Химические технологии часть 15-5
Xim15-51 Установки пиролиза
Из ёмкостей Е‑1,2,3,4 ШФЛУ насосами Н‑1–4 подаётся в теплообменники Т‑1–12. Там сырьё нагревается, часто — в смеси с водяным паром (пар разбавления снижает парциальное давление углеводородов и подавляет образование кокса и тяжёлых побочных продуктов). Подогрев идёт за счёт рекуперации тепла горячих потоков.
Нагретая паросырьевая смесь поступает в печь П‑1. В трубчатых змеевиках при температуре порядка 800–850 °C и коротком времени контакта происходит термическое разложение ШФЛУ. Из этана и более тяжёлых углеводородов (пропан, бутаны и т. п.) образуются олефины — в первую очередь этилен, а также пропилен, бутилены, водород, метан и побочные продукты (смолы, кокс).
Горячие продукты пиролиза выходят из печи и сразу попадают в закалочный аппарат ЗА‑1, где температура резко снижается (обычно до ~400–500 °C). Это нужно, чтобы «заморозить» состав газа и остановить вторичные реакции, которые снижают выход этилена. В ЗА‑1 часто одновременно генерируется пар за счёт испарения воды — его потом используют в схеме.
Дымосос Д‑1 обеспечивает тягу в печи. Тепло дымовых газов утилизируется в котле‑утилизаторе КУ‑1 с выработкой пара, который может использоваться на собственные нужды установки или отдаваться в сеть.
Пирогаз после закалки проходит пенный аппарат П‑1 для мокрой очистки от мелкодисперсных частиц и улавливания тяжёлых углеводородов. Затем поток направляется в смолоотстойники С‑1,2,3,4, где отделяются смола и водная фаза. Смола отводится на дальнейшую переработку или утилизацию, вода — на очистку.
Далее пирогаз поступает в скруббер СК‑1, где удаляются кислые компоненты (H₂S, CO₂) и остатки смолистых веществ. После скруббера газ осушается в осушителях Сш‑1,2,3 (например, на цеолитах или с помощью гликоля) для удаления влаги, а затем проходит фильтр Ф‑1 для улавливания твёрдых частиц.
Осушенный и очищенный пирогаз компримируется компрессором КМ‑1 до давления, необходимого для разделения. Затем он направляется в систему колонн К‑1,2,3,4 и конденсаторов К‑1. Там происходит ступенчатое разделение: сначала отделяют водород и метан, затем выделяют этан‑этиленовую фракцию, далее — более тяжёлые фракции. В сепараторах С‑1,2,3,4 на разных стадиях отделяют конденсат (жидкие углеводороды) от газовой фазы.
Ключевой этап для получения целевого продукта — разделение этана и этилена. Это делают в специальной ректификационной колонне (часто это одна из колонн К‑1,2,3,4) при пониженной температуре: этилен уходит в дистиллят (верх колонны), а этан — в кубовый остаток. Часть этана возвращают на пиролиз (рецикл), чтобы повысить суммарный выход этилена. Итоговая этан‑этиленовая фракция — это либо смесь с заданным соотношением, либо преимущественно этилен с нормированным содержанием этана, в зависимости от требований к продукту.
Скачать чертеж Установки пиролиза (форматы jpeg, cdw, dwg) цена 500р
Xim15-52 Технологическая схема селективная очистка фенолом
Подготовка сырья и растворителя. Остаточное сырьё (8.3.1) и фенол (8.3.2) из ёмкостей Е‑1…Е‑2 через теплообменники Т‑1…Т‑11 нагреваются до нужной температуры — это обеспечивает оптимальные условия экстракции (обычно чуть ниже критической температуры растворения). В систему также подают воду (1) либо используют конденсат (1.0) как антирастворитель: небольшое количество воды снижает растворяющую способность фенола и повышает селективность процесса.
Нагретые потоки поступают в экстракционные колонны К‑1…К‑7, где реализуется противоточное движение фаз. Фенол избирательно растворяет нежелательные компоненты сырья (смолы, полициклические ароматические углеводороды). В результате формируются два потока:
Рафинат (8.3.5) — очищенная фракция (целевой продукт), обогащённая нафтено‑парафиновыми углеводородами.
Экстракт (8.3.6) — раствор извлечённых нежелательных компонентов в феноле (побочный продукт, может использоваться для производства битумов и др.).
Регенерация фенола из рафината. Рафинатный раствор нагревается в печи П‑1…П‑3 и направляется в испарительную систему, включая эвапоратор 3‑1. Здесь за счёт подвода тепла (часто с помощью водяного пара 2) фенол отгоняется от рафината. Пары фенола конденсируются, а остаточный рафинат с минимальным содержанием растворителя выводится с установки.
Экстрактный раствор также проходит нагрев в печах и многоступенчатую отгонку фенола (в колоннах и испарителях). Водяной пар 2 используется для отпарки остатков фенола. Выделенный фенол возвращается в цикл, а экстракт (концентрат примесей) выводится.
