на линии между трубопроводами всаса и нагнетания насосов № 171,2. Также измеряется и регистрируется уровень в емкости № 16 (поз. 17Б). Линии опорожнения подогревателя № 15а, реактора № 406 и холодильника № 15б объединены в общий коллектор, который врезается в линию всаса насоса № 201,2. При останове системы разложения сразу после прекращения подачи гидроперекиси ИПБ в реактор № 402 производится вытеснение гидроперекиси Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а ИПБ из линии подачи её в реактор № 402 путём подачи в эту линию свежего ИПБ из ёмкости № 405. Подача свежего ИПБ в линию подачи гидроперекиси ИПБ осуществляется путём открытия отсечного клапана (поз. 304), установленного на линии из ёмкости № 405 в линию подачи гидроперекиси ИПБ в реактор № 402. Нейтрализация и обводнение реакционной массы разложения На узле нейтрализации реакционной массы разложения (РМР) протекают следующие основные реакции: 1 Нейтрализация серной кислоты, присутствующей в РМР после узла разложения гидроперекиси ИПБ, водным раствором гидроксида натрия. H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O серная гидроксид кислота натрия сульфат натрия вода 2 Под действием гидроксида натрия происходят реакции альдольной конденсации альдегидов, поступающих от колонны № 30 узла ректификации ацетона: О О ОН NaOH СН3СН + СН3СН уксусный СН3СНСН2СН уксусный альдегид О О ОН СН3 О NaOH пропионовый альдегид О 3-гидрокси-бутаналь альдегид СН3СН2СН + СН3СН2СН О О СН3СН2СНСНСН пропионовый альдегид NaOH СН3СН2СН + СН3СН пропионовый ОН 2-метил-3-гидроксипентаналь О СН3СН2СНСН2СН уксусный альдегид 3-гидрокси-пентаналь альдегид 3 Под действием гидроксида натрия происходят реакции альдольной конденсации гидроксиацетона, присутствующего в составе РМР после узла разложения гидроперекиси ИПБ: О О HOСН2СCH3 + СН3ССH2OH NaOH CH3 О HOСН2ССН2СCH2OH Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а OH гидроксиацетон гидроксиацетон 2-метил-1,2,5-тригидрокси- пентанон Кроме основных реакций протекает также и побочная реакция образования фенолята натрия: OH + NaOH фенол гидроксид натрия ONa + H2O фенолят вода натрия Реакционная масса разложения после I-й и II-й систем разложения гидроперекиси ИПБ (после аппаратов №№ 15б, 15б2, 404, 4041, 131, 132) поступает в ёмкость № 16. В неё же поступает альдегидная фракция из колонны № 30 узла ректификации ацетона и нижний водный слой ёмкости № 18 1 от насоса № 202. Технологической схемой предусмотрена возможность подачи в ёмкость № 16 реакционной массы разложения после реакторов №№ 151,2, 403. Во время заполнения насосов № 121-6 первой и второй систем разложения и насосов №№ 281,2, 351,2, 2051,2 узла ректификации ацетона продукт из насосов дренируется в ёмкость № 16. Дыхательная линия ёмкости № 16 заведена в коллектор, поступающий в конденсатор № 132 второй системы разложения. Обводнённая и нейтрализованная РМР вместе с водным раствором солей из ёмкости № 16 подаётся насосами № 171,2 в отстойник № 181. Регулируется уровень в емкости № 16 регулятором уровня (поз. 17А), клапан которого установлен между линиями всаса и нагнетания насосов № 171,2. В линию всаса насосов № 171,2 поступает дистиллят колонны № 42 узла ректификации фенола, паровой конденсат вакуумных насосов узла ректификации фенола от насосов № 711,2, а также 10 % водный раствор гидроксида натрия из отделения 1003. Регулируется расход водного раствора гидроксида натрия в линию всаса насосов № 171,2 регулятором расхода (поз. 80), клапан которого установлен на линии подачи щелочи