Осушка газа методом абсорбции

Осушка газа методом абсорбции

Введение

Казахстан обладает огромными запасами природных и особенно энергетических ресурсов. На территории нашей страны есть месторождения нефти и газа которые выводят нас в первую десятку нефтяных стран. В Казахстане также есть крупные запасы угля, урана, золота и других ценных минералов. У нас большой потенциал использования солнечной и ветровой энергии. Аналогичным образом отсутствует необходимых коммуникаций для экспорта нефти и газа на международные рынки резко уменьшая нашу возможность получать большие средства для реализации наших планов развития. Стратегия использования ресурсов будет включать в себе следующее: мы заключим долгосрочные партнерство с главным между народными нефтяными компаниями, привлечение лучших международных технологий и крупного капитала, чтобы быстро и эффективно использовать наши запасы. Мы ищем партнерство на долгосрочную перспективу чьи задачи совпадают с нашими. В использовании наших природных ресурсов и отвечающих интересам Казахстана, создание системы трубопроводов для экспорта нефти и газа. Только большое количество независимых экспортных маршрутов может предотвратить нашу зависимость от одного соседа и монопольную ценовую зависимость от одного потребителя. Наша стратегия по использованию топливных ресурсов направлена на привлечение интересов крупных стран мирового сообщества к Казахстану и его роли в качестве мирового поставщика топлива.

В этом случае компании и страны которые будут инвестировать в развитие нашего нефтегазового бизнеса включает США, Россию, Китай, Японию, государства Западной Европы. Экономические интересы этих стран и компаний в экспорте наших ресурсов на регулярной и стабильной основе будут способствовать развитию независимого и процветающего Казахстана [1].

Большинство из нефтегазовых месторождений открыты в западном регионе Казахстана и Прикаспийского бассейна - Тенгиз, Кашаган, Карачаганак и другие. Открытое в 1979 г., Тенгизское месторождение находится на юге обширного Прикаспийского бассейна. Тенгизское месторождение - одно из крупнейших и глубоких из открытых в мире за последние 15 лет. По расчетам на данный момент оно содержит более 3 млрд. тонн (23,6 млрд. бареллей) нефти в пласте. Кроме того, 1800 м3 (64 трилл. куб. футов) попутного газа, что позволяет назвать Тенгиз «жемчужиной» Казахстана.

В отличие от многих стран Казахстан для развития многих отраслей нефтехимической промышленности располагает собственной сырьевой базой, включая природные и попутные газы, газообразные и жидкие углеводороды, получаемые при разгонке, крекинге нефти и т.д.

Отечественная газопереработка реализована, в основном, в варианте извлечения углеводородов С1-С4 и элементарной серы. Однако углеводородный газ требует особого внимания как огромный источник углеводородного сырья, способный качественно повысить эффективность народно-хозяйственного комплекса.

Высокая эффективность применения нефтяного газа в процессах, нефтехимического и органического синтеза активно направляет работы по совершенствованию техники промысловой и заводской переработки минерального сырья.

Углеводородная схема нефтехимического производства способна в более сжатые сроки и с меньшими затратами реализовать программу удовлетворения потребности в базовых полиолефинах (полимеры и сополимеры этилена и пропилена) и других производные С2 и С3.

Нефтяные газы, безусловно, представляют интерес как дополнительный источник энергии для обеспечения возрастающей потребности народного хозяйства Республики в топливах и нефтехимическом сырье.

Существующие в настоящее время некоторые из газоперерабатывающих заводов находятся в состоянии физической и моральной устарелости и требует коренной модернизации. Повышение качества и производительности переработки углеводородных газов - необходимое условие тенденции мировой нефте- и газоперерабатывающей промышленности.

Настоящий дипломный проект посвящается возможности решения одной из проблем, имеющих важное и актуальное значение в мировой нефтеперерабатывающей промышленности. Данное решение заключает в себе такие направления, как улучшение функционирования и увеличение производительности установок газоперерабатывающего завода РК, что обеспечит наиболее высокий экономический результат производства.

1. Литературный обзор

.1 История развития проектируемого процесса

Осушка заводских газов требуется не всегда. Как правило, ее применяют в тех случаях, когда газ подвергается последующей низкотемпературной ректификации или направляется непосредственно для каталитической переработке на установку чувствительным к влаге катализаторам.

При низких температурах ректификации (до -1000С) водный конденсат будет выпадать даже при небольшой влажности газа. Так для одного образца углеводородного газа, находящегося под давлением 7атм., при содержании воды 2г/м3 точка росы была около 140С, а при содержании воды 0,17г/м3 - всего -200С, т.е. при температурах ниже -200С, газ должен был содержать влаги менее 0,17г/м3. Повышение давления также вызывает необходимость более глубокой осушки, так как способствует повышению точки росы, например для того газа при увеличении абсолютного давления с 7 до 35 атм., точка росы повышается с 14 до 390С, а при температуре 140С и абсолютном давлении 35атм. максимально допустимое влагосодержание составляет всего 0,5г/м3.

Степень осушки газа определяется не только возможностью конденсации воды, но и образованием гидратов газа. Гидраты представляют собой комплексные соединения молекул газа с водой. Известны гидраты метана СН4∙6Н2О, этана С2Н6∙6Н2О и другие.

По внешнему виду гидраты - объемистые кристаллические образования, в зависимости от состава белые или прозрачные как лед. Гидраты нестабильны и при изменении температуры или давления легко разлагаются на газ и воду.

Характерно, что гидраты способны образовывать только при повышенных давлениях и при температуре выше нуля, причем более тяжелые углеводороды образуют гидраты легче, чем низкомолекулярные. Так, метан способен образовывать гидрат при температуре 15,50С и давлении 100атм., этан при этой же температуре образует гидрат под давлением всего около 25атм. Гидраты могут существовать только при наличии избыточной влаги в газе, т.е. когда парциальное давление паров воды в газовой фазе больше давления паров гидрата.

Таким образом, содержание в газе влаги должно соответствовать такой точке росы, при которой давление насыщенного водяного пара меньше давления паров гидрата при температуре среды. Нефтезаводские газы осушают при помощи жидких и твердых реагентов.

Наиболее распространенными из жидких осушителей являются этиленгликоли - ди- и триэтиленгликоли, представляющие собой двух атомные спирты. Диэтиленгликоль С2Н4(ОН)-О-С2Н4(ОН)- бесцветная жидкость с температурой кипения 244,50С, плотностью Р420=1,117 и температурой замерзания -650С, он полностью растворим в воде конкретным примером использования процесса осушки газа диэтиленгликолем являются соответствующие инсталляции на установках каталитического риформинга. Концентрация диэтиленгликоля в растворе составляет 95-97%. Циркулирующий водородсодержащий газ очищают от сероводорода моноэтаноламином и затем осушают диэтиленгликолем. Сероводород и влага поглощаются под давлением циркуляционного газа.

Однако в основном диэтиленгликоль в качестве обезвоживающего агента применяют при осушке природных газов. Иногда проводят совместное обезвоживание и очистку от сероводорода смешанными растворами этаноламинов и диэтиленгликоля. Обязательно предварительная осушка газов пиролиза, которые подвергаются низкотемпературной ректификации, однако жидкие поглотители при обработке газа в условиях температур 20-250С не могут снизить точку росы газа ниже -150С. Для более полного удаления влаги используют адсорбенты.

Иногда применяются комбинированная осушка газа. Вначале жидким поглотителем, а затем твердыми адсорбентом. В качестве адсорбентов применяют окись алюминия, а также низкомолекулярные сита. Сопоставление молекулярных сит с другими видами адсорбентов показало их несомненное преимущества. По глубине осушки молекулярные сита превосходят другие виды адсорбентов примерно в 3 раза. Правильный выбор диаметра под адсорбента позволяет достигнуть высокой селективности в поглощении влаги. Молекулярные сита обладают избирательными свойствами по отношению к полярным соединениям, в частности к воде.

Конечное содержание влаги в газе может составлять менее 0,001%, и точка рос газов составляет от 75 до -1000С, из других достоинств молекулярных сит следует назвать из значительную адсорбционную емкость, которая позволяет увеличить цикл работы адсорбента или обеспечивает повышенную пропускную способность адсорбера.

Показано преимущества молекулярных сит перед окисью алюминия приметительно к осушке циркуляционного газа риформинга. На одной из установок риформинга количество влаги в водородсодержащем газе было доведено до 1∙10-4% осушка адсорбентами газов содержащих непредельные углеводороды, осложняется возможностью частичной полимеризации этих компонентов. Применительно к пиро-газу исключительно большое значение имеет предварительное отделение углеводородов С4 и С5, состоящих частично из полиолефинов, которые наиболее легко полимеризуются. Содержание в пирогазе 3-5 мас.% углеводородов С5 приводит к быстрой потере активности адсорбента при снижении температуры адсорбции полимеризация ослабляется и срок службы адсорбента увеличивается. Значительные затруднения в процессе осушки газа риформинга вызывает наличие в нем следов кислотных компонентов, быстро дезактивирующих адсорбент.

Для предотвращения этого давления был разработан специальный тип кислотоупорных молекулярных сит при использовании твердого осушителя его погружают в вертикальные колонны-адсорберы [2].

При изучении процессов осушки газов мы уже встречались с термином абсорбция, под которым понимается поглощение газов или паров из газовых смесей жидкими поглотителями, называемыми абсорентами.

Процесс абсорбции является избирательным и обратимым. Каждый абсорбент обладает способностью поглощать одни компоненты газовой смеси, тогда как другие поглощаются незначительно или вовсе не поглощаются, движущей силой процесса абсорбции является различенные в парциальном давлении поглощаемого компонента в газе и жидкости.

Чем больше разность парциальных давлений компонента в газе и жидкости, тем интенсивнее поглощение. При уменьшении этой разности поглощение компонента идет менее интенсивно и совсем прекращается, когда парциальное давление компонента в газе и жидкости станут одинаковыми и между фазами установится состояние термодинамического равновесия.

Если же парциальное давление компонента в жидкой фазе больше, чем в газовой, то происходит процесс, обратный абсорбции. При абсорбции поглощенный компонент переходит из жидкой фазы в паровую.

Процесс абсорбции широко применяется в химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в газовой промышленности он используется при разделении, осушке углеводородных газов. Абсорбционный способ извлечения из нефтяных и природных газов газового бензина, а также пропана и бутанов - один из самых распространенных и экономичных [3].

Газы нефтяных месторождений называются попутными нефтяными газами. Эти газы растворены в нефти и выделяются из нее при выходе на поверхность. Состав нефтяных попутных газов резко отличается от сухих значительным содержанием этана, пропана, бутанов и высших углеводородов (в сумме до 50%).

Поэтому они получили название жирных, или богатых газов. Из этих газов получается самый легкий газовый бензин, который является необходимой добавкой и товарным бензином, а также сжатые жидкие газы в качестве горючего. Этан, пропан и бутаны после разделения служат исходным сырьем для нефтехимической промышленности.

По мере роста использования и развития химической технологии переработки углеводородного сырья увеличивается и доля сернистых и высокосернистых нефти в общей их добыче и переработке, и это явилось общей тенденцией мирового развития. Переработка их - одна из важнейших проблем нефтяной промышленности.

1.2 Теоретические основы проектируемого процесса

Абсорбцией называют процесс поглощения газа жидким поглотителем, в котором газ растворим в той или иной степени. Принцип очистки состоит в том, что при невысоких температурах происходит поглощение воды с образованием нестойкого химического соединения, а при повышении температуры раствора это соединение разлагается и абсорбент при этом регенерируется. Обратный процесс - выделение растворенной воды из раствора - носит название десорбции.

В абсорбционных процессах (абсорбция, десорбция) участвуют две фазы - жидкая и газовая и происходит переход вещества из газовой фазы в жидкую (при абсорбции) или, наоборот, из жидкой фазы в газовую (при десорбции). Таким образом, абсорбционные процессы являются одним из видов процессов массопередачи.

На практике абсорбции подвергают большей частью не отдельные газы, а газовые смеси, составные части которых (одна или несколько) могут поглощаться данным поглотителем в заметных количествах. Эти составные части называют абсорбируемыми компонентами или просто компонентами, а непоглощаемые составные части - инертным газом.

Жидкая фаза состоит из поглотителя и абсорбированного компонента. Во многих случаях поглотитель представляет собой раствор активного компонента, вступающего в химическую реакцию с абсорбируемым компонентом; при этом вещество, в котором растворен активный компонент, будем называть растворителем.

Инертный газ и поглотитель являются носителями компонента соответственно в газовой и жидкой фазах. При физической абсорбции инертный газ и поглотитель не расходуются и не участвуют в процессах перехода компонента из одной фазы в другую. При хемосорбции поглотитель может химически взаимодействовать с компонентом.

Протекание абсорбционных процессов характеризуется их статикой и кинетикой.

Статика абсорбции, т. е. равновесие между жидкой и газовой фазами, определяет состояние, которое устанавливается при весьма продолжительном соприкосновении фаз. Равновесие между фазами определяется термодинамическими свойствами компонента и поглотителя и зависит от состава одной из фаз, температуры и давления.

Кинетика абсорбции, т. е. скорость процесса массообмена, определяется движущей силой процесса (т. е. степенью отклонения системы от равновесного состояния), свойствами поглотителя, компонента и инертного газа, а также способом соприкосновения фаз (устройством абсорбционного аппарата и гидродинамическим режимом его работы). В абсорбционных аппаратах движущая сила, как правило, изменяется по их длине и зависит от характера взаимного движения фаз (противоток, прямоток, перекрестный ток и т. д.). При этом возможно осуществление непрерывного или ступенчатого контакта. В абсорберах с непрерывным контактом характер движения фаз не меняется по длине аппарата и изменение движущей силы происходит непрерывно. Абсорберы со ступенчатым контактом состоят из нескольких ступеней, последовательно соединенных по газу и жидкости, причем при переходе из ступени в ступень происходит скачкообразное изменение движений силы.

