Разработка установки получения технического углерода полуактивных марок производительностью 22250 кг/ч по сырью - Дипломная работа

Позднее технический углерод получали осаждением из коптящего пламени на поверхности плит из камня, металлических дисков, пластин, валков и, наконец на поверхности стальных каналов. Однако в то время технический углерод использовался в резине только как красящий агент, а не как усиливающий компонент. Открытие явления усиления резины техническим углеродом совершило революцию в резиновой и особенно шинной промышленности. С тех пор технический углерод заменил окись цинка в качестве основного усиливающего компонента. Технический углерод отличается высокой дисперсностью и тем, что образуется в газовой фазе при термоокислительном или термическом пиролизе углеводородного сырья, сопровождающемся разложением углеводородов на углерод и водород под действием высокой температуры.Технологический цех № 7 по производству активных и полуактивных марок технического углерода входит в состав предприятия ОАО “Ярославский технический углерод” как самостоятельное структурное подразделение. автоматизация углерод реактор теплообменник В состав цеха входят 4 технологических потока. Каждый технологический поток представляет собой комплекс последовательно установленного оборудования, обеспечивающего проведение всех технологических процессов производства технического углерода - получения, улавливания, обработки, упаковки и складирования. По функциональному назначению и территориальному расположению оборудование технологического потока объединено в отделения (участки): Реакторное отделение - объединяет оборудование, предназначенное для осуществления процесса образования технического углерода.ГОСТЫ и ТУ на сырье и продукты представлены в таблице 1. № п/п Наименование сырья, материалов, реагентов, полуфабрикатов, изготовляемой продукции № ГОСТ, ОСТ, ТУ, СТП Показатели качества, обязательные для проверки Норма по ГОСТ, ОСТ, ТУ, СТП Назначение материалов, область применения изготовляемой продукции Индекс корреляции Не нормируется (результаты анализов применяются для корректировки процесса) Для получения технического углерода 5.Массовая доля механических примесей, %, не более Не нормируется Воздух среднего давления---В технологическом процессе применяется без предварительной очистки и осушки Для сжигания природного газа и частично сырья в реактореСырье в резервуарах поддерживается при температуре 50-120 °С постоянной циркуляцией через подогреватель Т-6 насосом Ц-5. Далее насосом Ц-7 сырье подается в линию подготовки, где подогревается в Т-8 до температуры 120 °С и направляется на удаление влаги во влагоиспаритель Е-9. Постоянство расхода сырья в реактор поддерживается регуляторами расхода установленными на линии подачи сырья к форсунке. Продукты реакции после прекращения процессов углеродообразования и охлаждения в камере закалки, в которой установлено 4 механические форсунки диаметром 4 мм (охлаждение осуществляется за счет впрыскивания химически очищенной воды (ХОВ) расход которой поддерживается постоянным регулятором с коррекцией по температуре в камере закалки), поступают в общий коллектор. Там большая его часть под действием центробежных сил осаждается и шлюзовым питателем А-26, число оборотов которого определяется редуктором и является постоянным, равномерно подается в мешалку-уплотнитель А-27, а неуловленный вентилятором В-24 (вентилятор обратного газового транспорта) с газовым транспортом направляется обратно на вход рукавного фильтра.Нормы технологического режима представлены в таблице 2. Таблица 2 - Нормы технологического режима Наименование стадий процесса, аппараты, показатели режима Ед. измерения Допустимые пределы технологических параметров Требуемый класс точности измерительных приборов ГОСТ 8.401-80, не ниже 1 2 3 4 Расход сырья кг/ч Указаны в технологических картах 1,0 Расход ХОВ в зону предзакалки кг/час 1,0Краткая характеристика технологического оборудования представлена в таблице 3. Таблица 3 - Краткая характеристика технологического оборудования Реактор типа РТ-100/4000 1 1 Ст.3 Огнеупорный материал Габариты 3000?? 2100?? 9530 Масса - 2800 кг (без массы огнеупора) Расход сырья до 6500 кг/час 2 Реактор типа РТ-50/4000 1 1 Ст.3 Огнеупорный материал Габариты 3000?? 2100?? 9530 Масса - Расход сырья до 7000 кг/часТемпература в камере горения поддерживается на уровне 1800-2000°С в зависимости от вида применяемых огнеупоров. Во всех случаях необходимо поддерживать в камере горения максимально возможную температуру, исходя из допустимой температуры применения огнеупоров. При изменении расхода воздуха изменяется расход газа и температура в камере горения поддерживается на заданном уровне. При искажениях в показаниях пирометра (в случае, например, частичного забивания визирного канала) и при отсутствии контроля за соотношением воздух:газ может произойти оплавление огнеупоров. Высокотемпературный подогрев воздуха гарантирует полное сгорание природного газа в камере горения, приводит к значительному сокращению расхода воды, подаваемой в зону закалки реактора, что в свою очередь ведет к снижению влагосодержания отходящих газов и повы

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Назначение установки, ее краткая характеристика

1.2 Качество сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции. Госты и ту на сырье и продукты