к насосам № 171,2. На линии между трубопроводом всаса и нагнетания насосов № 171,2 установлен рНметр (поз. 56), измеряющий величину щелочности (или кислотности) РМР. В отстойнике № 181 производится расслоение обводнённой реакционной массы разложения на РМР и водный раствор солей. Отстоявшийся нижний водно-солевой слой из отстойника № 181 насосом № 202 подаётся в ёмкость № 16 для создания постоянного водного потока, необходимого для качественного обводнения РМР и экстракции гидроксиацетона из органической фазы в водную. Измеряется и регистрируется расход водного раствора солей от насоса № 202 (поз. 21). Накопившийся водносолевой слой из нижней части отстойника № 181 периодически откачивается насосом № 202 в ёмкость № 1 отделения 1003. Все ректификационные колонны отделения 1002, а также реакторы и холодильники систем разложения гидроперекиси ИПБ могут освобождаться от продукта или пропарочной воды в общий коллектор, идущий к насосу № 20 1. Лист Лист Изм. Изм. Лист Лист № № докум. докум. Подпись Подпись Дат Дат аа Продукт или пропарочная вода откачиваются насосом № 201 в ёмкость № 16 или в ёмкость № 1 отделения 1003. В период пропарки колонны № 121 технологической схемой предусмотрена возможность циркуляции кубовой жидкости колонны насосом № 201. В линию всаса насоса № 201 может подаваться паровой конденсат от насосов № 711,2 узла ректификации фенола. Сливы от пробоотборников насосов №№ 171,2, 191,2, 201, 251,2, 2051,2 поступают в подземную ёмкость № 210. Замеряется уровень в подземной емкости № 210 (поз. 69). При заполнении ёмкости № 210 откачка продукта из ёмкости производится насосами № 171,2 в отстойник № 181. Выделение товарного ацетона Ректификационные колонны № 211,2 Назначение колонны – разделение обводненной и нейтрализованной реакционной массы разложения на ацетоновую и фенольную фракции. Обводнённая и нейтрализованная реакционная масса разложения из емкостей № 181,2 насосами № 191,2 подаётся на питание в ректификационные колонны № 211,2. Подача питания в колонну № 211 и № 212 осуществляется на 29-ю тарелку. Замеряется, регистрируется и регулируется расход питания в колонны № 211,2 регуляторами расхода (поз. 321,2), клапаны которых установлены на линиях питания в колонны № 211,2. В колоннах № 211,2 производится разделение реакционной массы разложения на ацетон-сырец и фенол-сырец методом ректификации при температуре в кубах колонн № 211,2 не более 130°С и давлении в кубах колонн 211,2 не 2 выше 0,3 кгс/см . При этом из верхней части колонн отбирается ацетон-сырец, в состав которого входят: ацетон, ИПБ, α-метилстирол, вода, уксусный и пропионовый альдегиды и незначительное количество других примесей. Испарение ИПБ и α-метилстирола происходит в результате образования положительных азеотропных смесей (ИПБ + вода и α-метилстирол + вода), имеющих температуры кипения около 96°С. Из кубовых частей колонн № 211,2 отводится жидкость, в состав которой входят: фенол, ацетофенон, ДМФК, вода, смолистые вещества и незначительное количество солей (Na2SO4) и других примесей. Вода в кубовой части колонн снижает температуру кипения кубовой жидкости в результате образования положительной азеотропной смеси (фенол + вода), имеющей температуру кипения 98°С, что позволяет проводить процесс разделения реакционной массы разложения при атмосферном давлении и относительно невысокой температуре. Кубовая жидкость колонн № 211,2 обогревается с помощью кипятильников №№ 221,2, 22а1,2, в которые подаётся пар давлением 10 кгс/см2. Сброс парового конденсата из