Различают физическую абсорбцию и хемосорбцию. При физической абсорбции растворение газа не сопровождается химической реакцией (или, по крайней мере, эта реакция не оказывает заметного влияния на процесс). В данном случае над раствором существует более или менее значительное равновесное давление компонента и поглощение последнего происходит лишь до тех пор, пока его парциальное давление в газовой фазе выше равновесного давления над раствором. Полное извлечение компонента из газа при этом возможно только при противотоке и подаче в абсорбер чистого поглотителя, не содержащего компонента.

При хемосорбции (абсорбция, сопровождаемая химической реакцией) абсорбируемый компонент связывается в жидкой фазе в виде химического соединения. При необратимой реакции равновесное давление компонента над раствором ничтожно мало и возможно полное его поглощение. При обратимой реакции над раствором существует заметное давление компонента, хотя и меньшее, чем при физической абсорбции.

Промышленное проведение абсорбции может сочетаться или не сочетаться с десорбцией. Если десорбцию не производят, поглотитель используется однократно. При этом в результате абсорбции получают готовый продукт, полупродукт или, если абсорбция проводится с целью санитарной очистки газов, отбросный раствор, сливаемый (после обезвреживания) в канализацию.

Сочетание абсорбции с десорбцией позволяет многократно использовать поглотитель и выделять абсорбированный компонент в чистом виде. Для этого раствор после абсорбера направляют на десорбцию, где происходит выделение компонента, а регенерированный (освобожденный от компонента) раствор вновь возвращают на абсорбцию. При такой схеме (круговой процесс) поглотитель не расходуется, если не считать некоторых его потерь, и все время циркулирует через систему - абсорбер - десорбер - абсорбер.

В некоторых случаях (при наличии малоценного поглотителя) в процессе проведения десорбции отказываются от многократного применения поглотителя. При этом регенерированный в десорбере поглотитель сбрасывают в канализацию, а в абсорбер подают свежий поглотитель.

Условия, благоприятные для десорбции, противоположны условиям, способствующим абсорбции. Для осуществления десорбции над раствором должно быть заметное давление компонента, чтобы он мог выделяться в газовую фазу. Поглотители, абсорбция в которых сопровождается необратимой химической реакцией, не поддаются регенерации путем десорбции. Регенерацию таких поглотителей можно производить химическим методом.

Области применения абсорбционных процессов в химической и смежных отраслях промышленности весьма обширны. Некоторые из этих областей указаны ниже:

. Получение готового продукта путем поглощения газа жидкостью. Примерами могут служить: абсорбция S03 в производстве серной кислоты; абсорбция НCl с получением соляной кислоты; абсорбция окислов азота водой (производство азотной кислоты) или щелочными растворами (получение нитратов) и т. д. При этом абсорбция проводится без последующей десорбции.

. Разделение газовых смесей для выделения одного или нескольких ценных компонентов смеси. В этом случае применяемый поглотитель должен обладать возможно большей поглотительной способностью по отношению к извлекаемому компоненту и возможно меньшей по отношению к другим составным частям газовой смеси (избирательная, или селективная, абсорбция). При этом абсорбцию обычно сочетают с десорбцией в круговом процессе. В качестве примеров можно привести абсорбцию бензола из коксового газа, абсорбцию ацетилена из газов крекинга или пиролиза природного газа, абсорбцию бутадиена из контактного газа после разложения этилового спирта и т. п.

. Очистка газа от примесей вредных компонентов. Такая очистка осуществляется прежде всего с целью удаления кислых компонентов, состоящих в основном из сернистых соединений.

Коэффициенты массоотдачи определяют косвенными методами. Поэтому возникает вопрос: могут ли коэффициенты массоотдачи, найденные в некоторых «стандартных» условиях (например, при испарении чистой жидкости или при абсорбции плохо растворимого газа), служить основой для определения коэффициентов массопередачи в сложном процессе, когда играют роль сопротивления обеих фаз?

Прежде всего в «стандартные» коэффициенты массоотдачи должны быть внесены поправки, учитывающие различие в коэффициентах диффузии. Вычисленные по исправленным «стандартным» коэффициентам массоотдачи значения Кг сравниваются с опытными. Такое сравнение (проверка аддитивности) и дает ответ на поставленный вопрос.

Опыты показывают, что большей частью при указанном сравнении получается положительный ответ. Расхождения, обнаруженные в некоторых исследованиях, объясняются протеканием не учитываемой химической реакции, изменением активной поверхности контакта в насадочных колоннах при переходе от «стандартных» систем к исследуемому процессу или изменением условий перемешивания на барботажных тарелках.

Некоторые авторы пользуются только коэффициентами массопередачи, отказываясь от применения коэффициентов массоотдачи на том основании, что условия на границе раздела фаз не поддаются непосредственному измерению. Отказом от пользования коэффициентами массоотдачи предполагается избежать трудностей, связанных с косвенным определением этих коэффициентов по экспериментальным значениям коэффициентов массопередачи. Однако надо отметить, что уравнение массоотдачи является математическим выражением физического процесса, обусловленного существованием внутри фазы градиента концентраций. Уравнение же массопередачи, основанное на фиктивной концентрации у* (или х*), само по себе не выражает никакого физического процесса и используется как упрощающий расчетный прием. Это уравнение может быть получено лишь из уравнений массоотдачи и условий на границе раздела фаз. Если отказаться от рассмотрения этих условий, то нельзя получить уравнение массопередачи и оно становится чисто эмпирическим, причем Кг можно выразить в виде эмпирической функции соответствующих переменных, например Kr = f (Rer, Reж). Эту эмпирическую функцию можно найти лишь для какой-либо конкретной системы газ - жидкость и нельзя распространять на другие системы.

Такой путь менее плодотворен, чем получение обобщенных зависимостей на основе коэффициентов массоотдачи. Поэтому мы считаем допустимым применение зависимостей типа Kr = f (Rer, Reж) лишь в тех случаях, когда из-за недостатка экспериментального материала не могут быть найдены соответствующие зависимости для коэффициентов массоотдачи.

Протекание химической реакции в процессе абсорбции оказывает влияние как на равновесие между фазами, так и на кинетику абсорбции. В этом случае кинетика абсорбции определяется не только скоростью массообмена, но и кинетическими закономерностями реакции.

При протекании в жидкой фазе реакции между растворенным газообразным компонентом и поглотителем (или его активной составляющей) часть компонента переходит в связанное состояние и концентрация свободного компонента в жидкости понижается. Такое понижение приводит к увеличению концентрационного градиента и ускорению абсорбции в жидкой фазе по сравнению с физической абсорбцией. Это ускорение тем больше, чем выше скорость химической реакции, т. е. чем быстрее растворенные молекулы компонента переходят в связанное состояние.

Ускорение абсорбции при протекании химической реакции в жидкой фазе может быть учтено: увеличением коэффициента массоотдачи в жидкой фазе, если принимать движущую силу такой же, как при физической абсорбции; увеличением движущей силы, если принимать коэффициент массоотдачи таким же, как при физической абсорбции.

2. Технологический раздел

.1 Выбор метода производства

Вода является нежелательной примесью в углеводородных газах. В процессе переработки при сжатии или охлаждении газа, при наличии воды усиливается коррозия оборудования, образуются кристаллогидраты, забиваются трубопроводы и аппараты. Допустимое содержание влаги определяется технологией переработки газа и устанавливается отдельно в каждом случае.

Промышленные процессы осушки газов можно разделить на три группы: абсорбция гигроскопическими жидкостями, конденсация и вымораживание путем сжатия или охлаждения. Выбор метода осушки зависит от условий дальнейшей переработки углеводородного газа.

Вымораживание влаги из газовой смеси сочетают обычно с утилизацией холода технологического потока. Критерием эффективности осушки газа является точка росы, температура, до которой необходимо охладить газ при данном давлении, чтобы наступило его насыщение водяным паром или началась конденсация воды. Имеются графики, позволяющие определять точку росы исходного газа при разных давлениях вычислять количество воды, конденсирующейся по мере понижения температуры. Чем выше давления газа и больше его плотность, тем выше температура образования гидратов.

Зависимость давления водяного пара над осушительными растворами от температуры меняется примерно по тому же закону, как и над чистой водой. По этому эффективность любого осушенного газа и температурой контактирования. Эту величину называют депрессией точки росы. В широком интервале температур и давлений она остается постоянной для данных условий осушки, типа поглотителя, его концентрации интенсивности абсорбции.

Абсорбционные методы обычно применяют при депрессии точки росы 22-280С для сравнительного больших объемов газа при высокой давлении. Осушка на твердых поглотителях экономика при глубоком удалении влаги, до депрессии точки росы. Более 450С и на установках невысокой производительности, где важным является простота схемы и эксплуатации. Иногда применяют комбинированные технологические схемы осушки газа [4].

2.2 Выбор места строительства

На выбор места строительства нефтеперерабатывающего завода обычно влияют несколько факторов, основным из которых является потребность близлежащих районов в нефтепродукта. В данном случае местонахождение газоперерабатывающего завода определяется наличием сырья.

Данную установку осушки газа можно расположить в Жана-Узеньском газоперерабатывающем заводе.

Выбор места строительства объясняется следующими фактами:

в данном газоперерабатывающем заводе не имеется установки осушки газа с применением триэтиленгликоля.

месторождения Мангистауской нефти, который содержит попутный газ находится в той же области, что и газоперерабатывающий завод, т.е. расположены друг к другу. Обеспеченностью квалифицированной рабочей силой, поскольку завод функционирует довольно давно - ростом потребности данного экономического района в осушенном газе

обеспеченностью развитой инфраструктурой, коммуникацией и обеспеченностью водным ресурсами таким образом место строительства предполагаемой установки обоснован как с технической точки зрения.

2.3 Характеристика сырья, готовой продукции

Таблица 1 - Характеристика сырья, готовой продукции

Наименование потоков	Показатели	Допустимые пределы
Увлажненная парогазовая смесь	Содержание газа % (масс)      изо   изо    и выше	1,1 3,8 21,2 28,0 29,58 3,2 5,4 1,5 2,0 2,0
Сухой отбензиненный газ	Состав газа  % (масс)      изо   изо   Содержание влаги  % (масс)	2,2 7,6 35,9 32,6 17,2 1,2 2,5 0,4 0,4 >0,001
Свежей раствор гликоля	Плотность при   Молекулярная масса. Температура кипения. Температура начало разложения	150,17

2.4 Технологическая схема и нормы технологического режима

Установки осушки газа с применением гликолей бывают двух разновидностей, при абсорбционной осушке газа три этиленгликолем (ТЭГ) влажный газ поступает в нижнюю скруберную часть абсорбера К-1, где освобождается от взвешенных частиц углеводородного конденсата и воды. Затем проходит по центральной трубе глухой тарелки и контактирует со стекающем сверху водным раствором поглотителя ТЭГ. На барботажных тарелках, число которых в зависимости от конструкции абсорбера может быть от 5 до 12, газ поднимается от тарелки к тарелке, осушается и поступает в верхнюю скруберную часть колонны, где задерживаются унесенные потоком капли поглотителя. Сверху абсорбера выходит осушенный га и направляется по назначению. По мере стекания вниз. Раствор поглотителя все более насыщается водой, собирается на глухой (вытяжной) тарелке и выводится из колонны на следующую стадию- регенерацию. На выходе из абсорбера насыщенный абсорбент последовательно проходит теплообменник, выветриватель, в котором из него выделяется поглощенные газы, второй теплообменник и при температуре, близко к температуре кипения, поступает в от парную колонну К-2 водяные пары из раствора поглотителя отгоняются, газы и пары воды, выделившиеся из раствора сверху колонны выбрасывают в атмосферу. Иногда водяные пары конденсируют и затем подают в верхнюю тарелку в качестве холодного орошения. Отпорная колонна имеет 10-16 ректификационных тарелок калпачкового или клапанного типа и одну глухую тарелку, монтируемую на 0,6-1,0м ниже нижней ректификационной тарелки. Собирающийся на глухой тарелке абсорбент проходит самотеком через выносной кипятильных (ребойлер) 5 и сливается в нижнюю часть колонны. В кипятильнике раствор поглотителя подогревается водяным паром или другим теплоносителем. Для лучшего теплообмена в кипятильнике вход абсорбента предусмотрен внизу, а выход наверху. Таким образом, кипятильник всегда залит поглотителем и вся масса циркулирующего абсорбента проходит через него снизу вверх. Собирающийся в нижней части десорбера регенерированный поглотитель проходит, через теплообменник, где отдает теплоту насыщенному поглотителю, холодильник Х-6 и поступает в промежуточную емкость Е-7, откуда насосом подается на орошение абсорбера. Абсорбер работает под тем же давлением, под которым газ подается на установку осушки. Отпорная колонна, как правило, работает под атмосферным или несколько большим давлением. На некоторых установка поглотитель регенерируют под вакуумом [5].

Таблица 2 - Нормы технологического режима

Режим-1	Режим-2
Температура, К   BK - 1  BT -   Верха К - 2   Низа К - 2 В Давление, МПа  ВК - 1   ВК - 2	298 323 340 403 418 5 0,026

2.5 Материальный баланс установки

Данные расчета материального баланса состава газовой смеси сводим таблицу3.