1.3 Описание технологической схемы

1.4 Нормы технологического режима

1.5 Подбор оборудования

1.6 Влияние факторов на выход и качество продуктов

1.7 Лабораторный контроль

1.8 Описание схемы контроля и автоматического регулирования

2. Специальная часть

2.1 Материальный баланс потока

2.2 Расчет реактора

2.3 Расчет воздухоподогревателя второй ступени

2.4 Расчет теплообменного аппарата т-1

2.5 Выбор оборудования по гостам, каталогам и нормалям

3 Организация производства

3.1 Режим работы установки

3.2 График сменности

3.3 Условия труда

3.4 Продолжительность рабочего дня

4 Экономическая часть

4.1 Расчет капитальных затрат

4.2 Калькуляция затрат на себестоимость продукции

4.3 Определение потребности в сырье, материалах и энергоресурсах

4.4 Фонд оплаты труда промышленно-производственного персонала

4.5 Расчет стоимость продукции

4.6 Технико-экономические показатели проектируемого производства

5 Мероприятия по технике безопасности, пожарной безопасности и охраны окружающей среды

5.1 Техника безопасности, охрана труда и противопожарная профилактика

5.2 Возможные неполадки в работе установки

5.3 Аварийные случаи на установке.

5.4 Мероприятия по защите окружающей среды

Заключение

Список использованных источников

Технический углерод - один из древнейших химических продуктов в мире. Он производился промышленным путем древними египтянами и римлянами еще до нашей эры. В 3 веке н.э. китайцы производили высококачественную тушь на основе лампового технического углерода, который образовывался сжиганием масла под опрокинутыми керамическими чашами. Позднее технический углерод получали осаждением из коптящего пламени на поверхности плит из камня, металлических дисков, пластин, валков и, наконец на поверхности стальных каналов. Последнее и дало название «канальный технический углерод», процесс получения которого был запатентован в 1892 году.

Однако в то время технический углерод использовался в резине только как красящий агент, а не как усиливающий компонент. Открытие явления усиления резины техническим углеродом совершило революцию в резиновой и особенно шинной промышленности. Событие это произошло в Англии, когда англичанин Моут обнаружил существенное усиление прочностных свойств при введении им в резиновую смесь большего количества техуглерода, чем вводилось для окрашивания резины. С тех пор технический углерод заменил окись цинка в качестве основного усиливающего компонента.

Термин «технический углерод» (сажа) обозначает отдельный класс в промышленных углеродных продуктах. Углерод в нем находится в особой форме (модификации), которая в природных материалах не встречается. В природе известны две кристаллические модификации углерода - алмаз и графит, а среди углеродных соединений есть и аморфные (каменный уголь и др.). Технический углерод отличается высокой дисперсностью и тем, что образуется в газовой фазе при термоокислительном или термическом пиролизе углеводородного сырья, сопровождающемся разложением углеводородов на углерод и водород под действием высокой температуры. Процесс образования дисперсного углерода протекает в аппаратах, обеспечивающих получение соответствующих температурных и газодинамических условий, реакторах.

Сырьем для производства технического углерода служат жидкие продукты переработки нефти и каменноугольной смолы с молекулярным весом 150-400, выкипающие в пределах 170-500 °С. Плотность сырьевых компонентов и смесей колеблется в пределах 0,84-1,14 г/см3.

Из процессов переработки нефти в промышленных масштабах используют продукты термического и каталитического крекинга, пиролиза. Ароматизированные нефтяные фракции, не обладающие требуемым углеводородным составом, подвергаются дополнительной переработке с целью повышения в них наиболее ценных ароматических компонентов.

Термогазойль - газойлевая фракция (200-460 °С) термического крекинга газойлей каталитического крекинга и фенольных экстрактов масляных дистиллятов.

Тяжелый каталитический газойль является остаточной фракцией продуктов каталитического крекинга газойля прямой гонки, отбензиненной нефти, вакуумного дистиллята и легкого мазута прямой гонки.

Экстракты каталитического газойля получают из газойля каталитического крекинга на экстракционных установках. В качестве растворителей применяют сернистый ангидрид, фенол, фурфурол и др.

Термомасло получают путем повторного термического крекинга термогазойля. Иногда в процесс вовлекается (до 30% о-термогазойля) тяжелый газойль каталитического крекинга.

Тяжелую смолу пиролиза получают пиролизом бензин; на этиленовых производствах. Существуют технологии, когда тяжелую смолу пиролизную (ТСП) бензина смешивают с ТСП дизельного топлива с дальнейшей обработкой.

При коксовании каменного угля при 1000-1200 °С кроме основного продукта - кокса образуются каменноугольная смола (2-5 % массы угля) и другие компоненты. Дальнейшей переработкой каменноугольной смолы выделяют продукты, являющиеся высококачественным сырьем для производства технического углерода.

Антраценовая фракция и антраценовое масло получают дистилляцией каменноугольной смолы.

Пековые дистилляты производятся путем окисления и коксования каменноугольного пека.

Единое коксохимическое сырье получают смешением антраценового, легкосреднего и поглотительного масел с добавлением масляных дистиллятов и антраценовых фракций, являющихся продуктами переработки каменноугольной смолы.

Каждый из перечисленных видов сырья представляет собой сложную многокомпонентную и относительно высококипящую смесь. Компоненты при укрупненном описании состава и свойств сырья группируют по признакам сходного химического строения. Именно от состава, в первую очередь, зависят технологические свойства сырьевых смесей, используемых в производстве технического углерода, и качество получаемого продукта.

Целью данного проекта является разработка установки получения технического углерода полуактивных марок производительностью 22250 кг/ч по сырью.