кипятильников №№ 221,2, 22а1,2 осуществляется в сепаратор № 80. Замеряется, регистрируется и регулируется температура в кубах колонн № 211,2 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а регуляторами температуры (поз. 281,2), клапаны которых установлены на линиях подачи пара в кипятильники №№ 221,2, 22а1,2. Кубовая жидкость колонн № 211,2 подаётся насосами № 251,2 на питание в колонну № 100 или колонны № 371,2 узла ректификации фенола. Замеряются, регистрируются и регулируются уровни жидкости в кубовых частях колонн № 211,2 регуляторами уровня (поз. 301,2), клапаны которых установлены на трубопроводах выхода кубовой жидкости колонн № 211,2 к насосам № 251,2. Замеряется и регистрируется давление в кубовых частях колонн № 211,2 (поз. 291,2). Образующиеся в кубовой части колонн № 211,2 пары контактируют на тарелках со стекающей из верхней части колонн жидкостью, при этом из паров конденсируются высококипящие компоненты, а из жидкости испаряются лёгкокипящие компоненты. За счёт протекания процесса многократного испарения и конденсации кубовая жидкость обогащается преимущественно высококипящими компонентами, а выходящие из верхней части колонн пары обогащены преимущественно лёгкокипящими компонентами. Выходящие из верхних частей колонн № 211,2 пары поступают в конденсаторы № 231,2 соответственно, в которых конденсируется основная часть паров ацетона-сырца, за счёт подачи промышленной воды в трубное пространство конденсаторов № 231,2. Конденсат из аппаратов № 231,2 поступает в смотровые фонари, после которых часть конденсата самотёком подаётся на флегму колонн № 211,2, а остальная часть поступает на питание в колонну № 30. Замеряется, регистрируется и регулируется расход флегмы в колонны № 211,2 регуляторами расхода (поз. 241,2), клапаны которых установлены на линиях подачи ацетонасырца после конденсаторов № 231,2 на питание в колонну № 30. Несконденсированные в конденсаторах № 231,2 пары после смотровых фонарей поступают в конденсатор № 24, охлаждаемый захоложенной водой. Конденсат после аппарата № 24 сливается через смотровой фонарь в линию отбора ацетона-сырца после конденсатора № 232 на питание в колонну № 30. Несконденсировавшиеся в аппарате № 24 пары после смотрового фонаря сбрасываются через коллектор воздушек в атмосферу. Измеряются и регистрируются температуры верха колонны № 211 (поз. 378) и верха колонны № 212 (поз. 3710). Измеряются и регистрируются температуры на 22-й (поз. 376) и 32-й (поз. 377) тарелках колонны № 211. При недостаточном содержании воды в кубовой жидкости колонн № 211,2, что видно по увеличению содержания α-метилстирола в кубе колонн, технологической схемой предусмотрена возможность подачи парового конденсата от насосов № 711,2 узла ректификации фенола в кубовую часть колонн № 211,2. Измеряется, регистрируется и регулируется расход парового конденсата в кубовую часть колонн № 211,2 регуляторами расхода (поз. 251,2), клапаны которых установлены на линиях от насосов № 711,2 в колонны № 211,2. Технологической схемой предусмотрена возможность подачи промышленной воды от трубопровода прямой промышленной воды в конденсатор № 23 2 в Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а линии слива дистиллята колонн № 211,2 для заполнения колонн водой с целью промывки кипятильников №№ 221,2, 22а1,2 от солей. Технологической схемой предусмотрена возможность опорожнения колонн № 211,2 в линию всаса насоса № 201 Выделение товарного фенола: Ректификационная колонна № 100 Ректификационная колонна № 100 предназначена для