Разработка проекта стадии синтеза производства пропиленгликоля. Мощность 7 тыс. т/год

   Емкости (поз. 1_1,2) снабжены автоматическими приборами контроля уровня и давления. При достижении в данных емкостях максимального (80 %) значения уровня или давления 0,25 МПа (2,5 кгс/см ) происходит срабатывание световой и звуковой сигнализаций на щите КИП.

   Для проведения контроля состояния воздушной  среды производственного помещения (загазованности парами окиси пропилена) около насосов (поз.30_1,2) установлен газоанализатор со световой и звуковой сигнализациями, выведенными на щит управления.

   Гидратация  окиси пропилена

   Насос (поз. 4_1-3) подает рабочую смесь через обратный и отсечной клапаны и трубную часть теплообменника (поз.11) в нижнюю часть реактора (поз.10_1,2), где при температуре 170-200 °С и давлении 1,0-1,5 МПа (10-15 кгс/см²) протекает

   

реакция гидратации с образованием пропиленгликоля, ди- и трипропиленгли-рсоля. Температуру в реакторе (поз. 10_1,2) поддерживают подачей пара в змеевик, расположенный внутри корпуса аппарата. Выходящая из реактора (поз. 10_1,2) реакционная смесь, состоящая из воды, пропиленгликоля, ди- и трипропиленглико-ря, проходит через межтрубное пространство теплообменника (поз.11), отдает тепло рабочей смеси, дросселируется через клапан (автоматически регулирующий давление) до атмосферного давления и поступает в среднюю часть ректификационной колонны (поз.80) или в сборник (поз.86₂). На трубопроводе нагнетания плунжерного насоса (поз.4_1-3) установлен предохранительный клапан, сброс с которого осуществляется на всас насоса. Сброс с предохранительных клапанов, установленных на трубопроводе кода реакционной смеси из реактора (поз. 10_1,2) осуществляется через огнепреградитель в атмосферу. Сброс с предохранительного клапана, установленного на трубопроводе подачи пара, осуществляется в атмосферу. 

   4.2. Ректификация 

   Обезвоживание реакционной смеси 

   Обезвоживание реакционной смеси, представляющей собой водный paствор пропиленгликолей, осуществляют в ректификационной колонне (поз.80) насадочного типа.

   Реакционную смесь из реактора (поз.10_1,2) отделения гидратации непрерывно подают собственным давлением в среднюю часть ректификационной колонны (поз.80). В случае остановки колонны (поз.80) реакционную смесь из реактора (поз. 10_1,2) подают к фазоразделителю, установленному на входе в сборке (поз.861). В результате дросселирования до атмосферного давления часть смеси испаряется. Жидкую фазу после фазоразделителя сливают в сборник (поз.86₁), газовая фаза поступает в межтрубное пространство конденсатора (поз.87). Образующийся конденсат, состоящий из воды и гликолей, сливают из конденсатора (поз.87) в сборник (поз.86₁). В трубное пространство конденсатора (поз.87) подают промышленную воду, которую после использования сбрасывают  

   в канализацию условно-чистых стоков.

   Уровень реакционной смеси из реактора (поз.86₂) регулируют автоматически клапаном, установленным на трубопроводе подачи реакционной смеси в ректификационную колонну (поз.80). При достижении минимального (20%) и максимального (80%) значений уровня в сборнике (поз.86₂) происходит срабатывание световой и звуковой сигнализации.

   Реакционную смесь из сборника (поз.86₁) герметичным насосом (поз.84) подают в среднюю часть ректификационной колонны (поз.80).

   

   Тепло в куб колонны (поз.80) подводят через  кипятильник (поз.81), в который подают пар с давлением 1,4 МПа (14 кгс/см²). Расход пара регулируют автоматическим клапаном, установленным на входе пара в кипятильник (поз.81).

   Пары  воды из куба колонны (поз.80) поступают  в дефлегматор (поз.82), охлаждаемый  промышленной водой, где конденсируются. Часть конденсата в виде флегмы возвращают на орошение колонны (поз.80), а дистиллят  через холодильник (поз.89) самотёком  сливают в емкость (поз.40) отделения  синтеза реакционной смеси.

   Несконденсировавшиеся в дефлегматоре (поз.82) пары воды направляют хвостовой конденсатор (поз.83), охлаждаемый  промышленной водой. После остового конденсатора (поз.83) конденсат дополнительно  охлаждают в холодильнике (поз.89), после которого его сливают в  емкость (поз.40).