Таблица 3 - Расчет состава очищенного газа

Компонент	Мольная масса	Количество м3/ч	Мольные доли	рiyi	Количество кг/ч	Массовая доля
Метан	16	370650	0,7413	11,86	2646831	0,5150509
Этан	30	49537,5	0,09975	2,97	66280,5	0,1289
Пропан	44	37900	0,0758	3,34	71435,6	0,1448
изо-Бутан	58	41575	0,083125	4,86	108479,1	0,2112
Сероводород	34	6	0,000012	0	9	0,0000184
Углекислый газ	44	6,5	0,000013	0	13	0,0000307
Всего	-	5000000	1,0	23	513897	1,0

Давление Р=5мПа

Точка росы Т=263К

Содержание триэтиленгликоля в свежем растворе х1=0,98

2.5.1 Влагосодержание газа

Температура подачи влажного газа Т=3160С. Точка росы влажного газа до контакта с ТЭГ

`p=tp+∆t, (1)

где ∆t=170С - понижение точки росы

начальное содержание влаги газа при tс=450С и Р=5мПа равно Сн=250∙10-5кг/м3

Конечное при температуре Т=263К и давлении Р=5мПа равно Ск=23∙10-5кг/м3

2.5.2 Количество триэтиленгликоль (ТЭГ)

Количество свежего раствора, подаваемого в колонну

гл=Gвл.п∙x2/x1-x2

где Gвл.п - количество поглащаемой влаги, кг/ч

х1 и х2 - концентрация ТЭГ в свежем и насыщенном растворе

вл.п=(Сн-Ск)∙V,

где V - объемное количество углеводородного сырья

=22,4∙G(tс+273)∙0,1∙z / Mг∙273∙P

где G=513897кг/ч- коэффициент сжимаемости газа

=f(Тпр, Рпр)

где Тпр - приведенная температура

Рпр - приведенное давление

Расчет критических параметров газовой смеси приводим в таблицу 4

Таблица 4 - Расчет критических параметров

Компонент	Мольные доли	Критические параметры		Псевдокритические параметры
		Ткр	Ркр	Тпс. кр=Y`∙Ткр	Рпс. кр=Y`∙Ркр
Метан	0,7414	190,5	4,6	14,13	3,4
Этан	0,099	305,4	4,9	30,2	0,48
Пропан	0,0758	369,8	4,25	28,0	0,32
И-Бутан	0,0838	425,2	3,8	35,6	0,32
Сероводород	0,0000126	373,6	9,0	0	0
Углекислый газ	0,0000113	304,2	7,4	0	0
Всего	1,0	-		235	4,5

Тпр=300/235=1,28

Рпр=5/4,5=1,02

По графику при Тпр=1,28 и Рпр=1,02 коэффициент сжимаемости z=0,95

=22,4∙5000000(43+273)∙0,1∙106∙0,95 / 23∙273∙5∙106=35550м3/чвл.п=(250-23)∙10-5∙ 35550=80,6кг/ч

Концентрация ТЭГ в насыщенном растворе принимаем х2=0,97 количество свежего раствора

гл=80,6∙0,97/0,98-0,97=7818,2кг/чгл= Gгл/ρ

Vгл= 7818,2/1150=6,7 м3/ч

Материальный баланс абсорбера количество увлажненного газового сырья

=G+Gн∙V=513897+250∙10-5∙35550=513985,8кг/ч

Количество осушенного газового сырья

о= Gy - Gвл.п -Gр.у

где φр.у=Мг∙Р∙273 / 22,4∙(t+273) ∙0,1∙z

φр.у=23∙5∙273 / 22,4∙(43+273) ∙0,1∙0,95=14,2кг/чр.у=2,5∙14,2∙4,3=153,7кг/ч

Равновесная потеря гликоля при 430С и Р=5,0мПа по графику равны

∆φ=5,8∙10-3кг/(м3∙103)

Количество теряемого гликоля

гл=∆φ∙V/103

dгл=5,8∙10-3∙35550/103=0,2кг/ч

С10=513985,8-80,6+15,37-0,2=514058,7

Количество насыщенного раствора гликоля

гл.п= Gгл - Gвл.п +Gр.у- dглгл.п=7818,2-80,6+153,7+0,2=7891,1

Таблица 5 - Материальный баланс процесса осушки

Наименование потоков	Массовые, %	кг/ч
Поступило: Увлажненная парогазовая смесь Свежий раствор гликоля Итого Получено: Осушенная газовая смесь Насыщенный раствор гликоля Итого	98,5 1,5 100 98,4 1,6 100	513897 7818,2 521715,2 514058,7 7891,1 521715,2

Содержание ТЭГ в насыщенном растворе:

х2р=0,98∙7818,2/7891,1=0,97

2.6 Технологические расчеты

.6.1 Тепловой баланс абсорбера

Таблица 6 - Тепловой баланс абсорбера

Компонент	Количество, кг/ч	Массовые доли	Теплокоемкость кДж/кг	yiCp
Метан	264683,1	0,5151	2,23	1,15
Этан	66280,5	0,1289	1,76	0,22
Пропан	71435,6	0,1448	1,68	0,24
И-Бутан	108479,1	0,2112	1,69	0,36
Сероводород	9	0,0000184	0,98	0,000018
Углекислый газ	13	0,0000307	2,75	0,000084
Вода		0,0001089	9,78	0,0106
Всего	500000	1,0	-	1,98

Поправка теплоемкости на давление в аппарате рассчитывается по формуле

∆Ср=R/M(∆С0р+w∙∆С`р)

где R - универсальная газовая постоянная∙- фактор акцентичности

∆С`р, ∆С0р - функция, учитывающая влияния давления

Таблица 7

Компонент	Мi	Количество		yi мольные доли	wi	yi- wi
		кг/ч	кмоль/ч
Метан	16	264683,1	16542,6	0,7414	0,0104	0,0077
Этан	30	66280,5	2209,35	0,099	0,0986	0,0098
Пропан	44	71435,6	1623,54	0,0758	0,1524	0,0115
И-Бутан	58	108479,1	1870,3	0,0838	0,201	0,0168
Сероводород	34	9	0,27	0,0000126	0,1
Углекислый газ	44	13	0,3	0,0000113	0,23	0
Вода	18	56	3,12		0,35	0
Всего	-	500000	22249,48	1,0	-	0,0458

Расчет фактора ацентричности

=8,315/2,3(-0,25+0,00458(-0,29))=-0,1кДж/кг0С

Ср=1,98-(-0,1)=2,08кДж/кг0С

Таблица 8 - Тепловой баланс абсорбера

Наименование потоков	Т0, С	Количество кг/ч	Теплоемкость кДж/г	Количество тепла кВт
Поступило: Газовое сырье Раствор ТЭГ Тепло конденсации воды Тепло растворения воды Тепло растворения углеводородов Итого Получено: Осушенный газ Насыщенный раствор ТЭГ Итого	43 43 - - - 43 tн	513985 7818,2 80,6 80,6 - 544058,7 -	2,08 2,38 2424 135,2 - 2,08 -	8092 141 34,4 1,9 14,9 8284,2 8087,8 196,4 8284,2

Температура насыщенного абсорбента определяется по формуле:

Средняя температура в абсорбере

Т`=(43+39)/2=314K

2.6.2 Число теоретических тарелок

Число теоретических определяем графически координаты точек оперативности линии на входе раствора и выходе осушенного газа

На выходе раствора и входе газа

Мгл.н=Σ106,1∙0,84+18∙0,05+16∙0,664+30∙0,023+44∙0,012+58∙0,008=92,7

Таблица 9 - Расчет координат линии равновесия

Массовые доли, xi	Мср	Рi, Па	Xi мольные концентрации	yi
0,01	101	70	0,056	0,000047
0,02	96,6	90	0,107	0,00013
0,03	92,5	400	0,154	0,00027
0,05	85,3	640	0,236	0,00044
0,1	71,2	1050	0,395	0,0007

yi

 xi

Рисунок 1 - График определения числа теоретических тарелок

По графику число теоретических тарелок равно Nm=2 принимаем к.п.д. тарелки nm=0,15 тогда число действительных тарелок

д= Nm/ nmд=2/0,15=13

2.6.3 Размеры абсорбера

Диаметр абсорбера определяем по формуле:

,

где, Gгл.н - расход насыщенного абсорбента;

К0 = 0,25 - коэффициент;

С = 480 - коэффициент для абсорбера в зависимости от расстояния между тарелками;- расход газа;

r - плотность жидкости или пара.

Gгл.н=7891,1/3600=2,2кг/с

Принимаем ближайший диаметр по ГОСТу равный 5000мм

Рабочая высота аппарата Нр=h1+h2+h3

где h1 - высота нижней камеры аппарата- высота занятая тарелками- высота верхней камеры аппарата принимаем высоту нижней камеры h1=5м

= (Nд -1) hm

=0,6 расстояние между тарелками

= (13 -1) 0,6=7,2м

Высоту верхней камеры принимаем h3=5м

Тогда общая высота 17,2м

Нр=5+7,2+5=17,2м

Плотность газа:

Плотность жидкости: rж = 1020 кг /м3.

2.6.4 Расчет основных конструктивных размеров вспомогательного аппарата

Тепловую нагрузку аппарата определяют, составляя тепловой баланс абсорбера:

Q=G1(It1-It2)n=G2(It3-It4)

Где Q - тепловая нагрузка аппарата,, G2 - количество горячего и холодного теплоносителя, кг/ч, It2 - энтальпия горячего теплоносителя при температурах входа и выхода из аппарата, кДж/кг;- к.п.д. теплообменника, практически равен 0,95-0,97, It4 - энтальпия холодного теплоносителя при температурах входа и выхода из аппарата, кДж/кг;

Энтальпию потоков находят из приложений 28, 29 [6]

(10,76-5,8)0,95=G2(6,5-3,2)(10,76-5,8)0,95=1721660,1=366310,65кг/ч

отсюда,

=1721660,1 кДж/ч

Поверхность теплообмена определяют из уравнения теплопередачи.

=K∙F∙tср,

отсюда,

F=Q/K∙tcp,

где, поверхность теплообмена, м2коэффициент теплопередачи, кДж/(м2∙ч ∙град)средняя логарифмическая разность температур, К

Коэффициент теплопередачи К принимаем на основании практических данных равным 125 Вт/ м2∙К

Средняя разность температур в случае противотока выражается уравнением

∆Тв, ∆Тн - высшая и низшая разности температур между потоками у концов теплообменника, К

Схема теплообмена следующая:

Т1=353К горячий поток Т2=323К

Т3=318К горячий поток Т4=298К

=1721660,1/125∙24,7=557,6м2

По полученным результатам выбираем кожухо-трубчатый теплообменник с плавающей головкой, имеющий следующие размеры:

Dкожуха=1,4мтруб=0,025∙0,002мтруб=6маппарата=6м

Число ходов =4

Площадь самого узкого сечения в межтрубном пространстве =0,153м2кожуха - диаметр кожуха, маппарата - высота всего аппарата,м труб - длина труб, м труб - диаметр труб, м [6]

2.7 Механический расчет

Основные размеры колонных аппаратов определяют на основании технологических и гидродинамических расчетов

Расчет ветрового момента

Разбиваем колонну по высоте на два расчетных участка тогда равнодействующие ветровых нагрузок на эти участки будут:

Рх=В∙с∙q∙H∙D

где В∙- коэффициент увеличения скоростного напора ветра за счет динамического воздействия вызванного порывами ветра:

В=1,64

с - аэродинамический коэффициент обтекания (для круглых аппаратов с=0,6)- значение ветрового напора по высоте- наружный диаметр колоннывысота расчетного участка

Р1=В∙с∙q1∙H1∙D= 1,64∙0,6∙350∙10∙5=17220Н

Р2=В∙с∙q2∙H2∙D= 1,64∙0,6∙470∙7,2∙5=16650Н

Равнодействующая нагрузок на площадки

Р`=В∙с∙`q`∙F

с`=c∙φ=1,4∙0,36=0,5 приведенный аэродинамический коэффициент- площадь вертикальной проекции

Р`1=В∙с`∙q1∙ F1= 1,64∙0,5∙490∙14=5620Н

Р`2=В∙с`∙q2∙ F2= 1,64∙0,5∙525∙14=6030Н

У основания колонны ветровой момент

М=Р1h1+P2h2+ Р`1h`1+P`2h`2=17220∙5+16650∙15+5620∙10+6030∙15=0,48∙106н∙м

Расчет сечений на устойчивость рассчитываем сечение у основания колоны

доп=π∙D(S-c)∙φ.c[σ]= 3,14∙5010(12-2)∙0,73∙134=15,4∙106Н

Мдоп= (π/14)∙D2(S-c)∙φ.н[σ]= 0,224∙50102(12-2)∙0,91∙134=1,37∙109Н/Qдоп+М/Мдоп=1270∙106/(15,4∙106)+0,48∙109/1,37∙109=0,108+0,35=0,458<1,0

Условия устойчивости удовлетворяется по [7].

Определение толщины стенки сферических неотбортованных днищ вертикального сварного абсорбера. Используется материал сталь марки Ст 3.

Расчет толщины верхнего днища. Находим условное меридиальное изгибающиеся напряжение в место соединения днища с обечайкой:

где, sид - изгибающее напряжение днища.

Рв - внутреннее давление системы

Номинальную расчетную толщину днища для внутреннего диаметра - Dв=2,94 м при sу = 222,2 Мн/м2 выбираем, равной для ближайшего меньшего значения s2 = 210 Мн/м2 - S11=60 мм.

Толщину стенки с учетом прибавок Ск и Со находим по формуле:

= S11= - Cк+Со = 60+1+1=62 мм,

где, Cк=1; Cо=1 - прибавки к толщине стенок.

Расчет толщины нижнего днища. Расчетное давление в нижней части аппарата с учетом гидростатического давления определяется по формуле:

Рн=Рс+grжHж 10-6,

где, Нж =1,5м - высота жидкости;

Рн= 6,3+9,81*1020*1,5*10-6=6,315 Мн/м2.

Условное меридиальное изгибающее напряжение в месте соединения днища с обечайкой:

Номинальную расчетную толщину стенки днища для Dв=2,94 м при sу = 221,2 Мн/м2 выбираем равной S’=60 мм.

Толщина стенки с учетом прибавки Ск и Со:

= S’ + Cк + Co = 62 мм.