выделения легкокипящих органических примесей и влаги из фенола-сырца (кубового продукта колонн №№ 211,2, 121 и дистиллята колонны № 48). Колонна № 100 работает под вакуумом. Остаточное давление верха колонны – не выше 150 мм. рт. ст. Температура в кубе – не выше 150оС. Фенол-сырец, поступающий из кубовых частей колонн № 211,2, 121 узла ректификации ацетона, подаётся насосами № 251,2 на питание в колонну № 100 на 17-ю, 30-ю или 35-ю тарелки. Замеряется, регистрируется и регулируется расход питания в колонну № 100 регулятором расхода (поз. 100), с коррекцией по сумме уровней в кубовых частях колонн № 211,2 (поз. 301,2), № 121 (поз. 73). Клапан регулятора расхода питания в колонну № 100 установлен на линии от насоса № 251,2 в колонну № 100. Технологической схемой предусмотрена возможность подачи фенола-сырца от насосов № 251,2 на питание в колонны № 371,2 в случае останова колонны № 100. В нижнюю часть колонны № 100 подаётся дистиллят колонны № 48. Обогрев куба колонны № 100 осуществляется подачей пара 16 кгс/см2 в кипятильник № 101. Замеряется и регистрируется расход пара в кипятильник № 101 (поз. 101). Замеряется, регистрируется и регулируется температура 8-й тарелки колонны № 100 регулятором температуры (поз. 121), клапан которого установлен на линии подачи пара в кипятильник № 101. Из куба колонны жидкость поступает в трубное пространство кипятильника № 101, где частично испаряется. Пары из верхней части колонны поступают в дефлегматор № 102, где конденсируются за счет охлаждения дефлегматора промышленной водой. Из расширителя после дефлегматора № 102 часть конденсата самотеком поступает в линию отбора дистиллята колонны № 42, другая часть возвращается в колонну № 100 в качестве флегмы. Несконденсировавшиеся пары поступают в хвостовой конденсатор № 104, охлаждаемый промышленной или захоложенной водой. Из расширителя после конденсатора № 104 конденсат самотеком поступает в линию всаса насоса № 171,2. Пары, несконденсировавшиеся в конденсаторе № 104, поступают на вакуумный коллектор пароэжекторных насосов №№ 82а, 82б. Кубовый продукт колонны № 100 насосами № 1031,2 непрерывно подается на питание колонн № 371,2. Технологической схемой предусмотрена возможность циркуляции кубовой жидкости колонны № 100 насосами № 1031,2. Технологической схемой предусмотрена возможность подачи в линию нагнетания насосов № 1031,2 кубовой жидкости колонны № 72 от насосов № 551,2. Узел сернокислотной очистки фенола Узел сернокислотной очистки фенола (СКО) предназначен для очистки фенола-сырца (кубовой жидкости колонны № 42) от примесей ацетона, альфаметилстирола, окиси мезитила, диметилфенилкарбинола (ДМФК) в присутствии концентрированной серной кислоты. На стадии сернокислотной очистки фенола происходят реакции конденсации примесей (ацетон, окись мезитила, -метилстирол, диметилфенилкарбинол) с фенолом при температуре 100 - 140˚С в присутствии катализатора фенолсульфокислоты. Процесс конденсации относится к числу каталитических процессов. Фенолсульфокислота образуется в результате взаимодействия концентрированной серной кислоты с фенолом при температуре 100-140˚С: ОН + Н2SО4 фенол SО3Н ОН + Н2О серная фенолсульфокислота кислота вода В присутствии фенолсульфокислоты проходят следующие реакции: 1 Конденсация фенола с -метилстиролом фенилфенилолпропана (кумилфенола): СН3 ОН + C=СН2 с образованием СН3 С С ОН СН3 фенол α-метилстирол кумилфенол 2 Конденсация фенола с диметилфенилкарбинолом с образованием кумилфенола: СН3 ОН + CОН СН3 С СН3 фенол диметилфенилкарбинол ОН + Н2О СН3 кумилфенол вода Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а 3 Конденсация фенола с ацетоном с образованием дифенилолпропана: СН3 2 СН3 ОН + C=О НО С ОН + Н2О СН3 фенол СН3 ацетон дифенилолпропан вода 4 Конденсация фенола с окисью мезитила с образованием 4-оксифенил-4,4диметилбутанона-2: СН3 О ОН + СН3С=СНССН3 СН3 НО О СНСН2ССН3 СН3 фенол окись мезитила 5 Конденсация метилбензофурана: фенола 4-оксифенил-4,4-диметилбутанон-2 с гидроксиацетоном с образованием 2- СН3 ОН + C=О + Н2О СН2ОН фенол О гидроксиацетон СН3 2-метилбензофуран вода 6 Дегидратация диацетонового спирта с образованием окиси мезитила: О ОН О СН3ССН2ССН3 СН3 СН3ССН=ССН3 + Н2О СН3 диацетоновый спирт окись мезитила вода 7 Присоединение ацетона к окиси мезитила с образованием форона: СН3 О СН3 С=О + СН3ССН=ССН3 СН3 О СН3 СН3С=СНССН=ССН3 + Н2О СН3 ацетон окись мезитила форон вода Концентрированная серная кислота принимается из отделения 1003 из емкостей Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а №№ 300, 300а в ёмкости №№ 1, 1а узла разложения ГПИПБ. С одной из емкостей №№ 1, 1а отстоявшаяся от солей кислота периодически подаётся в мерник № 6. Из мерника № 6 кислота с помощью дозировочного насоса № 7 1-3 подаётся в линию нагнетания насосов № 47 1-3. Технологической схемой предусмотрена возможность подачи серной кислоты из мерника № 6 с помощью дозировочного насоса № 71-3 в кубовую часть колонны № 42. Фенол-сырец из кубовой части колонны № 42 подаётся насосом № 471-3 на узел сернокислотной очистки (СКО). В трубопроводе нагнетания насосов № 47 1-3 производится смешивание фенола-сырца с серной кислотой, поступающей от насоса № 71-3, и подача его в ёмкость № 18а1 для обеспечения необходимого времени контакта фенола-сырца с серной кислотой. Из ёмкости № 18а1 фенол-сырец давлением насоса № 471-3 поступает на питание в колонну № 42а. Технологической схемой предусмотрена возможность выключения из работы мерника № 6, при этом кислота из ёмкости № 1, 1а подаётся непосредственно в линию всаса насосов № 71-3. Технологической схемой предусмотрена возможность подачи фенола от насосов № 471-3 или с емкости № 18а1 на питание в колонну № 100. Узел катионитной очистки фенола от микропримесей Узел катионитной очистки фенола от микропримесей предназначен для удаления из фенола-сырца (кубового продукта колонны № 42) карбонилсодержащих, алкилароматических и непредельных примесей, таких как гидроксиацетон, оксид мезитила, α-метилстирол, с целью получения товарного продукта – фенола марки «А», соответствующего требованиям ГОСТ 23519-93 «Фенол синтетический технический». Существующая технологическая схема предусматривает как параллельную, так и последовательную работу реакторов № 502а,б, в последнем случае первым по ходу в схему очистки может быть включен любой из реакторов № 502а,б. Существующая технологическая схема предусматривает только параллельную работу реакторов № 501а,б. На катализаторе, загруженном в реакторы №№ 502а,б, 501а,б протекают реакции конденсации карбонилсодержащих, алкилароматических и непредельных соединений с фенолом, образуя высококипящие соединения, которые легко отделяются от фенола с помощью ректификации. Присутствие таких примесей, как гидроксиацетон и образующийся из него 2метилбензофуран (2-МБФ) вследствие того, что 2-МБФ практически полностью попадает в товарный фенол, отрицательно влияет на качество товарного фенола по показателю суммы примесей. Присутствие карбонилсодержащих соединений отрицательно влияет на качество товарного фенола по показателю цветности. Присутствие в составе потока фенола-сырца АЦФ и ДМФК с концентрациями, превышающими установленную действующим Регламентом производства норму (сумма АЦФ+ДМФК в дистилляте ректификационных колонн № 371,2 Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а не более 0,2 % масс.) может отрицательно сказаться на сроке службы катализаторов вследствие их частичной дезактивации. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Л ис т И з м. 1.5 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 1.5.1 Твердые и жидкие отходы Таблица 4 ис № д ок у м. № п/п Наименование отхода Место складирования, транспорт Периодичность образования Условие (метод) и место захоронения, обезвреживания, утилизации Количество (т/год) Примечание 1 Отработанный катализатор «Катокс» После образования вывозится 1 раз в 2 года Захоронение Полигон ТБО и ПО ООО «Чистый город» 5,8 2014, 2016 г.г. по ПНООЛР 2013 г. 2 Отработанный катализатор «Амберлист» После образования вывозится 1 раз в год Захоронение Полигон ТБО и ПО ООО «Чистый город» 16,8 по ПНООЛР 2013 г. 3 Масла индустриальные отработанные Обтирочный материал, загрязненный фенолом Металлические бочки Через 150-200 ч работы Подготовка к использованию Специализированная организация Захоронение Полигон ТБО и ПО ООО «Чистый город» 0,879 по ПНООЛР 2013 г. 0,112 по ПНООЛР 2013 г. Захоронение Полигон ТБО и ПО ООО «Чистый город» 0,114 по ПНООЛР 2013 г. 5 6 7 Д а т П о д п 4 5 Обтирочный материал, загрязненный маслами (содержание масел менее 15 %) 1 2 Металлический контейнер на открытой площадке с асфальтобетонным основанием Металлический контейнер на открытой площадке с асфальтобетонным основанием 3 4 Л ис т 4 Песок, загрязненный маслами (содержание масел менее 15 %) Сальниковая набивка асбестографитовая, промасленная (содержание масла менее 15%) Л ис т И з м. 6 ис № д ок у м. 7 Резиноасбестовые отходы (в том числе отработанные и брак) Отходы сорбента Д а т П о д п 8 9 10 Отходы полипропилена в виде пленки Металлический контейнер на открытой площадке с асфальтобетонным основанием Металлический контейнер на Захоронение Полигон ТБО и ПО ООО «Чистый город» 55,903 по ПНООЛР 2013 г. Захоронение Полигон ТБО и ПО 0,541 по ПНООЛР 2013 г. открытой площадке с асфальтобетонным основанием Металлический контейнер на открытой площадке с асфальтобетонным основанием Металлический контейнер на открытой площадке с асфальтобетонным основанием Навалом и в тюках на открытой площадке с асфальтобетонным основанием ООО «Чистый город» Захоронение Полигон ТБО и ПО ООО «Чистый город» 0,57 по ПНООЛР 2013 г. 1 раз в год Захоронение Полигон ТБО и ПО ООО «Чистый город» 4,2 по ПНООЛР 2013 г. 1 раз в год Подготовка к использованию Специализированная организация 0,067 по ПНООЛР 2013 г. 1.5.2 Информация о сбросах сточных вод в канализацию представлена в таблице Таблица 5 № п/п Наименование стока 1 Химзагрязненная вода. Количество образующихся сточных вод, м3/час 20 Условия (метод) ликвидации, обезвреживания, утилизации Поступает на Периодич-ность сбросов Постоянно Место сброса Колодец Установленная норма содержания загрязнений в стоках, мг/л рН – 6,0-10,0 ед. рН Л ис т 4 Отделение № 1001. После емкости № 204. После отстойной колонны № 381. 2 Химзагрязненная вода. Отделение № 1003. После экстрактора № 23г,д. После флорентийского сосуда № 20, 201. 