   Отбор воды ведут при атмосферном давлении и достижении температуры верхней  части колонны 95÷100 °С, в кубовой  части - 105-130 °С.

   Кубовую жидкость из колонны (поз.80) непрерывно насосом (поз.85_1,2) подают в ректификационную колонну (поз.90) или в сборник (поз.109) при остановке колонны (поз.90).

   Уровень в кубе колонны (поз.80) регулируют автоматическим клапаном, установленным на нагнетательном трубопроводе насоса (поз.85_1,2). При достижении минимального значения уровня (20%) в кубе колонны (поз.80) происходит срабатывание световой и звуковой сигнализации.

 

   Во  время работы насосов (поз.84_1,2, 85_1,2) охлаждение ротора, внутренней поверхности статора и подшипниковых узлов происходит за счет перекачиваемой жидкости, циркулирующей в автономном контуре. Нагретая в электродвигателе жидкость охлаждается в змеевике, расположенном на наружной поверхности корпуса электродвигателя. В трубное пространство змеевика подают промышленную воду. Температура погруженных поверхностей в наиболее нагретых местах насоса не должна превышать 100 °С.

   Для защиты насосов (поз.84_1,2, 85_1,2) предусмотрена автоматическая блокировка и световая и звуковая сигнализация при достижении:

• минимального (20 %) значения уровня в емкости (поз. 86₂);

   

• минимального (20 %) значения уровня в кубе колонны (поз.80);
• максимального (13 А) или минимального (8 А) тока;
• температуры жидкости в контуре циркуляции двигателя 100 °С;
• давления нагнетания, равного давлению всасывания 0,05 МПа (0,5 кгс/см² ).

 

   Выделение промежуточной фракции 

   Выделение промежуточной фракции осуществляют в тарельчатой ректификационной колонне (поз.90).

   Тепло в куб колонны (поз.90) подводят через  кипятильник (поз.91), в который подают пар с давлением 1,4 МПа (14 кгс/см²). Расход пара регулируют автоматическим клапаном, установленным на входе пара в кипятильник (поз.91). Вакуум в колонне создают пароэжекторным вакуум-насосом (поз. 107). Пары воды и пропиленгликоля, поднимаясь вверх по колонне (поз.90), поступают в охлаждаемый промышленной водой дефлегматор (поз.92), где и конденсируются. Часть конденсата в виде флегмы возвращают в колонну (поз.90), a дистиллят (промежуточная фракция) сливают в сборник (поз. 86₂), откуда его насосом (поз.84_1,2) подают на повторное разделение в ректификационную колонну (поз.80). Пары, не сконденсировавшиеся в дефлегматоре (поз.92), конденсируются в хвостовом конденсаторе (поз.95), охлаждаемом водой. Конденсат из хвостового  

конденсатора (поз.95) стекает в сборник (поз.862).

   Отбор промежуточной фракции производят при достижении температуры в  верхней части колонны 30-45 °С, в кубовой часта - 120-140 °С и остаточном давлении 30-50 мм рт. ст.

   Кубовую жидкость ректификационной колонны (поз.90) насосом (поз.94_1,2) непрерывно подают в ректификационную колонну (поз. 100).

   Расход  кубовой жидкости регулируют автоматическим клапаном, установленным на нагнетательном трубопроводе насоса (поз.94_1,2). При достижении минимального значения уровня (20 %) в кубе колонны (поз.90) происходит срабатывание световой и звуковой сигнализации.

   

   Охлаждение  и защиту насоса (поз.94_1,2) производят по аналогии с вышеуказанным насосом (поз.84_1,2,85_1,2).

   Конденсат после пароэжекторного вакуум-насоса (поз. 107) сливают в барометрический бак (поз.97), из которого его сбрасывают в канализацию органических стоков. Пар после последней ступени пароэжектора вакуум-насоса (поз. 107) конденсируется в конденсаторе (поз. 108), охлаждаемом промышленной водой. Конденсат также сливают в барометрический бак (поз.97).

   Предусмотрена возможность подачи обезвоженного  пропиленгликоля или некондиционного  пропиленгликоля из сборника (поз.109з) в ректификационную колонну (поз.90) насосом (поз. 110_3,4).