3. Подбор основного и вспомогательного оборудования

Процесс абсорбции ведут в специальных аппаратах абсорберах, которые по конструкции бывают насадочные и тарельчатые.

Насадочные абсорберы - это вертикальны пустотелые аппараты, заполненные насадкой, в верхнюю часть абсорбера подается абсорбент. Противотоком ему вниз аппарата поступает сырьевая смесь. При определенных температурах и давлении абсорбент, контактируя с газом поглощает из него отдельные углеводороды. Насадка абсорбера способствует увлечению поверхности контакта газ-абсорбент. С низа абсорбера выводится насыщенный абсорбент, который направляется на десорбцию, с верха выходят легкие компоненты газовой смеси. Ввиду недостаточных эффективности контакта фаз на насадке в таких абсорберах достигается невысокая степень разделения. Поэтому насадочные абсорберы используют в основном для очистки газовых смесей от сероводорода, двуокиси углерода, органических соединений серы и других примесей.

Разделение и глубокую очистку газовых смесей ведут в тарельчатых абсорберах, представляющих собой обычную ректификационную колонну. Число тарелок и их конструкция определяются качеством сырья и назначением аппарата.

В нижнюю часто абсорбера подается сырьевая газовая смесь, в верхнюю абсорбент. Контакт между газом и абсорбентом происходит на тарелках. Тепло, выделяющееся при абсорбции, выводится циркулирующими промежуточными охлаждениями. Преимуществами тарельчатых абсорберов по сравнению с насадочными аппаратами являются высокая разделяющая способность легкость, регулирования технологического режима, а также большая производительность, меньшие габариты и все. Но в тоже время тарельчатые абсорберы сложнее насадочных по конструктивному оформлению.

При глубокой осушке газа или выделении легких компонентов из многокомпонентной смеси применяется двухступенчатая абсорбция. При этом уменьшается расход абсорбента и снижается тепловые расходы на десорбцию. Для увлечения четкости разделения газов использует разные абсорбенты, например, при разделении природных или попутных газов в качестве абсорбента променяют керосин или бензин. При этом в низу аппарата одновременно с абсорбцией углеводородов происходит десорбция легких фракции абсорбента и возможен их унос вместе с сухим газом. Чем меньше молекулярный вес абсорбента, тем больше его потери.

Теплообменная аппаратура. Важнейшими характеристиками теплообменных аппаратов являются величина поверхности теплообмена и допустимое давление.

Отечественный промышленностью выпускаются аппараты с поверхностью теплообмена 50, 75, 130, 200м2 и более, рассчитанные на рабочее давление с ответственно 16, 25, 40 и 50кг/см2.

Из существующих конструктивных типов теплообменных аппаратов на современных нефтеперерабатывающих заводах наиболее широко распространены кожухотрубные теплообменники с плавающей головкой, обычно применяют спаренные кожухотрубные теплообменники. Для улучшения условий теплообмена устанавливают поперечные перегородки, которые удлиняют путь протекающего в межтрубном пространство теплоносителя.

Кожухотрубные теплообменники могут быта одна и двухходовыми. Первые имеют один ход в межтрубном пространстве и два-по длине теплообменника в трубном пучке, вторые-два хода в межтрубном пространстве и четыре- в трубном пучке. На тех потоках, где перепад температур между теплообменивающимися средами не превышает 25-35 0С, устанавливает теплообменники с жесткой решеткой, например, для промежуточного охлаждения абсорбента в тех случаях, когда охлаждающим агентом являются артезианская или обратная вода, для охлаждения циркулирующего абсорбента перед поступлением в промежуточную емкость, а также в качестве холодильников и конденсаторов на ГФУ.

На установках осушки газа, передвижных газоотбензинивающих установках применяют теплообменники типа ˝труба в трубе˝ с поверхностью теплообмена 15м2. Их также изготовляют спаренными или встроенными с общей поверхностью теплообмена соответственно 30 ли 45м2.

В последние годы зарубежном и в нашей стране все большее признание получают пластинчатые теплообменники - разборные и неразборные. Разборные пластинчатые теплообменники состоят из штампованных пластин, надетых на верхнюю и нижнюю штанги рамы теплообменники и зажатых между подвижной и неподвижной плитами. Пластины отделены друг от друга уплотняющими резиновыми прокладками и образует систему каналов для теплоносителей. Пластины имеют выступы и впадины, расположенные перпендикулярно движению жидкости. В результате турбулизаций потока путем его сужений и расширений обеспечиваются высокие коэффициенты теплоотдачи при небольшом гидравлическом сопротивлении [8].

4. Контрольно-измерительные приборы и автоматизация процесса

Под автоматизацией процесса понимается система приборов и устройств, которая позволяет поддерживать заданный технологический режим под контролем обслуживающего персонала. Автоматизация процессов газоразделения позволяет получать продукты заданного качества увеличивает производительность и безопасность труда обслуживающего персонала и способствует снижению себестоимости продукции.

Основными регулируемыми параметрами осушки газа являются температура и давление в ректификационных колоннах, расход и температура потоков орошения, абсорбента, теплоносителя и хладагента в аппаратах и др. Принципиальные схемы автоматического регулирования основных параметров осушки газа.

Для измерения температуры на установках осушки газа применяются термопары и манометрические термометры.

Термопара - это термочувствительный элемент, представляющий собой два спаянных проводника из разнородных металлов (хромель-копель, хромель-алюмель и др.). действие ее основано на свойстве разнородных металлов образовывать в спае термоэлектродвижущую силу (ТЭДС). Величина ТЭДС зависит от материала электродов и температуры спая. Для измерения температуры термопара помещается в специальный карман аппарата. Термоэлектроды изолируются друг от друга фарфоровыми изоляторами. Термопара соединительными проводами подключается к измерительному прибору.

Принцип действия манометрического термометра основан на изменении давления жидкости, Газа или пара в замкнутой системе при изменении температуры манометрические термометры бывают показывающими или самопишущими. колебания температуры

Вызывает изменение давления рабочего вещества и деформацию трубчатой манометрической пружины, перемещающей стрелку или самописец прибора.

Для измерения давления применяются манометры. По принципу действия и назначения они подразделяются на манометры для определения избыточного давления, перепада давления или степени разрежения.

Дифференциальный манометр используется для измерения перепада давления. Существуют гидростатические и механические дифференциальные манометры. В механическом пружинном дифференциальном манометре имеются две трубчатые манометрические пружины, связанные со стрелкой прибора.

Для измерения расхода технологических потоков используют расходомеры и счетчики, расходомеры измеряют массу или объем потока жидкости и газа в данный момент времени, а счетники-суммарное количество вещества за промежуток времени.

Скоростные счетчики применяются главным образом для измерения расхода жидкостей, их действие основано на измерении числа оборотов вертушки, расположенной горизонтально или вертикально в трубопроводе.

Для измерения количества газового потока используются объемные ротационные счетчики. В корпусе счетчика на параллельных осях расположены два овальных гладких ротора, соприкасающихся друг с другом и с внутренней поверхностью корпуса.

При выборе приборов контроля технологических параметров руководствуются следующими положениями. Приборы должны обеспечить необходимую точность измерения, быть надежными в эксплуатации и иметь невысокую стоимость показывающие приборы должны иметь четкую шкалу, самопишущие писать ясную кривую. Приборы, установленные непосредственно на аппаратах, должны быть доступны для наблюдения. При выборе приборов контроля и автоматизации учитывают условия их пожаро-и взрывобезопасности. В связи с этим наиболее широкое применение нашла пневматическая система передачи показаний. Регулирующие клапаны выпускаются для разных сред, рабочих условий и различной производительности [10]

4.1 Выбор и обоснование параметров процесса

Контроль технологического процесса включает следующие виды контроля:

аналитический контроль технологического процесса, включающий в себя лабораторный контроль технологического процесса, контроль процесса с помощью поточных газоанализаторов, контроль воздушной среды в помещениях и на территории установок с помощью автоматизированных газоанализаторов, лабораторный анализ воздуха в зданиях и на площадке;

контроль технологического процесса с помощью систем сигнализации и блокировок.

Температура регулируется посредством регулятора TRCAHL-330041, который управляет клапаном TV-330041.

Уровень жидкости регулируется регулятором LICAHL-330046, который управляет клапаном LV-330046.

Уровень жидкости в нижней секции сепаратора регулируется двухпозиционным (вкл./выкл.) регулятором LICAHHHL-330028, который открывает/закрывает клапан LV-330028 на линии выхода жидкости по высокому/низкому уровню жидкости соответственно. Ожидается небольшое количество удаляемой жидкости, поэтому данная секция рассчитана на более чем 30-минутный запас.

Вывод гликоля регулируется регулятором LICAHL-330023, который управляет клапаном LV-330023, расположенным на линии слива гликоля из верхней секции.

Уровень в кубе колонны регулируется регулятором LICAHL-330002, который управляет клапаном LV-330002, расположенным на линии вывода насыщенного гликоля из абсорбера в сборник насыщенного гликоля.

Расходы ТЭГ, поступающего в верхнюю, среднюю и нижнюю секции, регулируются регуляторами расхода FICAL-330016, FICAL-330001 и FICAL-330002, которые управляют клапанами FV-330016, FV-330001 и FV-330002 соответственно.

Перепад давления в верхней, средней и в нижней секциях измеряется дифференциальными манометрами PDIAH-330014, 330001 и 330002 соответственно.

Уровень в сепараторе очищенного газа регулируется регулятором LICAHL-330007, который управляет клапаном LV-330007, расположенным на линии вывода раствора гликоля из сепаратора. Дополнительно имеется реле высокого уровня LSAHH-330082, которое при высоком уровне открывает второй сбросной клапан LV-330082 на 20 секунд или до восстановления нормального уровня.

Хотя давление в системе регулируется регулятором предусмотрен регулятор PIC-330086, который управляет работой клапана PV-330086 на линии сброса очищенного газа. Данный клапан открывается при срабаты- вании сигнала анализатора QRAH-330003 на подаче очищенного газа на установку обработки газа, повышается давление в линии очищенного газа высокого давления, что и является причиной открытия этого клапана.

Регенерированный гликоль подаётся на верх колонны и расход регулируется регулятором FICAL-330008, который управляет клапаном FV-330008.

Давление в К-1 и Е-1 поддерживается регулятором PICAH-330006, который управляет клапаном PV-330006, расположеннымна линии газа, выходящего с верха К-1. В случае выделения незначительного количества газа, например, при запуске, минимальное давление 5 бар абс. поддерживается регулятором давления прямого действия PCV-330/090 за счет подачи топливного газа. Выходящий с верха колонны очищенный газ направляется в сепаратор.

4.2 Выбор и обоснование комплекса технологических средств

Современная распределенная многоуровневая автоматизированная система управления, поддерживаемая оборудованием и программными продуктами различных фирм, таких как Honeywell, Modicon, Alan Bredly, Rosemount Fisher, Wika и т.д.

НРМ работает со следующими типами ЮР: DI, DI SOE, DO, HLAI, LLAI, АО, LLMUX, PI, SDI, SI и STI.

РМ - Process Manager; АРМ - Advanced Process Manager - это предыдущие исполнения менеджер. Процесса фирмы Honeywell.

Пользователи сети имеют доступ к данным LCN реального времени через мнемосхемы, электронные таблицы или другие приложения третьих строи.

Основной модуль в системе TPS, работающий в среде Windows NT, непосредственно подключается к общезаводской компьютерной сети (PIN) и локальной сети управления реального времени фирмы Honeywell (LCN). GUS построена по стандартам Microsoft Desktop и представляет новый стандарт интерфейса оператора. На одну GUS одновременно может быть вызвано до четырёх пользовательских мнемосхем. GUS является двухпроцессорной системой: LCNP, который управляет сетевой операционной системой реального времени Honeywell - RNOS и процессор ПК, который управляет Windows NT, дисплейным программным обеспечением GUS, приложениями третьих сторон и выводит всю видео информацию на экран. GUS работает с программным обеспечением LCN R510 и выше.

4.3 Технология контроля и управления

Контроль технологического процесса включает следующие виды контроля:

аналитический контроль технологического процесса, включающий в себя лабораторный контроль технологического процесса, контроль процесса с помощью поточных газоанализаторов, контроль воздушной среды в помещениях и на территории установок с помощью автоматизированных газоанализаторов, лабораторный анализ воздуха в зданиях и на площадке;

контроль технологического процесса с помощью систем сигнализации и блокировок.

Установка будет обладать современной распределенной многоуровневой автоматизированной системой управления, поддерживаемой оборудованием и программными продуктами различных фирм, таких как Honeywell, Modicon, Alan Bredly, Rosemount Fisher, Wika и т.д. Весь технологический цикл завода распределяется в 4-х направлениях: производство газа, производство нефти, производство серы и производство электричества и воды необходимых в производственных и бытовых нуждах. Каждым из этих направлений управляет отдельный блок пультов, собранных в центральной операторной CCR (Central Control Room). Каждый блок управления осуществляет контроль посредством разветвленной сети, каждый уровень которой управляется отдельным видом сети. Так пульт оператора посредством сети LCN (Local Control Network) соединяется с несколькими сетями более нижнего уровня UCN (Universal Control Network) через модули NIM (Network Interface Modul). В свою очередь к UCN подсоединяются быстродействующие менеджеры процесса НРМ (High-Performance Process Manager) и программируемые логические контроллеры FSC (File Sistem Controler), которые соединяются с полем (первичные преобразователи, исполнительные механизмы и т.д.) LCN соединены между собой шлюзами NG (Network Gateway), которая позволяет оператору с соседнего пульта следить за любым другим процессом, но управлять он может только своим процессом. Вся эта паутина подсоединена к сети завода - PCN(Personal Computer Network) через GUS (Global User Station)5, которая в свою очередь подсоединена к всемирной сети INet. Причем особенностью всей разветвленной сети является то, что пользователь имеющий соответствующий уровень доступа может с любого компьютера подсоединенного к сети следить за процессами, протекающими на заводе и даже управлять, если есть соответствующий уровень доступа.