15 3 Объединенный сток отделений 35 очистку в цех № 23 («Нейтрализация и очистка промышленных стоков») Поступает на очистку в цех № 23 (« Нейтрализация и очистка промышленных стоков») Поступает на очистку в цех № 23 («Нейтрализация и очистка промышленных стоков») № 129 Органика – отс., % ХПК – не более 1000 мг О2/дм3 Температура – не более 40оС Постоянно Колодец № 136 рН – 6,0-10,0 ед. рН Органика – отс., % ХПК – не более 6000 мг О2/дм3 Температура – не более 40оС Фенол – не более 500 мг/дм3 Ион аммония – не более 60 мг/дм3 Постоянно Колодец № 142 рН – 6,0-10,0 ед. рН Органика – отс., % ХПК – не более 6000 мг О2/дм3 Температура – не более 40оС Фенол – не более 500 мг/дм3 Ион аммония – не более 60 мг/дм3 1.5.3 Формирование химзагрязненных стоков цеха № 10 производства фенолаацетона Химзагрязненные воды цеха № 10 формируются из стоков отделений №№ 1001, 1002, 1003. Стоки из отделения № 1001 представляют собой: Конденсат от пароэжекционных установок, который собирается в сборнике № 35 Из сборника № 35 конденсат насосом № 55 подается в отстойную колонну № 38 2, работающую по принципу флорентийского сосуда. Водный слой с нижней части колонны № 382 через гидрозатвор и смотровой фонарь сливается в химзагрязненную канализацию (колодец № 129). Химзагрязненная вода после емкости № 204 узла бинарной отмывки обратного изопропилбензола (колодец № 129). Паровой конденсат, не соответствующий качеству, сбрасывается в химзагрязненную канализацию. Стоки из отделения № 1002 представляют собой: Конденсат от пароэжекционных установок. Водная фаза из емкости № 181 узла нейтрализации и обводнения реакционной массы разложения. Пропарочные воды. Все три стока направляются в емкость № 1 отделения 1003. Фенольная вода из аппарата № 66 узла выделения товарного ацетона подается в емкости № № 15, 25 отделения 1003 для последующей переработки на колоннах № 42, 142. Стоки из отделения № 1003 представляют собой: Кубовый продукт колонн №№ 42, 142 узла отмывки альфаметилстирольной фракции сливается в емкость № 1. Из емкости № 1 фенольная вода насосом № 70 через холодильник № 4042 подается в реактор-разлагатель № 405. Разложение фенолятов производится подаваемой в реактор серной кислотой при рН = 3 – 5. Из реактора-разлагателя кислый сток через холодильник № 4061 поступает в разделитель № 407, в котором отделяется органический слой (фенол), а водная фаза поступает на всас насоса № 409 и через холодильник № 404 1 подается в верхнюю часть экстрактора № 23г,д, в нижнюю часть которого поступает экстрагент - диизопропиловый эфир. Загрязненный экстрагент направляется в емкость № 21, а очищенный водный слой сливается в химзагрязненную канализацию (колодец № 136). Дистиллят колонн №№ 42, 142 узла совместной переработки фенольной воды с альфаметилстирольной фракцией поступает в аппарат № 20, 201, где расслаивается на водный и углеводородный слои. Верхний углеводородный слой Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а из флорентийского сосуда № 20, 201 поступает в сборник № 39, а нижний водный слой через гидрозатвор и смотровой фонарь сливается в химзагрязненную канализацию (колодец № 136). Паровой конденсат, не соответствующий качеству, сбрасывается в химзагрязненную канализацию. Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист Изм. Лист № докум. Подпись Дат а 2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 2.1 Проектный материальный баланс Таблица 7 - Материальный баланс процесса Компонент % т/год т/сутки кг/ч ИПБ 81,8 ПРИХОД 122470,6 365,6 15235,25 О2 18,2 27249,0 81,4 3389,75 100 149719,6 447,0 18625,0 Фенол 53,5 РАСХОД 80100,0 239,1 9964,4 Ацетон 32,9 49257,7 147,1 6127,6 Фенольная смола 5,3 7935,1 23,7 987,1 АМС фракция 7,5 11229,0 33,5 1396,9 Потери 0,8 1197,8 3,6 149,0 100 149719,6 447,0 18625,0 ИТОГО ИТОГО Количество рабочих дней – 335, что составляет 8040 часов. 