Фенольная вода (8.3.3), образующаяся при конденсации паров и в процессе экстракции, направляется в ёмкости и далее — на разделение и очистку. Часть воды может рециркулироваться как антирастворитель, часть — удаляется из системы.
Скачать чертеж Технологическая схема селективная очистка фенолом (форматы jpeg, cdw, dwg) цена 500р
Xim15-53 Технологическая схема установки низкотемпературной изомеризации
Подготовка сырья. Лёгкие бензиновые фракции (сырьё) предварительно проходят гидроочистку. Для поддержания активности катализатора и предотвращения его закоксовывания в систему подают подпиточный водородсодержащий газ (ВСГ) гидроочистки.
Реакторный блок. Сырьё смешивают с циркулирующим ВСГ, нагревают и направляют в реакторы изомеризации. Процесс идёт на низкотемпературном катализаторе (например, на основе платины с сульфатированным цирконием или хлорированным алюмооксидным) при умеренных температурах — это позволяет селективно превращать нормальные парафины (н‑пентан, н‑гексан) в их изомеры с более высоким октановым числом. Азот используют для продувки и инертизации оборудования при пусках/остановах и техобслуживании.
Охлаждение и сепарация. Газопродуктовую смесь охлаждают с помощью оборотной воды: сначала в системе охлаждения 1 (для предварительного съёма тепла), затем — в системе охлаждения 2 (до нужной температуры конденсации). В сепараторе разделяют жидкие углеводороды (нестабильный изомеризат) и газовую фазу (циркулирующий ВСГ). ВСГ очищают и возвращают в цикл, при необходимости подпитывая свежим ВСГ.
Стабилизация и выделение продуктов. Нестабильный изомеризат направляют в отпарную колонну. С верха колонны уходят лёгкие газы (в том числе природный газ), которые используют как топливо или направляют на дальнейшую переработку. С низа колонны отбирают стабильный изомеризат — его направляют в ОЗХ (общезаводское хозяйство) как компонент высокооктановых бензинов.
Скачать чертеж Технологическая схема установки низкотемпературной изомеризации (форматы jpeg, cdw, dwg) цена 500р
Xim15-54 Технологическая схема установки полимеризации винилхлорида
Схема ориентирована на суспензионную полимеризацию — это основной промышленный метод получения ПВХ
Загрузка и инициация процесса. В реактор полимеризации (р) подают обессоленную воду, растворы стабилизаторов («Метоцел», «Клуцел») и инициаторов. Для удаления растворённого кислорода и создания инертной среды реактор продувают азотом (13). Затем загружают жидкий винилхлорид (6).
В реакторе при контролируемой температуре (обычно 45–70 °C) протекает радикальная полимеризация винилхлорида. Выделяющееся тепло реакции отводится через рубашку реактора и/или с помощью обратного холодильника (ох), который конденсирует пары мономера и возвращает их в реакционную зону. Перемешивание обеспечивает равномерное распределение частиц и стабильную суспензию.
При достижении заданной степени конверсии (обычно 80–90 %) в реактор вводят стоппер (8) из Е‑9, чтобы прекратить рост полимерных цепей и избежать неконтролируемого увеличения молекулярной массы.
Суспензия ПВХ (7) поступает в дегазатор (ЕД), где под вакуумом или продувкой паром удаляют остаточный винилхлорид. Затем поток направляют в колонну дегазации (КД) для более полного извлечения мономера — его возвращают в цикл.
Поток проходит через теплообменники (Т1–4) для регулирования температуры. В сепараторе (С‑1, Е‑2) отделяют газовые примеси и остатки мономера, которые направляют на конденсацию в конденсатор (К) и далее на утилизацию или рецикл.
Очищенная суспензия ПВХ направляется на последующие операции (фильтрацию, сушку, просеивание) вне данной схемы. «Шпан» (11, из Е‑6) может использоваться как вспомогательный агент (например, регулятор вязкости или антислеживатель) на стадиях обработки суспензии.
Скачать чертеж Технологическая схема установки полимеризации винилхлорида (форматы jpeg, cdw, dwg) цена 500р
Xim15-55 Технологическая схема комплекса стабилизации НЦ в здании 204 ФКП "Авангард"
Массу НЦ в виде слабощелочной суспензии (А) подают в барабанный сгуститель поз.1, где концентрируют до 11…11,5%. Концентрированная масса поступает в мельницу ДМК поз.11 где НЦ измельчают до требуемой длины волокна. Суспензия измельченной НЦ поступает в чан (АПН) поз.2 оборудованный четырьмя быстроходными мешалками. После заполнения чана проводят отстой суспензии в течение 35 минут и сифонирование избытка воды через кран К3. при необходимости в чан добавляют горячую воду К5, подаваемую из бака горячей воды поз.18, и раствор соды из мерника поз.16. При перемешивании Суспензию нагревают острым паром до температуры +50…+70°С, открывая клапан К23.