Сеть управления процессом, которая является основой TPS системы фирмы Honeywell. Эта сеть непосредственно поддерживает устройства сбора и хранения данных управления процессом; как собственность Honeywell - сеть с передачей маркера, обеспечивающая резервированную и детерминированную связь между универсальными станциями, прикладными модулями, историческими модулями, модулями коммуникационной связи, шлюзами ПЛК и другими модулями обработки информации.

“Хоневелловская” сеть управления процессом с маркерной шиной обеспечивает детерминированную резервированную связь со связями порт-к-порту для менеджеров процесса (РМ), усовершенствованных менеджеров процесса (АРМ), быстродействующих менеджеров процесса (НРМ), логических менеджеров (LM) и менеджеров безопасности (SM). Основана на архитектуре открытых систем. Представляет собой эстафетную кольцевую сеть с несущей и скоростью передачи данных 5 Мбит/с. Она разработана в соответствии со стандартами ШЕЕ и ISO. Может поддерживать работу до 32 резервируемых устройств, используются резервируемые коаксиальные кабели.

Быстродействующий менеджер процесса - это UCN-резидентный технологический контроллер с расширенными функциями обработки, высокоплотными модулями ввода\вывода и процессорами 68040 Motorola. Раздельные процессоры обеспечивают быстродействие PID, последовательностей и логического управления со связями порт-к-порту с другими модулями UCN. Высокопроизводительный менеджер процесса-содержит все аппаратные средства (НРММ, ЮР, РТА и каналы I/O), необходимые для выполнения задач управления и сбора данных. Программное обеспечение R500 поддерживает работу НРМ, который обеспечивает следующие функции:

Регуляторы, Вычислительные переменные процесса, Дискретные составные точки Логика, Точки управления устройством, Программные точки, Массивы Точки массивов модуля последовательного интерфейса (SI), Флаги Числовые значения. Таймеры - Временные и строковые переменные для CL программ. Время изменение состава точек и времени сканирования без перезагрузки.

НРМ работает со следующими типами ЮР: DI, DI SOE, DO, HLAI, LLAI, АО, LLMUX, PI, SDI, SI и STI.

РМ - Process Manager; АРМ - Advanced Process Manager - это предыдущие исполнения менеджер. Процесса фирмы Honeywell.

Пользователи сети имеют доступ к данным LCN реального времени через мнемосхемы, электронные таблицы или другие приложения третьих строи.

Основной модуль в системе TPS, работающий в среде Windows NT, непосредственно подключается к общезаводской компьютерной сети (PIN) и локальной сети управления реального времени фирмы Honeywell (LCN). GUS построена по стандартам Microsoft Desktop и представляет новый стандарт интерфейса оператора. На одну GUS одновременно может быть вызвано до четырёх пользовательских мнемосхем. GUS является двухпроцессорной системой: LCNP, который управляет сетевой операционной системой реального времени Honeywell - RNOS и процессор ПК, который управляет Windows NT, дисплейным программным обеспечением GUS, приложениями третьих сторон и выводит всю видео информацию на экран. GUS работает с программным обеспечением LCN R510 и выше.

5. Генеральный план установки осушки газа

Эффективность работы установки ос ушки газа зависит не только от эффективности отдельных блоков но и от взаимного их расположения на площадке установки последнее особенно важно, когда на одной площадке комбинируется несколько установок. Основные принципы расположения аппаратов на площадке установки следующие. Разрывы межу установками должны соответствовать противопожарным и санитарным нормам ПТУСП-02-62, должна быть обеспечена возможность ремонта с применением современных механизированных средств, длина трубопроводов должна быть минимальная для уменьшения гидравлических сопротивлений, потерь тепла и металлоемкости. Причиной существенного уменьшения протяженности трубопроводов на новых установках осушки газа является отказ от специальных насосных станций [11].

6. Техника безопасности и охрана труда

Технологические процессы нефтеперерабатывающей и газоперерабатывающей промышленности проводятся при высоких температурах и давлениях, а нефтепродукты обладают опасными и вредными свойствами. По этому обеспечение безопасных и здоровых условии труда на газоперерабатывающих установках возможно только при строгой трудовой и производственной дисциплине, точном выполнений ими правили инструкции по технике безопасности. В результате отступления от нормального режима работы и нарушении правил техники безопасности на установках осушки газа могут произойти аварий, пожары, несчастные случай, отравления газами. Метеорологические условия производственное среды зависит от физической среды и состояния воздушной среды и характеризуется следующими основными метеорологическими элементами температурой, влажностью и скоростью движения воздуха, а также тепловым изучением от нагретых поверхностей оборудования. Метеорологические факторы оказывают огромное влияние на функциональную деятельность человека, его самочувствие и здоровье. Вентиляция выделения вредных газов и паров, вследствие неплотностей в аппаратуре и оборудовании все же не исключено, чтобы не превысить предельно допустимых концентрации существует вентиляция. Правильно спроектированная и вентиляция позволяет обеспечить в операторских нормальное состояние воздушной среды. Вентиляция осуществляется механическим способом. Таким образом выполняется все требования к вентиляции и конденсированию воздуха рабочей зоны. Установка осушки газа сопровождаются значительным шумом и вибрацией. Источниками интенсивного шума и вибрации являются машины и механизмы с не уравновешенными вращающимися массами, отдельных кинематических парах которых возникают трение и соударения, а также аппараты, в которых движение газов и жидкостей происходит с большими скоростями и сопровождается пульсацией. К таким источникам шума и вибрации относятся различные вентиляционные установки, электродвигатели, насосы, подземные трубопроводы. Повышения уровня шума и вибрации на рабочих местах неблагоприятно сказываются на организме человека и результатами его деятельности. Среднегеометрическая частота октавных полос не должно превышать 620гц и отвечать требованиям нормативных документов. Освещение одним из важнейших элементов благоприятных условий труда является рациональное освещение помещений и рабочих мест при правильном освещении повышается производительность труда, улучшается условия безопасности, снижается утомление. При недостаточном освещении рабочий плохо видит окружающее предметы и плохо ориентируется в производственной обстановке успешное выполнение рабочих операций требует от него дополнительных усилий и большого зрительного напряжения неправильное и недостаточные освещение может привести к созданию опасной ситуации наилучшие условия для полного зрительного восприятия создает солнечный свет. Операторское помещение в дневное время освещаются естественным светом. Естественный соленный свет характеризуется большой интенсивностью, равномерностью, освещения относительно невысокой средней яркостью на единицу площади, изменением освещенности в течение суток, а также в зависимости от времени года.

Аварийное освещение предназначено для обеспечения освещенности производственного помещения при отключении рабочего освещения. Оно должно быть достаточным для безопасного выхода людей из помещениях и на открытых пространствах в тех случаях когда отключения рабочего освещения может вызвать пожар, нарушение работа важнейших объектов, таких как водоснабжение электростанции узлы, радиопередачи и т.п.

Операторскую установок осушки газа по степени опасности поражения людей электрическим током можно отнести к первому классу. Для устранения опасности поражение людей электрическим током используем защитное заземление. Пожарная профилактика процесс осушки газа относится по степени пожароопасности к группе А. Здание имеет 1- степень огнестойкости, то есть конструктивные материалы, несгораемые или трудносгораемы, противопожарные стены имеют предел огнестойкости 2 часа, наружные стены-0,5 часа, перегоротки-0,25 часа, окна и двери-1,2 часа. Операторское помещение относится категорий производств с минимальной пожарной опасностью - класс Д. В соответствии с требованиями для данного объекта соблюдены все нормы и правила [12].

На современном этапе развития производства все большее применение находит принцип «от техники безопасности к безопасной технике». Если раньше обеспечение безопасности работающих сводилось к применению предохранительных устройств и защитных приспособлений, то теперь основным направлением охраны труда является создание таких процессов и оборудования, в которых практически исключается возникновение опасностей и вредностей. Энергонасыщенность современных объектов стала огромной - типовой НПЗ производительностью 10-15 млн. т/год сосредотачивает на своей промышленной территории от 200 до 500 тыс. тонн углеводородного топлива, энергосодержание которого эквивалентно 2-5 мегатоннам тротила. Постоянно интенсифицируются технологии, вследствие этого такие параметры, как температура, давление, содержание опасных веществ, растут и приближаются к критическим. Растут единичные мощности аппаратов, количества находящихся в них веществ. Номенклатура выпуска нефтеперерабатывающего или нефтехимического заводов с передовой технологией, обеспечивающей комплексную переработку сырья, стала состоять из тысяч позиций, причем многие из изготавливаемых продуктов взрыво-, пожароопасные и (или) токсичны.

Организация безопасной работы на нефтеперерабатывающих заводах (предприятиях) основана на знании опасных свойств сырья, промежуточных и конечных продуктов, на исключении контакта работающих с этими веществами и на проведении комплекса мероприятий, предотвращающих отравление, пожары, загорания и взрывы.

Большинство веществ, используемых в нефтехимии, обладает вредными (токсичными), пожаро- и взрывоопасными свойствами.

Условно, по характеру действия на отдельные ткани и системы организма токсичные вещества делят на следующие группы:

нейротропные (нервные);

яды крови, реагирующие с гемоглобином крови, нарушающие костномозговое кроветворение, разрушающие элементы крови;

гепатропные (печеночные) яды;

канцерогены;

вещества, раздражающие органы дыхания;

яды, прижигающие и раздражающие кожу и слизистые оболочки.

По приведенной классификации нефть и большинство продуктов ее переработки (бензин, керосин, газы, ароматические продукты) являются нервными ядами, обладающие наркотическими действиями и поражающими, главным образом, центральную нервную систему. Они повышают возбудимость человека, вызывают головокружение, сердцебиение, общую слабость организма, нередко заканчивающуюся потерей сознания. Нефть и жидкие нефтепродукты, попадая на кожу, обезжиривают и сушат ее, вызывают различные кожные заболевания (экземы, дерматиты).

Токсичность этих веществ и их действие на организм человека определяется большим числом факторов: составом вещества, его строением, физико-химическими свойствами, физическим состоянием, путями проникновения в организм, температурой окружающей среды и др.

Токсичность многих веществ зависит от их агрегатного состояния. Низкокипящие легкоиспаряющиеся жидкости (бензин, бензол, эфиры) представляют значительно большую опасность, чем высококипящие продукты (масла, мазут и др.). С гигиенических позиций предпочтение должно отдаваться, при возможности замены, менее летучим веществам. Токсичность зависит также от растворимости веществ в воде и тканевых жидкостях и средах организма человека. Подобная способность обуславливает их накопление в организм и накопление в клетках и тканях человека.

При одновременном действии на организм двух и более ядовитых веществ необходимо учитывать их совместное действие. В большинстве случаев происходит суммирование токсических свойств ядовитых продуктов. В частности, алкоголь усиливает токсическое действие почти всех ядов, улучшая из всасывание и ускоряя их окисление в организме. Следует отметить, что токсичность некоторых ядов может увеличиваться за счет их превращений непосредственно в организме.

Как правило, ядовитые вещества не остаются в организме. Они постепенно разрушаются, превращаются в нетоксичные продукты, усваиваемые организмом, или выводятся из него. Вместе с тем существует и большая группа ядовитых веществ, способных кумулироваться (накапливаться) в организме и его отдельных органах, оказывая по мере своего накопления все более сильные воздействия.

При работе с нефтью и нефтепродуктами наиболее часто ядовитые вещества попадают в организм через органы дыхания, так как большинство нефтепродуктов являются газообразными или легкоиспаряющимися веществами. Проникновение через органы дыхания является наиболее опасным в связи с большой всасывающей способностью слизистой оболочки носа и особенно дыхательной поверхности легких. Некоторые растворители могут проникать в организм и через кожный покров, а также через пищеварительный тракт при дыхании, еде, питье и курении.

Длительный контакт с производственной пылью приводит к хроническим заболеваниям верхних дыхательных путей и легких. Производственной пылью называются частицы твердых веществ, образующихся при различных технологических процессах, и длительное время находящихся во взвешенном состоянии в воздухе. Выделение пыли происходит чаще всего при получении и использовании катализаторов, адсорбентов, углеродных материалов. Эта пыль может вызывать пневмокониозы, характеризующиеся разрастанием соединительной ткани легких, приводящего к снижению основной функции легких - усвоение кислорода и отдачи двуокиси углерода.

Основным направлением в комплексе мероприятий по борьбе с отравлениями на производстве является предупреждение образования и поступления в воздух ядовитых и вредных веществ. При невозможности исключить образование этих веществ используется притяжно-вытяжная вентиляция и применяются индивидуальные защитные приспособления.

При определении степени воздействия вредных веществ, поступающих в организм через дыхательные пути, особое значение имеет пороговая концентрация, вызывающие начальные признаки воздействия ядов на организм. Они являются исходным критерием для установления предельно допустимых концентраций (ПДК). Предельно допустимые концентрации выражаются в миллиграммах на один кубический метр воздуха (мг/м3). Санитарные нормы разделяют вредные вещества по степени воздействия на организм человека на 4 класса опасности:

чрезвычайно опасные; - высоко опасные; - умерено опасные; - малоопасные.

В зависимости от класса при проектировании и конструировании принимаются соответствующее оформление зданий, аппаратов, технологических процессов.

Абсолютное большинство нефтепродуктов относится к группе горючих веществ, т.е. таких, которые способны к самостоятельному горению в воздухе после удаления источника зажигания. Пожаровзрывоопасность можно оценивать с помощью следующих показателей:

Температура вспышки - самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для устойчивого горения.

Температура воспламенения - температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.

К легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ) относятся горючие жидкости с температурой вспышки в закрытом тигле не выше 61 °С. ЛВЖ подразделяются на особоопасные - имеющие температуру вспышки ниже -18 °С, постоянно опасные - с температурой вспышки от -18 до 23 °С и опасные при повышенной температуре - с температурой вспышки от 23 до 61 °С.

Группа горючести, в зависимости от температуры вспышки, используется при определении категории производства по пожаровзрывоопасности в соответствии с требованиями СНиП 11-90-81 и при определении класса взрывоопасной зоны по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ). Для газов и паров группа горючести определяется по концентрационным пределам воспламенения и температуре самовоспламенения.

Нижний (верхний) концентрационный предел воспламенения - это минимальное (максимальное) содержание горючего в смеси горючее вещество - окислительная среда, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.

Температура самовоспламенения - самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся пламенным горением.

К числу мероприятий, обеспечивающих безопасность производственного процесса при наличии в производстве взрывоопасных веществ, относится предотвращение образования в горючей среде импульса воспламенения. В частности, для этой цели применяют электрооборудование, соответствующие классу пожаровзрывоопасности помещения, группе и категории взрывоопасной смеси. Взрывоопасная смесь - это смесь горючих газов, паров, ЛВЖ с воздухом, кислородом или другим окислителем, которая, при определенной концентрации (между НПВ и ВПВ), способна взрываться при возникновении источника инициирования взрыва.

Пожароопасной зоной называется пространство и вне помещения, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества, и в котором они могут находиться при нормативном технологическом процессе или при его нарушениях.

Категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности определяют по аварийным условиям, связанным с возможным поступлением взрывопожароопасных веществ в помещения, или по другим установленным технологами условиям, при которых возможно образование взрывоопасных смесей. Определение категории производств, связанных с образованием горючих газов и жидкостей, производят исходя из того, могут ли указанные вещества образовать в производственном помещении взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения. Категорийность производств по взрывопожароопасности определяют с учетом, наряду с объемом взрывоопасных смесей, времени, необходимом для испарения вещества в количестве, достаточном для образования взрывоопасной смеси, а также свойств обращающихся веществ.

Нормативные требования. В зависимости от категории производств и класса взрывоопасной зоны к ним предъявляются нормативные требования в части обеспечения мер безопасности при проектировании и эксплуатации территорий предприятий, зданий, сооружений, строительных конструкций, электрооборудования, отопления и вентиляции. К этим нормативам относятся:

архитектурно-строительные нормативные требования;

нормативные требования к санитарно-техническим устройствам;

нормативные требования к электрооборудованию, средствам блокировки, автоматики и сигнализации.

Одним из важнейших документов, обеспечивающих условия безопасной работы, является технологический регламент, в котором излагаются правила пуска, эксплуатации и остановки оборудования, способы контроля углеводородов и дается перечень технологических инструкций, инструкции по технике безопасности и пожарной профилактике, знание которых обязательно для обслуживающего персонала установки.

Следует отметить, что нормативные акты, регулирующие вопрос охраны труда, находятся под надзором и контролем государственных органов. В случае, когда производственная деятельность предприятий или их структурных подразделений представляет опасность для жизни и здоровья работников и населения, эта деятельность может приостановлена по предписанию руководителей государственных инспекций труда и государственных инспекторов по охране труда на срок, необходимый для устранения выявленных нарушений.

Основные правила безопасного ведения технологического процесса. Требования по технике безопасности, включенные в рабочие процедуры, предусмотренны в соответствии с «Правилами безопасности при эксплуатации газоперерабатывающих заводов».

При работе различных отделений производства основные меры для устранения возможных выходов из строя, разрушения, пожара, взрыва, отравления, получения ожогов и т.п., включают следующее:

Современные средства автоматики и новой техники, включая применение компьютерных систем для управления процессами.

Электропитание от 2 независимых синхронных источников, имеющих стабилизированное напряжение 10 кВт.

Соблюдение процедур эксплуатации оборудования и требований по техобслуживанию в соответствии с технической документацией, указаниями и гарантийными сертификатами изготовителей.

Обеспечение постоянной работоспособности систем тревожного оповещения, систем аварийного останова, систем КИПиА и других управляющих систем в соответствии с гарантийными сертификатами изготовителей.

Обеспечение работоспособного состояния систем контроля за состоянием воздуха и окружающей среды, противопожарных систем, систем пожарного оповещения, систем связи и средств индивидуальной защиты для персонала.

Обеспечение работой систем вентиляции в соответствии с инструкциями, включенными в руководство по эксплуатации и техобслуживанию.

Обеспечение герметичности работающих под давлением аппаратов и трубопроводов как путем частой и визуальной инспекции, так и за счет использования систем контроля за состоянием воздуха/окружающей среды.

Своевременный и квалифицированный инструктаж по технике безопасности.

Своевременное выполнение ремонта оборудования в соответствии с графиком ППР.

Наличие и строгое соблюдение инструкций при выполнении ремонтных, газоопасных, огневых и т.д. работ, связанных с повышенной опасностью.

Знание обслуживающим персоналом технологических схем, расположения и позиций аппаратов, трубопроводов, запорных клапанов, регуляторов, а также понимание ими специфических функций в каждой позиции оборудования.

Организация правильного хранения химикатов и материалов в соответствии с санитарными нормами и правилами безопасности в промышленности.

Соблюдение порядка допуска и движения транспорта на территории, а также порядка допуска на территорию объекта персонала, для выполнения разовых и временных работ.

Организация своевременного и безопасного удаления отходов производства, а также выполнение мероприятий для обезвреживания таких отходов.

Рациональная организация труда и отдыха персонала с целью профилактики монотонности работы и сведения к минимуму физической нагрузки.

Характер токсичного действия веществ на организм человека. Меры безопасности.

Основные опасные свойства углеводородных газов - способность образовывать с воздухом горючие и взрывоопасные смеси. Углеводородные газы, исключая метан, тяжелее воздуха. В случае утечки они будут накапливаться в низких местах, таких как траншеи, скважины и колодцы.

Эти газы оказывают наркотическое влияние на человеческий организм, вызывая приступы асфиксии. При более высоких концентрациях отравление вызывает головную боль, тошноту, рвоту, судороги и нарушение дыхания. При вдыхании совместно с сероводородом, эти газы усиливают токсическое воздействие последнего.

При включении тревожного оповещения, указывающего на превышение ПДК углеводородов, всем на пораженном участке требуется немедленно надеть воздушно-дыхательные аппараты (ВДА).

Первая помощь: следует вынести пострадавшего на свежий воздух и уложить его в удобной позе. В случае удушья, следует немедленно применить искусственное дыхание до прихода врача.

Сырая нефть - соломенно-жёлтого цвета вязкая горючая жидкость, горение которой протекает с образованием едкого дыма и раздражающих паров.

При нормальных условиях горения образуются двуокись углерода, водяной пар, а также оксиды серы и азота. При неполном сгорании может образоваться окись углерода.

Нефть обладает умеренными токсичными свойствами оказывает неблагоприятное воздействие при попадании в организм человека. Может вызвать раздражение глаз. При проглатывании вызывает патологию или смерть. Пары этого вещества могут вызвать раздражение органов дыхания. Попадание на кожу может вызвать раздражение.

Следует немедленно обратиться за медицинской помощью в случае контакта с нефтью.

Использовать меры технологического контроля, местную вытяжную вентиляцию и другие технические средства, для содержания веществ в воздухе рабочей зоны ниже рекомендованных уровней воздействия. Использование средств индивидуальной защиты.

При попадании в глаза - немедленно промыть глаза водой в течение 15 мин, обратиться за медицинской помощью.

При попадании в органы пищеварения - дайте пострадавшему стакан воды или молока и срочно организуйте медицинскую помощь, не пытайтесь вызвать рвоту.

При попадании в органы дыхания - выведите пострадавшего на свежий воздух. При затруднении дыхания дайте кислород. При отсутствии дыхания сделайте искусственное дыхание, организуйте медицинскую помощь.

При попадании на кожу - снять загрязнённую одежду и обувь, тщательно омыть кожу водой и мылом, обратиться за медицинской помощью.

Азот - газ без цвета и запаха. Растворим в воде. Не горюч. В обычных условиях химически инертен. При определённых условиях несовместим с некоторыми материалами - низкие температуры могут привести к хрупкости пластика и резины. Опасность азота заключается в том, что он может скапливаться в закрытых помещениях, приямках, колодцах. Вдыхание высоких концентраций азота может привести к асфикции (удушье). Соприкосновение с жидким азотом влечёт криогенное обморожение.

Меры безопасности при производстве работ с азотом используются средства индивидуальной защиты (СИЗ) - защитные очки и перчатки из любого материала. Применять его только в хорошо вентилируемых помещениях. В случае больших проливов или утечек необходимо эвакуировать рабочий персонал с места происшествия. На случай аварии использовать воздушно-дыхательные аппараты (ВДА).

Первая помощь - высокое содержание азота приводит к недостатку кислорода в воздухе, это может повлечь за собой летальный исход, если пострадавший не будет немедленно вынесен на свежий воздух. При потере сознания сделать искусственное дыхание (рот в рот) с добавлением кислорода, немедленно обратиться за медицинской помощью.

При попадании в глаза промыть водой. При попадании на кожу жидкого азота действовать, как при обморожении на морозе - пострадавший участок окунуть в тёплую воду.

Ингибиторы. Первая помощь: В случае длительного контакта ингибиторы вызывают раздражение кожи слизистых оболочек. При контакте с кожей или глазами следует промыть пораженные участки водой и обратиться за медицинской помощью.

В случае отравления при вдыхании паров ингибиторов, следует вынести пострадавшего из загрязненного участка на свежий воздух. В случае потери сознания, уложить пострадавшего в горизонтальную позу и дать ему понюхать флакончик с водным раствором аммиака. В случае внезапного нарушения дыхания или прекращения дыхания, немедленно применить искусственное дыхание и вызвать врача.

Защита: резиновые перчатки, защитные очки и фартуки.

Жёлтая жидкость с ароматическим запахом, в воде не растворима.

Вещество может накапливать статические заряды, которые могут вызвать зажигательный электрический заряд, поэтому следует соблюдать правильные методы заземления.

Может образовывать воспламеняющиеся смеси или гореть гореть только при нагреве до температуры вспышки или выше. При горении образуются токсичные газы (окиси азота).

Низкая степень токсичности. Вдыхание жидкости в небольших количествах в дыхательные пути во время проглатывания или рвоты может вызвать бронхопневмонию или лёгочный отёк.

Концентрация паров выше рекомендуемой может вызвать раздражение дыхательных путей, головную боль и головокружение, может иметь анестезирующий эффект или др. воздействие на центральную нервную систему.

На коже может вызвать аллергическую реакцию. Раздражает глаза, может вызвать повреждение глазной ткани.

Меры безопасности: Рекомендуется местная вытяжная вентиляция. При использовании в замкнутом пространстве и недостаточной циркуляции воздуха рекомендуется механическая вентиляция.

Средства защиты органов дыхания по необходимости с полной маской. Защитные очки.

Первая помощь: При вдыхании - немедленно вынести пострадавшего на свежий воздух. Если дыхание остановилось сделать искуственное. Обеспечить покой, обратиться за срочной медицинской помощью.

При попадании на кожу - промыть поражённый участок водой с мылом. Снять загрязнённую одежду. Если раздражение продолжается, обратиться за медицинской помощью.

При попадании в глаза - промыть большим количеством воды не менее 15 минут, придерживая веки. Обратиться за медицинской помощью.

При проглатывании - не пытайтесь вызвать рвоту. Обеспечьте пострадавшему покой, обратитесь за медицинской помощью.

Жидкость светло-жёлтого цвета, растворимая в воде, вызывает ожоги кожи и глаз. Он является воспламеняющимся веществом, его нельзя держать возле источника тепла, искр или открытого пламени.

Избегать контакта с окислителями, которые могут выделить тепло, создать возникновение пожара, взрыва и выделения токсических паров. В процессе горения выделяется СО, СО2.

Вызывает ожоги глаз и кожи, в результате могут быть ожоги третьей степени.

При проглатывании в зависимости от длительности воздействия и оказания первой помощи может вызвать депрессию центральной нервной системы, тошноту, головокружение, рвоту или потерю сознания.

Технологическая сигнализация. На случай возможного возникновения опасных ситуаций система останова запроектирована с учетом защиты объекта КТЛ 2.3 с минимальным воздействием на состояние окружающей среды. Специальная система перевода в безопасное состояние при неисправности (ПБСН), связана с РСУ параллельными процессорами, обеспечивающими 100% избыточность. В главе 9 описывается детальная процедура при аварийных ситуациях, а также относящиеся причинно-следственные диаграммы аварийного останова (АО).

Вентиляция. Все вентиляционные установки выполнены в соответствии с «Инструкцией по проектированию отопления и вентиляции нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий».

В период эксплуатации все системы должны находиться в исправном состоянии, работать бесперебойно.

Перед включением вентиляционных систем проверить отсутствие недопустимых смесей газов в соответствующих зданиях. Если это условие выполнено, системы включаются с помощью выключателей, расположенных вне здания.

В случае обнаружения утечек газа в зданиях (компрессорная, помещение нагнетателей и насосной) предусматривается автоматический останов нормальной системы вентиляции и сброса воздуха из помещений с включением аварийных вентиляторов и сброса потенциально опасных газовых смесей в безопасные пункты на период существования опасной ситуации. Производительность аварийных вентиляторов рассчитана на отвод газовоздушных смесей с расходом, превышающим любое возможное количество попадающих с наружной площадки смесей газа и воздуха в период опасных ситуаций. Основная вентиляция обеспечивает 10-ти кратный обмен воздуха для компрессорных и 15-ти кратный для насосных. Состоит из приточных и вытяжных вентиляторов. Аварийная вентиляция вытяжная, обеспечивает 8-ми кратный обмен воздуха дополнительно к основной.