2.2 Тепловой баланс Таблица 8 – Тепловой баланс колонны К-42 Компоненты кг/час ИПБ О2 Н2О (на охлаждение) ИТОГО Ср, кДж/кг∙К Q, кДж 15235,25 Т, К ПРИХОД 303 1,779 8212363,5 3389,75 323 0,928 1016057,2 5750,6 298 4,179 7161482,2 24375,6 16389902,9 Фенол 9964,4 РАСХОД 378 Ацетон 6127,6 393 2,497 6013142,6 Фенольная смола 987,1 378 1,200 447748,6 АМС фракция 1396,9 378 2,048 1081401,7 2,349 8847610,0 ИТОГО 18476 16389902,9 Исходя из равенства Qприх = Qрасх, определим количество водяного пара необходимого для поддержания температуры низа колонны. Gохл = 𝑄пр−𝑄расх 𝐶р∙Т = 7161482,2 4,179∙298 = 5750,6 кг/ч 2.3Расчет колонны К-42 Колонна работает при давлении 15 кПа. Требуемое содержание фенола в дистилляте 98% (масс.), содержание фенола в кубовом остатке 4% (масс.). Обозначив массовый расход дистиллята через GD, кг/ч, кубового остатка GW, кг/ч, питания GF, кг/ч, согласно, запишем GD + GW = GF GD∙x̄D + GW∙x̄W = GF∙x̄F, (1) 9964,4∙0,80 = GW∙0,04+ GD∙0,98 (2) где GF = 9964,4 кг/ч Тогда Решая совместно эти уравнения, найдем GW = 8056,3 кг/ч GD = 1908,1 кг/ч Для дальнейших выразим концентрации питания, дистиллята, кубового остатка в мольных долях: питание 𝑥̄𝐹 xF = дистиллят 𝑀фенол 𝑥̄𝐹 100−𝑥̄𝐹 + 𝑀фенол 𝑀фен.см = 80 94,11 80 100−80 + 94,11 213 = 0,90 кг/кмоль (3) 𝑥̄𝐷 xD = 𝑀фенол 𝑥̄𝐷 100−𝑥̄𝐷 𝑀фенол 𝑀фен.см + = 98 94,11 98 100−98 + 94,11 213 = 0,99 кг/кмоль (4) кубовый остаток 𝑥̄𝑊 xW = 𝑀фенол 𝑥̄𝑊 100−𝑥̄𝑊 𝑀фенол 𝑀фен.см + = 4 94,11 4 100−4 + 94,11 213 = 0,09 кг/кмоль (5) где 𝑀фенол , 𝑀фен.см – молярные массы соответственно фенола и фенольной смолы, кг/кмоль. Относительный мольный расход питания: F= 𝑥̄𝐷 −𝑥̄𝑊 𝑥̄𝐹 –𝑥̄𝑊 0,99 – 0,09 = 0,90 – 0,09 = 1,11 (6) Определим число теоретических тарелок графическим методом Таблица 9 – Концентрация компонента в парах и жидкости t, 0C 70 80 120 130 150 х 0,636 0,3472 0,1484 0,1105 0,557 у 0,008 0,0114 0,019 0,022 0,0219 Рисунок 1 - График определения ЧТТ Определим минимальное число флегмы Rmin = 𝑥̄𝐷 −𝑦𝐹∗ 𝑦𝐹 –𝑥̄𝐹 0,99−0,92 = 0,92−0,90 = 3,5 (7) где 𝑦𝐹∗ = 0,92 𝑅 = 1.3 ∙ 𝑅𝑚𝑖𝑛 + 0.3 = 1,3 ∙ 3,5 + 0,3 = 4,85 (8) Определим скорость пара в колонне: ⍴ж −𝜌п 𝜔доп = √ ⍴п =√ 1,38−1,07 1,07 = 0,54 м/с (9) Примем рабочую скорость пара меньше допустимой на 20% 𝜔раб = 0,54 ∗ 0,8 = 0,43 м/с (10) Объемный расход пара в колонне: В верхней части колонны ˴ 𝐺 1908,1 3 V’ = ⍴𝐷 ˴ = 1,07∙3600 = 0,49 м /с п (11) В нижней части колонны ˶ 𝐺 8056,3 V’’ = ⍴˶𝑊 = 1,38∙3600 = 1,62 м3/с 𝜌ж (12) Рассчитываем диаметр колонны: В верхней части колонны 4𝑉 ˴ 4∙0,49 = √3,14∙0,43 = 1,16 м (13) 4𝑉 4∙1,62 DН = √𝜋𝜔 = √3,14∙0,43 = 2,19 м раб (14) DВ = √𝜋𝜔 раб В нижней части колонны ˶ Поскольку диаметр исчерпывающей части колонны больше чем укрепляющей, принимаем колонну одного стандартного размера 𝐷 = 2,2 м. Выбираем колпачковую тарелку исполнение 2 [ОСТ 26-01-66-86]. Принимаем следующие параметры колпачковой тарелки: Диаметр колпачка d = 100 мм Количество колпачков на тарелке n = 142 шт. Высота прорези колпачка hK = 20 мм Относительное свободное сечение тарелки 12,4 % Свободное сечение колонны 3,80 м2 Относительное сечение перелива 10,2 % Периметр слива П = 1615 мм Расстояние между тарелками h = 600 мм. Определим число тарелок Число тарелок рассчитывается по уравнению: шт. (15) где η = 0,7 средний К.П.Д. колпачковых тарелок Общее число тарелок рассчитывают по формуле: nобщ = nв + nн = 32 + 32 = 64 шт. Высота тарельчатой части колонны: м (16) м (17)