Подготовленную указанным способом суспензию транспортирую через кран К4 массонасосом поз.3 по рециклу. Открывают кран К7 и с помощью питающих насосов поз 4 и 41 подают через кран К10 в горизонтальный аппарат нагревающий (ГАН) поз.5. Необходимость двух насосов связана с компенсацией резкого изменения давления при варьировании производительностью. В ГАН производится нагрев суспензии острым паром при перемешивании, для чего пар через клапаны К23 и К33 подается в питающую линию и из нее через краны К28 и обратные клапаны К32 поступает в секции коллектора, расположенного в нижней части корпуса ГАН, и из них пар поступает в рабочее пространство аппарата нагрева.
Вытесненный воздух из ГАН через специальный штуцер, снабженный специальным фильтром насадкой, через кран К11 отводится в чан поз.2 или в I секцию аппарата АДС в зависимости от способа заполнения ГАН, для чего служит трех ходовой кран К37.
Для промыва аппарата поз.5 и коллекторов с удалением частиц НЦ предусмотрена подача холодной воды под давлением до 7бар из сборника поз.17 с помощью погружного насоса поз.15. Вода подается через краны К30 и К40. Для регулирования давления воды служит байпасная линия с краном К38.
Из ГАН поз.5 суспензия под действием питающих насосов подается в двухсекционный аппарат АДС поз 6 и 7, где суспензия выдерживается под избыточным давлением при определенных параметрах. Аппарат оснащен дублированной предохранительной регулирующей системой, обеспечивающей безопасную эксплуатацию установки, а также определенный задаваемый уровень давления при заполнении и включающий в себя фильтрующие торы, предохранительные клапаны К18, отсечные клапаны К19, регулирующие клапаны К20 и разрывную мембрану поз.13, а также сдувной бак поз.14.
Скачать чертеж Технологическая схема комплекса стабилизации НЦ в здании 204 ФКП "Авангард"
Xim15-56 Технологическая схема окисление циклогексана
Исходное сырье для процесса окисления (оборотный циклогексан) принимается в сборник СБ1, откуда насосом НЦ1 подается в реактор окисления Р. Подача циклогексана в реактор осуществляется двумя потоками: часть циклогексана через регулирующий клапан подается в верхнюю зону реактора под слой жидкости «холодный поток», другая часть циклогексана через регулирующий клапан, подогреватель АТ1, где подогревается паром с давлением 7 кгс/см2 до температуры (100-130)°С подается в среднюю зону реактора – «горячий поток».
Технологический воздух для процесса окисления поступает из цеха гидрирования бензола с давлением (20-25) кгс/см2. На трубопроводе технологического воздуха, на входе в цех установлен отсечной клапан, после которого воздух поступает в общий коллектор. От коллектора воздух через отсечной клапан, регулирующий клапан поступает в нижнюю зону реактора через ряд параллельно расположенных барботеров.
Воздух, барботируя через слой циклогексана в реакторе, где основная масса кислорода вступает в реакцию окисления, выходит из реактора, образуя реакционные газы, состоящие из азота, непрореагировшего кислорода, окиси и двуокиси углерода и продуктов окисления циклогексана. Процесс окисления циклогексана в реакторе происходит при температуре в средней зоне реактора (140-150)С и давлении (14-18) кгс/см2. Катализатор процесса окисления циклогексана является нафтенат кобальта, используемый в виде раствора его в циклогексане.
Раствор катализатора из растворителя СБ2 поступает во всасывающий трубопровод насоса НЦ2 и далее через регулирующий клапан, в трубопровод «горячего потока» циклогексана перед реактором.
Реакционные газы выходят сверху реактора и поступают в холодильник конденсатор АТ2, где конденсируются пары, уносимые из реактора, охлаждаются захоложенным конденсатом до температуры (10-30)°С.
На трубопроводе реакционных газов из реактора установлены электрозадвижка и регулирующий клапан, последний служит для поддержания заданного давления в реакторе окисления.
Из холодильника АТ2 газожидкостная смесь поступает в сепаратор С1, где разделяется на газовую и жидкую фазы. Газы из сепаратора С1 через электрозадвижку выдаются в абсорбционные колонны для поглощения несконденсировавшихся паров циклогексана.
Предусмотрена выдача реакционных газов из сепаратора С1, а в аварийных ситуациях в атмосферу на «свечу» через электрозадвижку и регулирующий клапан, управляемый дистанционно.
Жидкая фаза из сепаратора С1 поступает в разделительный сосуд РС1, где происходит разделение водного и органического слоев, последний через регулирующий клапан выдается в сепаратор С2. Водный слой периодически, по мере накопления, выдается на стадию экстракции.
Реакционная жидкость из реактора окисления Р выходит снизу, смешивается с технологическим конденсатом, подаваемым для растворения кислот, образующихся при окислении циклогексана, и поступает в холодильник АТ3, где охлаждается оборотной водой до температуры (70-90)°С. Далее, через регулирующий клапан, предназначенный для поддержания заданного уровня реакционной смеси в реакторе, поступает в разделительный сосуд РС2, где происходит разделение водного и органического слоев.
Скачать чертеж Технологическая схема окисление циклогексана (форматы jpeg, cdw, dwg) цена 500р