Предусматривается система кондиционирования в зданиях и помещениях с тем, чтобы в пределах защищенных зон всегда поддерживалось положительное давление на уровне 5 мм водяного столба с целью сведения к минимуму риска проникновения газа. Регулирование температуры воздуха в пределах 20 - 25оС и влажности в пределах 30 - 60% в комбинации 5-кратным воздухообменом обеспечит комфортабельные рабочие условия для персонала и удовлетворительные условия для работы оборудования.

Системы и средства противопожарной защиты. Средства противопожарной защиты на КТЛ 2.3 включают следующее:

Система пожарного тревожного оповещения

Кольцевая магистраль пожарной воды

Система пенопожаротушения

Система тушения пожара галоном.

Система тревожного пожарного оповещения. Система тревожного пожарного оповещения основывается на включении следующих детекторов и ручных кнопок тревожного оповещения:

Детекторы тепла

Детекторы дыма

УФ-детекторы пламени

Кнопки с разбиваемым стеклом

Для каждого здания и участка предусматривается как минимум по два предупреждающих устройства. Сигналы от кнопочных предупреждающих устройств направляются на графическую панель в центральной операторной, где включается звуковая и визуальная тревожная сигнализация. На графической панели отображается габарит здания или позиция, откуда был получен сигнал, т.е., отмечается включение определенного кнопочного тревожного устройства. Управляющая система имеет средства для фильтрации ложных сигналов и включает средства пожаротушения.

В случае пожара включается общезаводская сирена. Данная сирена установлена на крыше центральной операторной.

Ручные предупреждающие устройства предусмотрены на каждом выходе из зданий, у аварийных выходов и по периметру установки с интервалами между устройствами не более 50 м. Эти устройства служат только для предупреждения. Включение любого ручного предупреждающего устройства обусловит следующее:

Включение звуковой сигнализации определенного тона в центральной операторной;

Номер относящегося устройства меняет свой цвет на янтарный;

Местонахождение тревожной зоны указывается янтарным цветом на графической панели.

Кольцевая магистраль пожарной воды. Кольцевая магистраль пожарной воды подсоединена к системе хозяйственного водоснабжения завода. Общая емкость системы водоснабжения составляет 20000 м3. Максимальный расход - 600 м3/час. Диаметр трубопровода подачи воды составляет 200 мм. На установке пожарная вода подается к мониторам, пожарным гидрантам и к кольцам дренчерного орошения аппаратов. Все гидранты выполнены из морозостойких материалов. Они располагаются по периферии установки вдоль магистральных линий пожарной воды с максимальными интервалами 80 м, и каждый гидрант имеет по одному фитингу DY100 и по два боковых фитинга DY65. Пожарные мониторы используются для пожаротушения и водяного охлаждения технологического оборудования и зданий во взрыво- и пожароопасных зонах. Пожарные мониторы стационарно подсоединены к системе подачи пожарной воды.

Для каждого монитора предусмотрены по два фитинга 100 мм диам. на отметках 0,7 и 1,3 м выше уровня земли. На каждой линии питания монитора имеется шиберный клапан, расположенный у кольцевой магистрали пожарной воды, уложенной ниже глубины промерзания. Шиберные клапаны закрыты в зимнее время, а стояк находится в сухом состоянии за счет автоматического клапана, который сбрасывает давление из системы, обусловленное дифференциальным давлением непосредственно после закрывания шиберного клапана.

Подача воды к оросительным кольцам аппаратов предусмотрена либо автоматическим, либо ручным способом. Включающая кнопка располагается рядом с каждым аппаратом. В неработающем состоянии вертикальный стояк оросительной воды остается сухим за счет действия автоматического шиберного клапана, который установлен после запорного клапана. Для целей пожаротушения в зданиях фитинги для пожарных насосов предусмотрены в системе подачи пожарной воды. Стояки располагаются вдоль внутренних стен здания и имеют рукава и дроссельные клапаны.

Освещение. Система освещения включает внутреннее освещение зданий, территории завода, освещения участков заливающим светом, охранное освещение, освещение по периметру завода и освещение дорог.

Освещение в зданиях предусматривается с помощью люминесцентных светильников или натриевых светильников высокого давления типа SON, когда высота установки превышает 4 м.

Уровни освещенности для обеспечения минимального среднего освещения в рабочих условиях предусматриваются, как это указано в приведенных ниже таблицах 10 и 11.

Таблица 10 - Характеристика здания

Объект	Освещение
Насосные и компрессорная, генераторные залы, подсобные здания, помещения для оборудования и аккумуляторные в подстанции	200 люкс на уровне пола
Операторные, конторские помещения и лаборатории	500 люкс на уровне 0,85 выше отметки пола
Чертежно-конструкторские бюро	700 люкс на уровне 0,85 выше отметки пола
Мастерские	300 люкс на уровне 0,85 выше отметки пола
Склады и кладовые	150 люкс на уровне 0,85 выше отметки
Общие технологические участки	50 люкс на нулевой отметке
Рабочие и обслуживающие площадки	50 люкс на уровне 0,85 м выше отметки площадки
Площадки для взятия отсчетов с приборов	100 люкс на уровне площадок для взятия отсчетов с приборов.
Местные управляющие панели	300 люкс на уровне 0,85 м выше отметки пола
Наружные склады и резервуарные парки	20 люкс
Автостоянки	20 люкс на нулевой отметке
Охранное ограждение	20 люкс на нулевой отметке
Освещение дорог	10 люкс минимально на нулевой отметке, только в местах, где предполагается умеренное движение транспорта.

Таблица 11 - Уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах

Рабочее место	Уровни звукового давления, дБ, в октановых полосах со средними метрическими частотами, Гц									Уровни звука, дБА
	8000	4000	31,5	63	125	250	500	1000	2000
Компрессорные, насосные, наружные установки	69	71	107	95	87	82	78	75	73	60
Операторные	49	50	93	79	70	63	58	55	52	80

6.1 Расчет освещения

Рассчитать необходимую силу света для освещения диаметром 4 м, при высоте подвески светильника h = 3 м. Если светильник расположен на оси верстака, то tg падения светового луча будет равен:

tg α =R/h = 2/3 = 0,666 согласно СНиП 23-05-95, а сам угол падения для наиболее удаленной точки α =34.

При условии, что нормируемая освещенность составляет Ен = 15 мк, а коэффициент запаса на «старение» и загрязнение светильников К = 45, то необходимая сила света будет равна:

J = (E·h2·K)/ cos α = (15· 32· 45)/(0,8 · 293)=337,5 КД

газ осушка гликоль заземление

Для рассчитанных параметров по каталогу выбираем светильник РН-200 мощностью 200ВТ со световым потоком F = 3, 200 мм.

6.2 Расчет общего сопротивления заземления

Рассчитать общее сопротивление контура выносного заземления механосборочного цеха, если в качестве заземлителей используется уголковая сталь с dэкв = 7см, и 13 = 300 см, а удельное сопротивление грунта φ = 2· 104 Ом· см (согласно ПУЭ - 98).

Сопротивление одиночного заземления вертикально загубленного в грунт:

R3 = [(0,36φ)/l3][lg(2l3)/d+5,0lg/ (4t + l3)/(4t-l3)] = [(0,366· 2 104)/300][lg/(2 · 300)/7 + 5,0 lg(( 4 · 220 + 300)/(4 · 200- 300))]= 51 Ом,

где 220 см - глубина заложения заземления в грунт (70 см расстояние от верхнего торца заземлителя до поверхности земли).

Необходимое количество заземлителей:

N=(R3-Kc)/(Rd-η3)=(51· 1,4)/(4 · 0,6)=30

где Кс=1,4-коэффециент сезонности для переходного периода года районов 4 климатического пояса;

η3=0,6 - коэффициент использования расположенных в один ряд заземлителей; =4Ом - допустимое сопротивление заземляющего устройства (ПТЭ и ПТБ - 2000).

Длина соединительной полосы:

=1,05· 2l 3 ·N=1,05·600·30=18900 см, и ее сопротивление равна 2,46 Ом.

Толщина и ширина соединительной полосы соответственно 0,6 и 8 см.

Таким образом представленные разработки по безопасности и охраны труда отвечает всем требованиям нормативных документов по охране труда и требованиям Госсаннадзора и Госэнергонадзора РК.

Расчет промышленной вентиляции

Рассчитать естественную вентиляцию участка - длина А=20м, ширина В=15м, высота H=6м при нормальном микроклимате и отсутствии каких либо вредных выделений необходимый воздухообмен составит:

=N∙Z=50∙20=1000м3/ч

где Z - необходимый расход воздуха на одного работающего, при Z1=(А∙В∙ H)/ N=36м3, так как при Z1=30;40м3 по санитарным нормам Z=20м3/ч. Если площадь нижних вентиляционных проемов принято Fн=3м2, то скорость движения воздуха в них составит:

=Qн/(M∙Fн)=0,28/(0,15∙3)=0,62м/с

где Qн=1000м3/ч=0,28м3/с - необходимых воздухообмен и М=0,15- коэффициент, учитывающий коэффициент раскрытия створок.

Потеря давления в приемных вентиляционных отверстиях:

н=(V2н∙ γн)/(2∙g)= (0,622∙1,1)/(2∙9,81)=0,021кгс/м2

В этой формуле удельный вес наружного воздуха для теплого и переходного периода.

γн=(0,455∙Р)/(273+tн)= (0,455∙700)/(273+17)= 1,10кгс/м3

где Р=700мм рт.ст - давление атмосферного воздуха, а tн=17 - средняя температура наружного воздуха для теплого и переходного периода года температура выходящего из помещения воздуха может быть установлена из следующего соотношения:

в=(tрз-t1+m∙t1)/m=(20-17+0,82∙17)/0,82=210С, tв=291К

где tрз - нормируемое значение температуры воздуха в рабочей зоне, которое для категории и работ средней тяжести Па и переходного периода года составляет 200С: коэффициент m=0,82 для холодных цехов машиностроительных заводов. Тогда удельный вес удаляемого из помещения воздуха:

γв=(0,455∙Р)/(273+tв)= (0,455∙700)/(273+21)= 1,083кгс/м3

Потери давления воздуха в верхних вентиляционных проемах:

в=H∙(φн∙γв)= 6∙(1,10∙1,083)=0,102кгс/м2

Требуемая суммарная площадь вытяжных вентиляционных проемов

в=Q/(M∙ν) (Hв∙2ν∙Q)/γв)=0,28∙/(0,15∙ν)(0,102∙2∙9,81)/1,083)=1,4м2

Для равномерной вытяжки выходящего из цеха воздуха по длине перекрытия целесообразно предусмотреть 3 вентиляционный люк площадью по 0,47м2 через каждые 5метров.

7. Раздел охраны окружающей среды

В настоящее время охрана окружающей сред стала одной из наиболее актуальных проблем. Качество окружающей среды в значительной степени зависит от бурного развития химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Как правило, человечество использует 52 из 77 металлов периодической системы., причем 20 из них вследствие своей токсичности представляет серьезную особенность для всех живых организмов, в том числе и для человека.

По данным специалистов, в результате промышленной деятельности в атмосфере быстрыми темпами увеличивается содержание СО2, что может пагубно повлиять на будущее человечества. Выбросы в атмосферу должны быть взяты под контроль всеми государствами.

Один из основных вопросов охраны окружающей среды - охрана водного бассейна от загрязнения. К важнейшим мероприятиям охраны гидросферы относится очистка промышленных сточных вод и их дальнейшее использование для водоснабжения предприятий.

Наиболее опасны для водоемов сточные воды предприятий газоперерабатывающей промышленности, хотя их объем по сравнению с объемом сточных вод предприятий других видов промышленности невелик. Сточные воды газоперерабатывающих предприятий характеризуются сложным и переменным составом, токсичностью, содержанием большого количества растворенных, а не взвешенных, загрязнений. Заменяя природную воду очищенными сточными, можно решить проблему ликвидации дефицита водных ресурсов и предотвратить истощение запаса пресных вод. На газоперерабатывающих промышленностях используют различную воду: речную, фильтрованную, артезианскую охлажденную, частично или полностью деминерализованную питьевую и др. Ее применяют в качестве сырья, растворителя, реакционной среды, экстрагента или абсорбента, для нагревания и охлаждения, или перегонке, для создания вакуума, мытья тары, полов и др.

Для подогрева через стенку широко используют также водяной, или “острый ” пар.

В нефтеперерабатывающей и газоперерабатывающей промышленности применяют несколько систем водоснабжения: прямоточное, последовательное, оборотное и комбинированное. На газоперерабатывающих предприятиях, особенно топливного профиля, сточные воды канализуются по централизованной схеме, т.е. представляют собой совокупность потоков, собираемых от предприятия в целом. Сточные воды химических заводов канализуются по раздельной системе. Сточные воды, содержащие небольшие примеси органических веществ, часто объединяют с бытовыми сточными водами и направляют на биологическую очистку.

На сегодня основными загрязнителями атмосферы являются оксиды серы, азота (сжигание природного газа, жидкого топлива) и пыль. Для предотвращения загрязнения атмосферы необходимо снижение выбросов жидких и газообразных углеводородов, утилизация нефтяных газов и газов выветривания, применение надежного высокотермичного оборудования. Источники газовыделения бывают организованные, так и неорганизованные.

С целью проверки выполнения требований по охране окружающей среды правоохранительные органы обследуют источники загрязнения. Они контролируют работу газоочистных и пылеулавливающих установок, их техническое состояние, эффективность очистных сооружений, герметизацию технологического оборудования, выполнения технических мероприятий по уменьшению вредных выбросов в атмосферу и т.д. Контроль позволяет собрать достаточную информацию для уяснения фактического положения дел, выявления источников загрязнения атмосферного воздуха и установления виновных лиц.

