Реферат: Производство серной кислоты
|
Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль) |
Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/моль·K) |
Удельная теплоемкость C (кДж/кг•К) |
|
|
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 |
|
|
Тепловой баланс
реакции окисления диоксида серы
SO2+1/2O2=SO3
Приход |
Теплота, КДж |
Расход |
Теплота, КДж |
Q газа |
2 150 571,04 |
Q газа |
4 230 053,62 |
Q реакции |
6 274 032,19 |
Q отвода |
4 194 549,61 |
∑ |
8 424 603,23 |
∑ |
8 424 603,23 |
Тепловой баланс
реакции конденсации серной кислоты
SO3+H2O=H2SO4
Приход |
Теплота, КДж |
Расход |
Теплота, КДж |
Q газа |
1 861 541,28 |
Q газа |
236,98 |
Q реакции |
11 920 708,00 |
Q кислоты |
1 562 743,03 |
|
Q отвода |
12 219 269,28 |
∑ |
13 782 249,28 |
∑ |
13 782 249,28 |
Из расчетов теплового
баланса реакций окисления диоксида серы и конденсации серной кислоты видно, что
в ходе этих реакций выделяется значительное количество тепла, которое
необходимо отводить, что и делается в реальном технологическом процессе, для
увеличения степени превращения этих реакций, а тепло утилизируют в различных
целях как процесса, так и предприятия.
15. Расчет контактного
аппарата
Расчет времени
контактирования (приведен в кинетике процесса окисления диоксида серы)
τ 1 = ∑Δτ
=3,188 сек
τ 2 = ∑Δτ
=6,38 сек
Суммарное время
контактирования газа в контактном аппарате составляет
τ =3,188 + 6,38 =
9,568
м2
Расчет диаметра
контактного аппарата
Диаметр контактного
аппарата составляет 8 м
16. Меры безопасности при
эксплуатации производственного объекта
Требования
безопасности при пуске и остановке технологических систем и отдельных видов
оборудования, выводе их в резерв, нахождении в резерве и при выводе из резерва
в работу
Основным требованием
безопасности при пуске и остановке технологического оборудования является
строгое соблюдение процедуры пуска и остановки установки, изложенной в разделе
6 настоящего регламента.
Пуск в работу или вывод в резерв
технологических систем производится по письменному распоряжению главного
инженера ПГПН, в котором указывается лицо, ответственное за безопасное
проведение работ и порядок организации пусковых работ или работ по выводу
технологической системы в резерв.
Пуск в работу или вывод в резерв
единичного оборудования производится по распоряжению начальника установки.
Оборудование считается резервным,
когда оно находится в исправном состоянии, полностью укомплектовано
контрольно-измерительными приборами, средствами сигнализации и ПАЗ, испытано в
рабочих условиях, имеется заключение механика установки или цеха о его
готовности к эксплуатации.
В зимнее время все резервное оборудование
должно находиться на прогреве.
Находящееся в резерве оборудование
должно подвергаться ежедневному визуальному осмотру, а динамическое
оборудование – осмотру и обкатке с установленной периодичностью, но не реже 1
раза в месяц. У центробежных насосов необходимо ежесменно проворачивать вал от
руки.
Перед пуском в работу технологическая
система должна быть продута азотом с
контролем остаточного содержания кислорода не более 0,5 % об. Вывод технологической системы на нормальный
технологический режим производится согласно раздела 6 настоящего регламента.
Перед каждым пуском резервных насосов
проверить их исправность и положение запорной арматуры на всасе и выкиде
насоса.
Ремонт горячего насоса, выделенного в
резерв, следует начинать только после того, как температура корпуса его не
будет превышать 45 ºС.
При остановке установки
на ремонт сероводородный газ направляется на факел.
Контактный аппарат R-104
отдувается от паров серной кислоты горячим воздухом через конденсатор WSA Е-109
и далее в дымовую трубу. Для проведения работ внутри R-104 во время остановки катализатор и контактный аппарат
охлаждается воздухом от воздуходувки К-132 по схеме технологического газа. Если
катализатор не выгружается из аппарата, в R-104 поддерживается избыточное давление воздуха, подаваемого
в аппарат по шланговой перемычке, для исключения контакта катализатора с
атмосферным воздухом.
Загрузка и выгрузка
катализатора в R-104
осуществляется в соответствии с инструкцией по хранению, загрузке, эксплуатации
и выгрузке катализатора серии VK.
Требования к
обеспечению взрывобезопасности технологического процесса: принятые границы
технологических блоков, значения энергетических показателей и категории
взрывоопасности блоков, границы возможных разрушений при взрывах,
предусмотренные меры безопасности и противоаварийной защиты
Категория взрывоопасности установки
определена по "Общим правилам взрывобезопасности для взрывопожароопасных
химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств" (ПБ
0954003).
В целях повышения безопасности и
ограничения массы продуктов, которые могут истечь в окружающую среду в
результате аварий, на установке предусмотрены: быстродействующая отсекающая
арматура на линиях перед насосами, стопроцентный резерв по насосам, системы
самозапуска насосов и АВР; обвязка теплообменных аппаратов имеет байпасы и
отключающую запорную арматуру.
Установка оснащена распределенной
системой управления технологическим процессом (РСУ) и системой противоаварийной
защиты (ПАЗ). Световая и звуковая сигнализация срабатывает при предельно
допустимых значениях технологических параметров.
На установке выделен один
взрывоопасный технологический блок – блок сепарации.
Оценка взрывоопасности
технологического блока произведена в соответствии с требованиями Общих правил
взрывоопасности химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих
производств" (ПБ 09-540-03). При этом в технологические блоки включены
аппараты, необходимые для осуществления основного технологического процесса. В
состав блоков включены трубопроводы между аппаратами блока, а также арматура и
приборы КИПиА.
Меры безопасности, принимаемые при
ведении технологического процесса с выполнением регламентных операций, должны
отвечать требованиям нормативно-технической документации, определяющей порядок
и условия безопасного ведения производственного процесса, действий персонала в
аварийных ситуациях и осуществления ремонтных работ. Перечень указанной
технической документации должен быть утвержден главным инженером ПГПН.
В целях безопасности ведения процесса
выполнены следующие мероприятия:
-
вся аппаратура и
трубопроводы вне помещения, имеющие температуру стенки свыше 60 ºС, а в
помещениях свыше 45 ºС, теплоизолируется;
-
все оборудование
и трубопроводы для защиты от статического электричества заземляются. Установка
имеет молниезащиту;
-
ограждены все
движущиеся части механизмов;
-
резервуар В-120
снабжен сигнализаторами верхнего и нижнего уровня.
Обязательный объем периодического
контроля состояния и параметров работы установки путем обхода персоналом, а
также ее обслуживания включает в себя:
·
контроль
температур и давлений в аппаратах по приборам, установленным на местах;
·
проверку
центробежных насосов на отсутствие вибрации и постороннего шума (на
исправность);
·
проверку
герметичности фланцевых соединений, сальниковых уплотнений запорной арматуры и
торцевых уплотнений центробежных насосов;
·
визуальный
контроль за отсутствием вибрации технологических трубопроводов, особенно на
выкиде насосов;
·
проверку наличия
и исправности штатных контрольно-измерительных приборов;
·
визуальный
контроль за наличием и исправным состоянием ограждений движущихся частей
механизмов, площадок обслуживания;
·
визуальный
контроль за исправным состоянием вентиляционных систем;
·
визуальный
контроль за исправным состоянием грузоподъемного оборудования;
·
проверку
пробоотборных устройств на отсутствие утечки продуктов.
В зимний период дополнительно
необходимо выполнять следующие операции:
·
контроль за
функционированием обогрева паром низкого давления аппаратов, технологических
трубопроводов, приборов КИПиА;
·
контроль за
функционированием обогрева теплофикационной водой приборов КИПиА, калориферов
приточной вентиляции и технологических трубопроводов;
·
контроль за
системами охлаждения центробежных насосов, обеспечивая постоянный проток воды;
·
контроль на проходимость
дренажей и дренажных линий;
·
контроль за
работой конденсатоотводчиков.
Запрещается снятие блокировок в
системах автоматического управления процессом.
При возникновении аварийных ситуаций,
вызванных отклонениями параметров работы установки от требований норм
технологического режима, изложенных в разделе 4 настоящего регламента,
действовать согласно "Плану локализации аварийных ситуаций" (ПЛАС).
Все виды ремонтных работ должны
выполняться в соответствии с годовыми и месячными "Графиками проведения
планово-предупредительного ремонта". Ремонтные работы должны
осуществляться в соответствии с требованиями инструкций, утвержденных Главным
инженером Общества:
-
инструкция о
порядке безопасного проведения ремонтных работ в ООО "ЛУКОЙЛ-ПНОС"
(ИБ-025-003-2005);
-
инструкция о
порядке безопасного проведения огневых работ на объектах ООО "ЛУКОЙЛ-ПНОС"
(ПБ-0001-1-2005);
-
инструкция о
порядке безопасного проведения газоопасных работ на объектах ООО "ЛУКОЙЛ-ПНОС"
(Б-025-002-2005);
-
инструкция о
порядке безопасного проведения земляных работ на территории ООО "ЛУКОЙЛ-ПНОС"
(ИБ-255-004-2005).