   При достижении максимального (80 %) и минимального значения уровня (20 %) в сборнике (поз. 109₃) происходит срабатывание световой и звуковой сигнализации.

   Расход  обезвоженного пропиленгликоля  или некондиционного пропиленгликоля в колонну (поз.90) регулируют автоматическим клапаном, установленным на нагнетательном трубопроводе насоса (поз.110_3,4).

   Охлаждение  и защиту насоса (поз.110_3,4) производят по аналогии с вышеуказанным насосом (поз.84_1,2,85_1,2).

   Выделение товарного пропиленгликоля

   Выделение товарного пропиленгликоля производят в тарельчатой ректи- 

 

фикационной колонне (поз. 100).

   Тепло в куб колонны (поз. 100) подводят через  кипятильник (поз. 101), в который подают пар с давлением 1,4 МПа (14 кгс/см²). Расход пара регулируют автоматическим клапаном, установленным на входе пара в кипятильник (поз.101). Вакуум в колонне создают пароэжекторным вакуум-насосом (поз. 107). Пары пропиленгликоля, поднимаясь вверх по колонне, поступают в охлаждаемый промышленной водой дефлегматор (поз. 102), где и конденсируются. Часть конденсата в виде флегмы возвращают на орошение колонны (поз. 100), а дистиллят - товарный пропиленгликоль сливают в сборник (поз.109). Пары, несконденсировавшиеся в дефлегматоре (поз. 102), конденсируются в хвостовом конденсаторе (поз. 105), охлаждаемом промышленной водой. Конденсат сливают в сборник (поз.109_1,2), находящийся под вакуумом. Вакуум в сборнике (поз.109_1,2) создают вакуумным эжекторным пароводяным насосом (поз.107).

   

   Отбор пропиленгликоля осуществляют при  достижении температуры в верхней  части ректификационной колонны (поз. 100) 90-100 °С, в кубовой части колонны - 150-164) °С и остаточном давлении 10-30 мм рт. ст.

   Уровень в кубе колонны (поз. 100) регулируют автоматическим клапаном, установленном на трубопроводе нагнетания насоса (поз.104_1,2). При достижении Минимального значения уровня (20 %) в кубе колонны (поз. 100) происходит срабатывание световой и звуковой сигнализации.

   Товарный  пропиленгликоль, соответствующий  требованиям ТУ 6-09-2434-81 с изм. № 1-5, откачивают из сборника (поз. 109_1,2) насосом (поз. 110_1,2) в сборник (поз. 111), в емкость (поз. 44_1,2), в железнодорожную цистерну или в корпус 74 цеха № 10 для фасовки в мелкую тару. В холодное время года пропиленгликоль в корпус 74 цеха № 10 перекачивают насосом (поз. 14) из емкости (поз.44_1,2).

   Предусмотрена возможность перекачивания товарного  пропиленгликоля из сборника (поз. 111) насосом (поз. 112_1,2) в емкость (поз.44_1,2), в

железнодорожную цистерну или в теплое время года в корпус 74 цеха № 10. При необходимости пропилегликоль из железнодорожной цистерны насосом

(поз.39) перекачивают в емкость (поз.77_1,2) корпуса 74, или в емкость

(поз.44_1,2) корпуса 150 или в другую железнодорожную цистерну. Пропиленгликоль, не соответствующий требованиям технических условий, насосом (поз. 110_1,2) возвращают на переработку в сборник (поз.109з).

   Кубовую жидкость - полигликоли-3 насосом (поз. 104_1,2) непрерывно откачивают в емкость (поз.53), откуда ее насосом (поз.37) перекачивают в железо-дорожную цистерну или в тару потребителя.

   При достижении максимального (80 %) и минимального значения уровня (20 %) в сборнике (поз. 109_1,2, 111) происходит срабатывание световой и звуковой сигнализации.

   Охлаждение  и защиту насоса (поз. 104_1,2,110_1,2, 112_1,2) производят по аналогии с вышеуказанным насосом (поз.84_1,2,85_1,2).

 

5. Материальные расчеты 

   Целью расчетов является определение расходов всех видов сырья на получение  единицы продукции (т, кг, кг/ч и  т.д.). От количества расходуемого сырья  завися габариты оборудования, его  технические характеристики и экономические  показатели производства.

   Строим  диаграмму материальных потоков: