рефераты скачать
 
Главная | Карта сайта
рефераты скачать
РАЗДЕЛЫ

рефераты скачать
ПАРТНЕРЫ

рефераты скачать
АЛФАВИТ
... А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

рефераты скачать
ПОИСК
Введите фамилию автора:


Курсовая работа: Характеристика основных факторов и методов мотивации персонала, и установление их влияния на работу коллектива отдельного предприятия

Давление в реакторе поз.1 поддерживается на заданном уровне путем изменения степени открытия клапана, установленного на линии подачи свежего этилена. При превышении давления избыток газа сбрасывается через клапан на факел.

Для контроля температуры по всей высоте реактора поз.1 предусмотрены датчики температуры, регистрирующие температуру зон на многоточечном самописце. Предусмотрены также термокарманы для проведения контрольных замеров температуры в различных точках реактора. Для охлаждения циркуляционного газа на линии нагнетания компрессора поз.10 предусмотрен воздушный холодильник поз.4, имеющий шесть вентиляторов: три на стороне входа газа, три на стороне выхода газа. Вентиляторы, установленные на входе, имеют постоянный угол наклона лопастей у вентиляторов, установленных на выходе, угол наклона лопастей изменяется.

Производительность реактора регулируется количеством подаваемого катализатора путем изменения скорости вращения ротора питателя поз.6.

Охлажденный до температуры не более 112°С циркуляционный газ после введения в него необходимых количеств водорода смешивается со свежим этиленом и поступает в реактор поз.1.

Процесс полимеризации идет при температуре 90-112°С, давлении не более 19 кгс/см2, расходе циркуляционного газа 400000-640000 кг/ч и высоте псевдоожиженного слоя не более 12,0 м. Для предотвращения забивки порошком полиэтилена предусмотрена постоянная продувка свежим этиленом линии выгрузки порошка из реактора, линии ввода катализатора в реактор, штуцера предохранительного клапана, штуцера факельной линии реактора, штуцеров ввода азотнокислородной смеси в реактор.

Технологической схемой предусмотрена подача в реакторную систему азота высокого давления для опрессовки и продувки после ремонта.

2.3.2 Узел подачи катализатора

Катализатор из емкости поз.11, находящейся в отделении приготовления катализаторов, пневмотранспортом подается в резервуар для катализатора поз.5. Количество поданного катализатора контролируется по весам поз.12. На каждую технологическую нитку предусмотрены два резервуара поз.5. Катализатор из резервуара поз.5 просеивается через сетку и поступает в питатель поз.6, состоящий из бункера и роторного дозатора. Катализатор после дозатора поступает в секцию подхвата и потоком азота высокой чистоты с расходом не менее 5 кг/ч и давлением не более 31 кгс/см2 подается в реактор поз.1. Технологической схемой предусмотрена возможность возврата катализатора из резервуара поз.5 и питателя поз.6 в емкость поз.11. Возврат катализатора производится при остановке питателя на ремонт. Также возврат катализатора производится в случае неактивного катализатора и при переходе с одного типа катализатора на другой.

2.3.3 Узел выгрузки продукта

Выгрузка продукта из реактора поз.1 производится периодически, при этом часть псевдоожиженного слоя порошка выгружается в одну из двух емкостей для выгрузки продукта поз.2 объемом 4,2 м3 каждая.

За один цикл выгрузки в емкость для выгрузки продукта поз.2 поступает от 900 до 1200 кг порошка и 65 ¸ 70 кг циркуляционного газа. Количество выгруженного порошка зависит от насыпной плотности порошка и от остаточного давления в емкости для выгрузки продукта. Из емкости поз.2 - 90% газа через металлокерамический фильтр поз.7 сдувается в уравнительные емкости поз.9 или на факел. Очистка фильтра поз.7 проводится обратным потоком газа при выгрузке порошка из емкости поз.2 в продувочную емкость. После снижения давления в емкости поз.2 до 5 кгс/см2 порошок выгружается в продувочную емкость поз.3, при этом газ, поступающий с порошком, сбрасывается на факел через рукавный фильтр поз.8. Рукавный фильтр поз.8, имеющий 36 цилиндрических войлочных элементов, защищает коллектор факела от попадания в него порошка. Выгрузка порошка из продувочной емкости осуществляется роторным питателем поз.13 в линию пневмотранспорта к силосам поз.14 отделения хранения порошка. Из любой технологической линии порошок направляется в любой из 16 силосов, а также в реакторы поз.1 при помощи направляющихся клапанов поз.15, 16, 17. Транспортировка порошка производится азотом с помощью газодувок поз.18. Транспортирующий азот из силосов поз.14 проходит через фильтры поз.19, холодильники поз.20 и поступает на всос газодувки поз.18.

Уравнительные емкости поз.9, установленные на линии сдувки этилена из емкости для выгрузки продукта поз.2, объемом 100 м3 каждая предназначены для сглаживания пульсаций при периодической выгрузке порошка из реактора поз.1. Давление в уравнительной емкости поз.9 (3 кгс/см2) поддерживается путем изменения степени открытия клапана на линии сброса сдувочного газа на факел.

2.3.4 Узел подавления реакции

Подавление процесса полимеризации необходимо в случаях, связанных с увеличением температуры процесса полимеризации, т.к. при этом происходит размягчение (спекание) порошка полиэтилена, образование кома, листов и т.д. Образовавшийся ком вызывает нарушение псевдоожижения и, как следствие, нарушение съема тепла потоком циркуляционного газа. Этот процесс идет до образования сплошного монолита во всем объеме реактора.

Температура размягчения порошка полиэтилена лежит в интервале 120-130°С. В аварийных ситуациях (при повышении температуры в реакторе на 5°С выше заданной, при низком расходе циркуляционного газа, остановке циркуляционного компрессора поз.10) в реакторную систему вводится для подавления реакции полимеризации каталитический яд - азотнокислородная смесь.

Реакторный узел снабжен восемью баллонами объемом 40 л каждый. При повышении температуры в реакторе выше, чем на 5°С от заданной, каталитический яд вводится вниз реактора и распределяется по всему слою порошка вместе с потоком циркуляционного газа.

2.3.5 Термическое обезвреживание газоотходов

Факельная установка служит для сжигания газообразных отходов, поступающих из различных отделений цеха. В состав факельных газов входят следующие компоненты: этилен, водород, азот, изопентан, б-бутилен, пропилен, четыреххлористый углерод, толуол, гептан. Температура газов, сбрасываемых на факел, не более 130єС. Факельные газы проходят через сепараторы, где отделяются от углеводородного конденсата (в основном изопентана) и от уносимого вместе с газом порошка полиэтилена. Из сепараторов жидкие углеводороды периодически перекачиваются насосами на печь сжигания. Жидкость, сконденсированная в молекулярном затворе по трубопроводу с теплоспутником отводиться на всас насосов. Факельные газы поступают в ствол, проходят через затвор и сжигаются на выходе из ствола факела.

Для обеспечения бездымного горения в пламя впрыскивают через форсунки водяной пар с давлением не менее 1,0 МПа. При залповых выбросах газов на факел до 1665000 кг/час происходит неполное сгорание углеводородов.

Для исключения проникновения воздуха в факельный ствол и образования в нем взрывоопасных смесей в нижнюю часть подается топливный газ. Обеспечение непрерывного сгорания газов осуществляется дежурными горелками, которые зажигаются от генератора пламени. Топливный газ и сжатый воздух проходят через редукторы и, смешиваясь в смесителе генератора, образуют горючую смесь, которая воспламеняется электрической свечой.

Из генератора пламя по трем трубопроводам поступает к трем дежурным горелкам.

2.4 Теоретические основы производства [1,2,4]

Полиэтилен низкого давления (НД) получают полимеризацией этилена в газовой фазе при давлении 2,2 МПа и температуре 100—105°С в присутствии хроморганических катализаторов на силикатных носителях. Наибольшее распространение получила каталитическая система: хромоцен – дициклопентадиенилхромат нанесенный на активированный силикагель.

CH ═ CH CH ═ CH

CH – Cr – CH

CH ═ CH CH ═ CH

Активность катализатора в процессе полимеризации определяется чистотой хроморганических компонентов, удельной поверхностью носителя, объемом пор и их средним диаметром, а также температурой дегидратации носителя и условиями взаимодействия хроморганического соединения с носителем.

Хромоцен приобретает активность в результате хемосорбции на силикагеле. Рост полимерной цепи происходит по связи согласно общепринятому механизму Циглера-Натта.

Каталитическая активность бис (трифенилсилил) хромата, нанесенного на SiO2, значительно возрастает при обработке его алкилалюминием, например диэтилалюминийэтоксидом [A1(C2H5)2OC2H5].

Технологический процесс состоит из стадий очистки газов, приготовления катализатора, полимеризации этилена, компаундирования (стабилизации и грануляции), расфасовки и упаковки готового продукта.

Тонкая очистка этилена и других газов проводится для предотвращения отравления катализатора и получения полиэтилена с заданными свойствами. Приготовление катализатора включает активацию силикатного носителя, получение хроморганических компонентов (хромацена и силилхромата), нанесение 6% хромацена и 6% силилхромата на активированный носитель — силикагель. Процесс осуществляется в среде изопентана.

От условий проведения активации силикагеля зависит содержание в нем гидроксильных групп, за счет взаимодействия с которыми образуется химическая связь хромоцена с носителем. Для предотвращения образования циклических структур содержание гидроксильных групп в носителе должно быть минимальным. Это достигается дегидратацией силикагеля при высоких температурах (600—800 °С). Активацию силикагеля-носителя при высоких температурах проводят в кипящем слое, создаваемом осушенным воздухом с последующей заменой воздуха азотом. Активированный силикагель получают в виде порошка.

При получении хромацена сначала синтезируют циклопентадиенил натрия путем взаимодействия циклопентадиена с металлическим натрием в среде осушенного тетрагидрофурана при 5-10°С и отдувкой выделяющегося водорода азотом. Затем при 40°С в реактор вводят трихлорид хрома. При повышении температуры до 60°С образуется хромоцен. Далее проводят замещение тетрагидрофурана на толуол (подачей в зону реакции осушенного толуола). Содержимое реактора охлаждают до 30 °С. Жидкий 5%-ный раствор хромоцена поступает в отделение нанесения хромоцена на силикатный носитель.

Силилхромат получают взаимодействием трифенилсиланола и триоксида хрома при 60 °С в среде тетрахлорида углерода в присутствии сульфата магния для поглощения выделяющейся воды. Реакционную массу фильтруют для отделения непрореагировавшего триоксида хрома магния.

Для кристаллизации силилхромата содержимое реактора упаривают и при 70°С растворяют в гептане. При охлаждении раствора до 36°С выпадают кристаллы силилхромата, которые высушивают при 60°С и подвергают дроблению для получения порошка.

Для нанесения хроморганических компонентов на силикатный носитель, активированный диоксид кремния подают в смеситель, в который дозируют очищенный изопентан, силилхромат и раствор диэтилалюминийэтоксида в изопентане либо раствор хромоцена и тетрагидрофуран. Очищенный и высушенный катализатор в виде порошка выгружают в емкость, из которой пневмотранспортом передают в реактор полимеризации.

Применение хроморганических катализаторов позволяет получать полиэтилен с плотностью 940-965кг/м3 как с узким, так и широким молекулярно-массовым распределением, который перерабатывается в изделия всеми существующими способами.

Полимеризация протекает по ионно-координационному механизму.

Рост цепи осуществляется по связи катализатор-углерод.

- СН2-СН2-Кт + п(С2 Н4) → (С2 Н4)п-СН2-СН2-Кт, где

Кт-катализатор

Обрыв цепи осуществляется за счет переноса реакции к водороду, а так же мономеру или сополимеру.

- (С2 Н4)п-СН2-СН2-Кт + Н2 → (С2Н4)п-СН2-СН3 + Кт-Н

- (С2 Н4)п-СН2-СН2-Кт + СН2=СН2 → (С2 Н4)-СН=СН2 + Кт-СН2-СН3

Для получения гомополимера газофазным методом применяют катализатор «S-9» (хромоцен на силикагеле).

Катализатор "S-9" применяется для получения гомополимера. Показатель текучести расплава (ПТР) гомополимера этилена регулируется изменением соотношения водород/этилен. При увеличении соотношения увеличивается ПТР, плотность, отношение потоков расплава (КСС).

При увеличении содержания хрома в катализаторе ПТР так же возрастает, поэтому при замене катализатора с низким содержанием хрома на катализатор с более высокой концентрацией хрома необходимо заблаговременно начать понижать концентрацию водорода в циркуляционном газе.

Получаемый полимер на катализаторе "S-9" имеет узкий разброс ММР.


2.5 Расчет материального баланса процесса производства полиэтилена марки 276

Концентрация реагентов в процессе получения полиэтилена марки 276 приведена в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Концентрация реагентов в процессе получения полиэтилена марки 276.

Наименование Концентрация, %(масс.)
Этилен и азот 99,81
Водород 0,03
Катализатор 0,03
Азот транспортировочный 0,13
Итого 100

Схема материальных потоков представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 Схема материальных потоков

1 стадия –полимеризация; 2 стадия –выгрузка продукта 1-я стадия; 3 стадия – выгрузка продукта 2-я стадия; В – водород; В=0,32 кг; К – катализатор; К=0,32 кг; А – азот; А=1,38 кг; П1-П3 – потери на соответствующих стадиях; П1=1,4; П2=3%; П3=1,55%; Пр1-Пр3 – продукты на соответствующих стадиях; Пр3 готовый продукт; Пр3=1000 кг;

Расчет ведем с последней стадии

3 стадия.

Количество продукта полученного на второй стадии находим по формуле

Пр3 = Пр3 + П3; 100% = Пр3 + 1,55%, отсюда следует что

Пр3 = 98,45%;

Пр3 = 1000 кг;

} П3 = 15,74 кг;

Пр2 = 1000 + 15,74 = 1015,74 кг;

2 стадия

Количество продукта полученного на первой стадии находим по формуле

Пр1 = Пр2 + П2;

100% = Пр3 + 3%, отсюда следует что

Пр2 = 97%;

Пр2 = 1015,74;

} П2 = 31,41 кг;

Пр1 = 1015,74+31,41 = 1047,15 кг;

2 стадия

Количество этилена и азота находим по формуле

А + Э = Пр1-В-К-А + П1;

А + Э = 1047,15 - 0,32 - 0,32 - 1,38 + П1;

А + Э = 1045,13 + П1;

100% = 1045,13 + 1,4%;

} П1 = 14,84 кг;

А + Э = 1047,15 + 14,84 = 1059,97 кг;

Полученные результаты сведем в таблицу 2.4.

Таблица 2.4

Материальный баланс процесса получения полиэтилена в расчете на 1 тонну продукта

Приход кг/т Расход кг/т
Этилен и азот 1059,97 Продукт 1000
Водород 0,32 Потери
Катализатор 0,32 П1 14,84
Азот транспортировочный 1,38 П2 31,41
П3 15,74
ИТОГО 1061,99 ИТОГО 1061,99

2.6 Расчет количества сырья необходимого для выполнения суточной, часовой, годовой программ и расчет количества оборудования [6]

Цель расчета - определить количество сырья необходимого для выполнения суточной, часовой, годовой программ и определить необходимое количество оборудования для производства полиэтилена марки 276.

Исходные данные [2]

Годовая производительность цеха = 198000 тонн/год;

Производительность реактора = 8770 кг/час = 8,77 тонн/час;

Треж – режимный фонд времени = 7600 часов = 317 дней;

Трем = 400 часов = 17 дней;

Расчет количества сырья необходимого для выполнения суточной, часовой и годовой программ

Найдем суточную производительность цеха по формуле

, тонн/сутки;

N – годовая производительность цеха;

Треж – режимный фонд времени;

тонн/сутки;

Суточный расход сырья, используемого для получения полиэтилена марки 276.

Этилен = 615,14*1,06 = 652,0484 тонн/сутки;

Водород = 615,14*0.00032 = 0,197 тонн/сутки;

Катализатор = 615,14*0.00032 =0,197 тонн/сутки;

Часовой расход сырья, используемого для получения полиэтилена марки 276.

Этилен = 652,0484/24 =27,17 тонн/час;

Водород = 0,197/24 =0,0082 тонн/час;

Катализатор = 0.197/24 = 0.0082 тонн/час;

Годовой расход сырья, используемого для получения полиэтилена марки 276.

Этилен = 198000*1,06 = 206700 тонн/год;

Водород = 198000*0.00032 = 62,4 тонн/год;

Катализатор = 198000*0.00032 = 62,4 тонн/год;

Результаты расчета сведем в таблицу 2.5

Таблица 2.5

Наименование веществ Расход, тонн
В сутки В час В год
Этилен 652,0484 27,17 206700
Водород 0,197 0,0082 62,4
Катализатор 0,197 0,0082 62,4

Расчет количества оборудования

Определим необходимое количество реакторов для производства полиэтилена марки 276 по формуле

, шт. [6 c.37];

Gс – суточная производительность цеха по полиэтилену марки 276, тонн/сутки;

Gр – суточная производительность реактора, тонн/час;

шт.;

или находим необходимое количество реакторов по другой формуле

, шт. [6 c.37];

Q – коэффициент, показывающий какое количество сырья проходит через данную стадию;

Gс – суточная производительность цеха, кг/сутки;

К - коэффициент использования оборудования

ссм – плотность смеси веществ в аппарате, кг/м3;

Va – объем аппарата, м3;

ц – коэффициент заполнения аппарата;

Найдем коэффициент использования оборудования определяем по формуле

 [6 с.37];

;

Va = 540 м3 [2];

Q = 1, т.к. все сырье загружается в реактор;

ц = 1, т.к. в качестве сырья используется газ;

Определим плотность смеси веществ в реакторе.

В реакторе находиться смесь состоящая на 99% из этилена, поэтому плотность смеси это плотность этилена.

Плотность смеси рассчитываем по формуле

, кг/м3 [6 с-13];

Р – давление, Па;

М – молекулярная масса, кг/моль;

R – универсальная газовая постоянная;

T – температура, К;

Р = 20*105Па;

М = 28*10-3кг/моль;

R = 8,314 Дж/(кмоль*К);

T = 308 К;

кг/м3;

шт.;

Для производства полиэтилена марки 276 необходим один реактор.

Определим необходимое количество питателей для катализатора.

Q =0,053;

ссм = скат-ра = 320 кг/м3;

Va = 0.8 м3;

ц = 0,95;

Подставляем необходимые значения в формулу и определяем количество питателей для катализатора.

шт.;

Для производства полиэтилена марки 276 необходимо два питателя для катализатора.

Определим необходимое количество емкостей для выгрузки продукта по формуле подставив туда необходимые данные.

Q = 0,85;

ссм = сПЭ = 963 кг/м3;

Va = 4,2 м3;

ц = 0,95;

шт.;

Для производства полиэтилена марки 276 необходимо две емкости для выгрузки продукта.

2.7 Тепловой расчет [7]

Цель: Определить количество подводимого тепла, а также рассчитать необходимую поверхность теплообмена холодильника.

Исходные данные для расчета:

Количество исходных газов (этилен и бутен-1), поступающих в реактор складывается из следующих значений: mэт = 260000 кг/ч = 72,22 кг/с и mбут = 6240 кг/ч = 1,73 кг/с, количество их на выходе из реактора с учетом пошедших газов на получение полиэтилена (см. материальный баланс):

mэт = 65,50 кг/с; mбут = 1,597 кг/с.

Тепловой баланс процесса полимеризации имеет следующий вид:

Q1 = Q2 + Q3 + Qпот – Q4 ,

где Q1– количество тепла, подводимое с циркуляционным газом, кДж/с;

Q2– количество тепла, уходящее с полиэтиленом при выгрузке, кДж/с;

Q3– количество тепла, уносимое с циркуляционным газом, кДж/с;

Q4 – тепловой эффект реакции, кДж/с;

Qпот – потери тепла в окружающую среду, кДж/с.

Количество тепла, приходящее с циркуляционным газом, определяется формуле:

Q1 = ∑Gi•Ci•tЦГ ,

где Gi - секундный расход газов, входящих в циркуляционный газ:

Gэт = 72,22кг/с – секундный расход этилена;

Gбут = 1,73кг/с – секундный расход бутена-1;

Ci – теплоемкость газов:

Сэт = 1,92 кДж/кг•град – этилена;

Сбут = 1,90 кДж/кг•град – бутена-1;

tЦГ = 363 К – температура циркуляционного газа на входе в реактор.

Количество тепла, приходящее с этиленом:

Q3 эт = 72,22• 1,92 •363 = 50334,45 кДж/сек,

с бутеном: Q3 бут-1 = 1,73• 1,90• 363 = 1193,20 кДж/сек

Всего газом приходит:

Q3 = Q3 эт + Q3 бут-1 = 51527,63 кДж/сек

Количество тепла, уходящего в окружающую среду Qпот принимаем равным 3% от теплового эффекта реакции [6]:

Qпот =3% • Q4

Тогда тепловой баланс приобретает следующий вид:

Q1 = Q2 + Q3 – 0,97Q4

Тепловой эффект реакции определяется по формуле [8]:

Q4 = Gпэ •qР ,

где Gпэ = 6,85кг/сек – секундная производительность по полиэтилену;

qР = 345 кДж/кг – тепловой эффект реакции полимеризации [2].

Q4 = 6,85•345 = 2363,25 кДж/с

Qпот = 0,03 •2363,25 = 70, 9 кДж/сек

Количество тепла, уходящее с полиэтиленом при выгрузке определяется [4], пренебрегая количеством тепла, уносимым порошком вместе с газом, т.к. его количество очень мало:

Q2 = Gпэ•Cпэ•tпэ ,

где Gпэ = 6,85 кг/с – секундная производительность по полиэтилену;

Cпэ = 2,01 кДж/кг•град – теплоемкость порошка полиэтилена [9];

tпэ – температура выгружаемого порошка полиэтилена

Q2 = 6,85•2,01•373 = 5135,65 кДж/с.

Количество тепла, уносимое с циркуляционным газом, также определяется формулой:

Q3 = ∑Gi•Ci•tЦГ ,

где Gi - секундный расход газов, входящих в циркуляционный газ:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8


рефераты скачать
НОВОСТИ рефераты скачать
рефераты скачать
ВХОД рефераты скачать
Логин:
Пароль:
регистрация
забыли пароль?

рефераты скачать    
рефераты скачать
ТЕГИ рефераты скачать

Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, рефераты на тему, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое.


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.