Отбор проб сероводорода и
дренирование сепараторов и емкостей проводить в противогазе стоя спиной к ветру
с дублером в противогазе.
Меры безопасности при ведении
технологического процесса, выполнении регламентных операций
Безопасная работа установки зависит
от квалификации обслуживающего персонала, соблюдения правил техники
безопасности, пожарной и газовой безопасности, правил технической эксплуатации
оборудования и коммуникаций, соблюдения норм технологического регламента.
К работе допускаются лица достигшие,
18и летнего возраста, прошедшие инструктаж по промышленной безопасности и
охране труда, теоретическое и практическое обучение безопасным приемам и методам
работы и сдавшие экзамен на допуск к самостоятельной работе, не имеющих
медицинских противопоказаний.
Вся необходимая нормативно-техническая
документация, определяющая порядок и условия безопасного ведения
производственного процесса, действий персонала в аварийных ситуациях и осуществления ремонтных
работ,
согласно перечню,
утвержденному главным инженером ПГПН, должна быть в наличии на установке, ее
знание и соблюдение персоналом обязательно.
Работать можно только на
исправном оборудовании. Постоянно следить за работой приборов контроля и
автоматики, систем сигнализации и блокировок. Строго выдерживать все параметры
технологического режима.
Во избежание
загазованности в производственных помещениях создается избыточный подпор
воздуха в операторной, насосной, трансформаторной подстанции, электрощитовых с
кратностью воздухообмена 5.
Насосы оборудованы торцевыми
уплотнениями.
Все аппараты, работающие под
давлением, снабжены предохранительными клапанами. Сброс горючих газов от
предохранительных клапанов осуществляется в факельную линию; задвижка на
факельной линии при работе установки должна быть открыта.
Освещение установки выполнено в
соответствии с действующими норматива ми, осветительная арматура принята
взрывозащищенного исполнения.
Мероприятия
по обеспечению пожарной безопасности при проведении технологического процесса
Пожарная безопасность установки достигается системой
предотвращения образования горючей среды, предотвращением образования в горючей
среде источников зажигания, максимальной автоматизацией технологического
процесса, применением средств пожаротушения и пожарной сигнализации,
применением основных строительных конструкций с регламентированными пределами
огнестойкости и пределами распределения огня, соблюдением инструкций и правил
пожарной безопасности при эксплуатации зданий, сооружений и оборудования.
Территория
производственного объекта, а также производственные помещения и оборудование
должны постоянно содержаться в чистоте и порядке.
Курение на установке запрещено.
Курение допускается в специально отведенном месте (по согласованию с пожарной
охраной), оборудованном урной для окурков и огнетушителем.
За герметичностью
оборудования, особенно фланцевых соединений и сальников, со стороны
обслуживающего персонала необходим строгий контроль. В случае обнаружения
пропуска, необходимо немедленно подать водяной пар к месту пропуска и принять
меры к отключению аварийного участка или аппарата из работы.
В зимних условиях отогревать
замерзшую аппаратуру, трубопроводы, задвижки разрешается только паром или
горячей водой. Использование открытого огня запрещается.
На случай возникновения
пожара в производственных помещениях предусмотрена возможность безопасной
эвакуации людей.
При пожаре или аварии на
установке персонал, не участвующий в ликвидации пожара или аварийной ситуации,
эвакуируется с территории объекта.
Расположение оборудования
и зданий предусматривает соблюдение соответствующих противопожарных разрывов.
На установке предусмотрены следующие средства
пожаротушения:
-
5 стационарных
лафетных стволов, защищающих оборудование на наружной установке;
-
противопожарная
вода подается к лафетным стволам от сети противопожарного водопровода предприятия;
-
для локального
тушения очага возгорания в производственных помещениях и на наружной установке
предусмотрены паровые стояки;
-
установка
обеспечена резиновыми шлангами для подачи пара или азота к местам возможного
загорания;
-
на установке в
установленных местах предусмотрены воздушно-пенные и порошковые огнетушители,
ящики с песком, войлок, асбополотно;
-
защита помещений
автоматической пожарной сигнализацией;
-
предусмотрены
ручные извещатели пожарной сигнализации, расположенные снаружи здания и по
периметру установки;
-
размещение
сооружений, оборудования, аппаратов, эвакуационные пути и выезды выполнены с
учетом норм и правил пожарной безопасности и обеспечивают эвакуацию людей из
зданий и помещений до наступления предельно допустимых значений опасных
факторов пожара.
Безопасные методы обращения с
пирофорными отложениями
Аппараты
и трубопроводы после вывода оборудования из работы и их освобождения от
продуктов следует пропарить водяным паром.
После
освобождения аппарата от конденсата должен быть вскрыт нижний штуцер или люк и
взята проба воздуха для анализа на содержание в нем опасных концентраций паров
продукта (должно быть не более 20 % от нижнего концентрационного предела
распространения пламени НКРП).
Во
время чистки аппаратов необходимо смачивать отложения, находящиеся на стенках
аппарата. При чистке аппаратов применяются искробезопасные инструменты. На
выполнение этих работ оформляется наряд-допуск в установленном порядке.
Пирофорные
отложения, извлеченные из оборудования, необходимо поддерживать во влажном
состоянии до их уничтожения. Пирофорные отложения вывезти на хранение в
шламонакопитель УВКиОСВ.
Способы обезвреживания
продуктов производства при разливах и авариях
При разливе серной
кислоты в насосной немедленно устроить обвалование из песка для предотвращения
дальнейшего растекания продукта. Перед уборкой разлитого продукта и нейтрализовать
его содой или известью.
Удаление серной кислоты
при освобождении фильтров, ремонте кислотных насосов Р-121А,В, Р-123А,В или
отборе проб происходит в заглубленную емкость и нейтрализуется 10 %-ным
раствором щелочи.
При нейтрализации
разлитой серной кислоты работы производить в спецодежде и пользоваться
противогазом.
Безопасный метод удаления продуктов производства из технологических
систем и отдельных видов оборудования
При остановке установки
на ремонт сероводородный газ направляется на факел.
Контактный аппарат
(конвертер) R-104 продувается первоначально дымовыми
газами от паров серной кислоты через конденсатор WSA Е-109, затем горячим
воздухом по нормальной схеме в дымовую трубу.
Серная кислота
откачивается в товарный парк 75-11. Остатки кислоты сливаются в заглубленную
емкость В-209 и нейтрализуется 10 %-ным раствором щелочи, либо засыпаются
кальцинированной содой, (до рН=7), затем откачиваются в ПЛК, по согласованию с
УВКиОСВ.
Основные потенциальные опасности применяемого оборудования и
трубопроводов, их ответственных узлов и меры по предупреждению аварийной
разгерметизации технологических систем
Основными потенциальными опасностями
применяемого технологического оборудования и трубопроводов, их ответственных
узлов на установке являются:
·
перерабатываемый
на установке сероводородсодержащий газ является взрывоопасным, пожароопасным и
токсичным;
·
сероводород в
присутствии водяных паров является сильным коррозионным веществом,
воздействующим на металл, следствием чего может быть разгерметизация технологического
оборудования;
·
наличие
избыточного давления (до 15 кгс/см2 – пар среднего давления) и
высоких температур в аппаратах и трубопроводах создаёт угрозу их разрыва;
·
при нарушении
режимов работы оборудования или в случаях его механического или коррозионного
износа возможна разгерметизация с возникновением взрывопожароопасных и
токсичных концентраций газов, что может привести к взрывам и/или загораниям, а
также отравлению персонала;
·
поражение
электрическим током в случае выхода из строя заземления токоведущих частей
оборудования или пробоя электроизоляции;
·
возможность
падения обслуживающего персонала при обслуживании аппаратов и трубопроводов,
расположенных на высоте более одного метра, в случае отсутствия ограждения или
его неисправности;
·
возможность
получения термического ожога в случае контакта незащищенных частей тела с
нагретыми поверхностями аппаратов и трубопроводов с нарушенной изоляцией;
·
наличие
вращающихся механизмов создает угрозу получения от них травм;
·
возможность
разгерметизации или разрушения аппаратов и трубопроводов под воздействием
внешних силовых факторов.
Мерами по предупреждению аварийной
разгерметизации технологических систем являются:
·
термообработка
основного технологического оборудования и сварных участков трубопроводов на
средах, вызывающих коррозионное растрескивание;
·
обеспечение
соответствия оборудования трубопроводов, запорной арматуры, предохранительных
устройств, систем защитной автоматики, сигнализации требованиям действующих
НТД;
·
оценка
технического состояния аппаратов, оборудования, трубопроводов и других
элементов установки;
·
эксплуатация
только исправного оборудования и своевременное выполнение планово-предупредительного
ремонта;
·
своевременное
освидетельствование оборудования;
·
обеспечение качественного
ремонта и чистки аппаратов, трубопроводов;
·
ведение
технологического процесса без нарушения норм настоящего технологического
регламента, исключающих выход параметров работы аппаратов и оборудования за критические
значения.
17. Список используемой
литература
1. Технологический регламент установки серной кислоты
2. Б.Т.Васильев, М.И.Отвагина; Технология серной кислоты.
Москва: Химия 1985г. 386 стр.
3. А.М.Кутепов; Общая химическая технология. Москва: Высшая
школа, 1990г. 520 стр.
4. Амелин А.Г. Производство серной кислоты. Москва 1983 г.
|