Безотходная технология является наиболее активной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий. Под понятием “безотходная технология” следует понимать комплекс мероприятий в технологических процессах от обработки сырья до использования готовой продукции, в результате чего сокращается до минимума количества вредных выбросов и уменьшается воздействие отходов на окружающую среду до приемлемого уровня.

Экономический эффект защиты окружающей среды от загрязнения лишь частично реализуется предприятиями и отраслями, принимающими меры к ограничению вредных выбросов в окружающую среду [13].

Показатель общего объёма выбросов представляет собой общее количество выбросов в атмосферу в килограммах в расчёте на метрическую тонну добытой нефти. Общий объём выбросов в атмосферу включает в себя выбросы от сжигания газа на факелах, работы печей для сжигания мусора, котельных, газовых турбин, объектов погрузки продукции, резервуарных парков, отработки на амбар, факелов нас скважинах и других промысловых объектах, автомобильные выхлопы, аварийные выбросы и других источников.

Показатель сжигания газа на факеле определяется как суточный объём всего газа, сжигаемого на факелах завода и товарного парка, и измеряется в миллионах куб. метров в день. Сюда относится сырой газ, бессернистый газ, кислый газ, сухой газ, пары сжиженного нефтяного газа. Объёмы сбрасывания на факел рассчитываются по положению клапанов (% открытости), которые регулируют подачу газа в манифольд факелов, и “кривым графиков отношения объёмов к положения этих клапанов”.

Показатель по разливам определяется как отношение объёма регистрируемых разливов за каждый месяц к баррелям произведенной нефти. Регистрируемые объемы разливов рассчитываются по самым совершенным инженерным методам в зависимости от типа и места разлива.

Условно, по характеру действия на отдельные ткани и системы организма токсичные вещества делят на следующие группы:

нейротропные (нервные);

яды крови, реагирующие с гемоглобином крови, нарушающие костномозговое кроветворение, разрушающие элементы крови;

гепатропные (печеночные) яды;

канцерогены;

вещества, раздражающие органы дыхания;

яды, прижигающие и раздражающие кожу и слизистые оболочки.

По приведенной классификации нефть и большинство продуктов ее переработки (бензин, керосин, газы, ароматические продукты) являются нервными ядами, обладающие наркотическими действиями и поражающими, главным образом, центральную нервную систему. Они повышают возбудимость человека, вызывают головокружение, сердцебиение, общую слабость организма, нередко заканчивающуюся потерей сознания. Нефть и жидкие нефтепродукты, попадая на кожу, обезжиривают и сушат ее, вызывают различные кожные заболевания (экземы, дерматиты).

Таблица 13 - Характеристика твердых отходов

Наименование отхода	Колво, т/год	Периодичность образования	Место складирования	Метод утилизации или нейтрализации	Примечание
Канализационный шлам	1,025	Раз в год	Полигон твердых отходов	Захоронение	Неопасные отходы, указана сухая масса
Замасленный шлам	6,6	Раз в год	Полигон твердых отходов	Захоронение	Неопасные отходы, указана сухая масса
Активированный уголь из F-326.3 - А/В	44,2	4 раза в год	Полигон твердых отходов	Захоронение	Возможно опасный материал. Каждый следующий слой загружается приблизительно через 6 месяцев
Молекулярные сита из газоосушителей R-720, 721, 722	6,9	Один раз в 3 года, каждый слой	Полигон твердых отходов	Захоронение	Неопасные отходы
Молекуляр-ные сита из осушителей пропана  R-730.3, 731.3	1,6	Раз в 3 года	Полигон твердых отходов	Захоронение	Неопасные отходы
Дессикант из установки производства азота	40 кг/год	Раз в 3 года	Полигон твердых отходов	Захоронение	Неопасные отходы
Молекулярные сита из установки производства азота	455 кг/год	Раз в 3 года	Полигон твердых отходов	Захоронение	Неопасные отходы

Таблица 14 - Характеристика жидких отходов

Наименование	Кол-во сточ-ных вод, м3/год	Метод утилизации или нейтрализации	Периодичность	Пункт сброса	Допустимый уровень загрязнения	Замечания
Хозбытовые стоки (К-1)	1650	Биологическая очистка	Постоянно	Очистные сооружения	См.  Сл. Табл.	Откачка вакуумной машиной из сборника стоков и транспортировка на очистные сооружения
Промливневая канализация от технологических установок (КЗ )	5300	Механическая и биологическая очистка	Постоянно	Очистные сооружения	См.  Сл. Табл.

Таблица 15 -Допустимое количество загрязнений

Тип отходов	БПК, мг/л	Всего мехпримесей, мг/л	рН	Общее солесодержание, мг/л
Хозбытовые стоки (К-1)	<50	<20	7,0-8,5	325
Канализация (КЗ) и (К9)	<50	<20	7,0-8,5	28000

БПК - биологическая потребность в кислороде.

Таблица 16 - Выбросы в атмосферу

Тип выброса	Кол-во выброса,  м3/сек	Метод утилизации или нейтрализации	Предельная допустимая норма
Сброс на факел	1,5	Сжигание на факеле	Выброс NOx в кол-ве 0,41 г/сек
Дымовые газы из нагревателя регенерации газа  В-720.3	1,4	Сброс в атмосферу	Выброс NOx в кол-ве 1,83 г/сек

8. Экономический раздел

.1 Обоснование годовой производственной мощности

На основе режима роботы установки и графика планово - предупредительных ремонтов определяем эффективный фонд работы установки по данным, приведенным ниже (в днях):

Календарный фонд рабочего

Времени 365

Выходные и праздничные дни 109

Капитальный ремонт 26

Текущий ремонт 6

По технологическим причинам 3

Итого 35

Расчет капитальных затрат коэффициент использования оборудования во времени 330:365=0,904

Годовая мощность установки по сырью 529470∙7920=4070064,2 т

Таблица 17 - Первоначальная стоимость основных производственных фондов

Наименование основных производственных фондов	Первоначальная стоимость
	Тыс. тг	%
1 Здания 2 Рабочие силовые машины и оборудование 3 Хозяйственный инвентарь	736220,2 4933539,8 28876,8	13,0 86,6 0,4
итого	5698636,8	100

8.2 Организация производства

Таблица 18 - График выхода на работу при 8 ми часовом рабочем дне,4 бригад (за месяц)

Бригады	дни, месяцы сменооборот
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Бригада 1	-	1	1	-	2	2	3	3	-	1	1	-	2	2
Бригада 2	1	-	2	2	3	3	-	1	1	-	2	2	3	3
Бригада 3	2	2	3	3	-	1	1	-	2	2	3	3	-	1
Бригада 4	3	3	-	1	1	-	2	2	3	3	-	1	1	-
Бригады	дни, месяцы сменооборот
	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28
Бригада 1	3	3	-	1	1	2	2	3	3	-	1	1	-
Бригада 2	-	1	1	-	2	2	3	3	-	1	1	-	2	2
Бригада 3	1	-	2	2	3	3	-	1	1	-	2	2	3	3
Бригада 4	2	2	3	3	-	1	1	-	2	2	3	3	-	1
	29	30	31
Бригада 1	2	2	3
Бригада 2	3	3	-
Бригада 3	-	1	1
Бригада 4	1	-	2

График составляется на год

Обозначения 1-ночная смена с 0 до 8час.

-смена первая с 8 до 16 час.

-смена вторая с 16 до 0час.

-отдых

Таблица 19 - Расчет баланса рабочего времени на одного среднесписочного рабочего за год

Наименование показателей	Непрерывное производство
	При 8-ми часовом рабочем дне 4-х бригадном графике
1 Календарное число 2 Не рабочие дни 2.1 Выходные 2.2 Праздничные	365 104 -
Итого	104
3 номинальное число дней (Тн) 4 планируемые число дней невыходы: 4.1 очередные и дополнительные отпуска 4.2 невыходные поболезни и декретным отпускам	17 8
4.3. Выполнение государственных и общественных обязанностей	1
4.4. Отпуска в связи учебой без отрыва от производства	1
5. Эффективный фонд времени, час	1872

Таблица 20 - Расчет численности персонала в смену

Наименование профессий рабочих	Численность	Разряд	Часовые тарифные ставки тг.
Ст. оператор техн. устан. оператор техн. устан.	4 4	6 5	70,32 65,93
Всего	8

Для трех смен: 8х3=24 человек

Расчет годового фонда заработной платы (в тг.)

Производственные рабочие число Человека - смен в год 365х3=1095

Число праздничных смен 3х8=24

Старший оператор VI разряда

Оплата по тарифу 1095х70,32х8=616003,2

Сумма премин 616003,2х0,25=154000,8

В ночное время 616003,2х0,2:3=41066,88

В праздничные дни 24х70,32х8=13501,44

Основная заработная плата 616003,2+154000,8+41066,88+13501,44=824572,32

Оплата дней отпуска 824572,32:258х27=86292,45

Оплата дней выполнения государственных обязанностей 824572,32:258х1=3196,02

Дополнительная заработная плата 86292,45+3196,02=89488,47

Оператор V разряда

Оплата по тарифу 1095х65,93х8=577546,8

Сумма премии 577546,8х0,25=144386,7

В ночное время 577546,8х0,2:3=38503,12

В праздничные дни 24х65,93х8=12658,56

Основная заработная плата 577546,8+144386,7+38503,12+12658,56=773095,2

Оплата дней отпуска 773095095,2:258х27=80905,3

Оплата дней выполнения государственных обязанностей 773095,2:258х1=2996,5

Дополнительная заработная плата

,3 + 2996,5 = 83901,8

Таблица 21 - Расчет годового фонда заработной платы производственных рабочих

Профессия	Разряд		Длительность смены, ч	Явочное число в смену		Число смен в году	Часовая тарифная ставка, тг.		Основная заработная плата
									Оплата по тарифу		Премии				Доплата за работу
											Размер		Сумма, тг	В ночное время
Старший оператор	VI		8	4		1095	70,32		616003,2		25		154000,8	41066,88
Оператор	V		8	4		1095	65,93		577546,8		25		141386,7	38503,12
Итого				8
					Дополнительная			заработная		плата
Доплата за работу		Всего			Оплата дней отпуска			Оплата дней выполнения  гос. обязанностей		Итого		Всего
В праздничные дни
11		12			13			14		15		16
13501,44 12658,56		824512,32 773095,2			86292,45 80905,3			3196,02 2996,5		89488,47 83901,8		914060,79 856997
		1597667,5								173390,27		1771057,7

Годовой фонд заработной платы рабочих с отчислениями на социальное страхование:

,36∙1,14 = 281302,25 тг.

8.3 Калькуляция себестоимости

Таблица 22 - Расчет производственной программы

Вид сырья и продукции, т	% отбора	Годовой объем, т
Взято сырье:  Увлажненная парогазовая смесь   Свежий раствор гликоля	98,5  1,5	4193399,5 63796,51
Итого	100	4257196
Получено калькулируемая продукция  Осушенная газовая смесь  не калькулируемая продукция   Насыщенный раствор гликоля	98,4 1,6	4192804,7  64391,376
Итого	100	4257196

Расчет затрат на содержания и эксплуатацию оборудования Расчет амортизационных отчислений:

где К - капитальные затраты тс. тг.

Н - нормы амортизации %

Затраты на текущий ремонт: определяют по формуле:

сэк=659829,4+15096,2=674х925,6 тыс. тг.

т.р=3,6х4193399,5=15096,2 тыс. тг.

в.п=4193399,5х60,8=255319,9

Таблица 23 - Прямые затраты по содержание и эксплуатацию оборудование

Наименование статей	Сумма, тыс. тг.
Топлива и энергетика  Заработная плата  Отчисления на социальный страхования Затраты на содержание и эксплуатацию	39844829 24675636 28130225
Оборудования  Внутризаводская  Перекачка	512877,3 255319,9
Всего	406135552

 

Цеховые расходы определяют по формуле:

где Пр - прямые затраты, тс. тг.

Н-норма цеховых расходов, %

Общезаводские расходы определяют по формуле

где Нор - норма общезаводских расход. Тыс. тг.

Таблица 24 - Проектная калькуляция себестоимости продукции

Продукция	Тенге
Сырье: Увлажненная парогазовая смесь	2178	1	4193399,5	9133224,1
Итого			4193399,5	9133224,1
Вспомогательные материалы: Свежий раствор гликоле	20869,92	0,027	113221,78	2362929,4
Итого			113221,78	2362929,4
Энергетические затраты: Электроэнергия (квт∙ч) Вода (в м3) Топливо, т  Пар, т	263.44 8225,47 2880 527,97	0,55 1.1 0,1 0,03339	2307095,6 4614191,3 419471,9 142200,9	607,78126 37953892 1208079 75077,89
Заработная плата производственных рабочих с отчислениями на социальное страхования				2019005,7
Амортизация тыс. тг.				659829,4
Цеховые расходы тыс. тг.				1137179,4
Общезаводские тыс. тг.				5685897,2
Всего полная себестоимость				60842892

8.4 Расчет технико-экономических показателей установки

Производственная себестоимость одной тонны основной продукции определяются по формуле:

где 3с - затраты, на вес выпуск основной продукции рассчитывается по формуле:

Ц=0,3с+с

Ц=14511х0,3+14097=18864,3 тг/т

Таблица 25 - Сводные данные

Наименование товарной продукции	Себестоимость		Цена (стоимость)
	1 т, тг	Все выпуска тыс. тг	На 1 т, тг.	Всего весового объема
Осушения газовая смесь	14511	60841789	18864,3	79094325
Статьи затрат	Цена тг.	Норма расходе. т	Годовой расход. т	Сумма на весь объем тыс. тг.

Показатель фондоотдачи определяется по формуле:

где, Тп - стоимость товарной продукции, тыс. тенге;

К - капитальные затраты, тыс. тенге.

 тенге

Показатель фонда вооруженности определяют по формуле:

 тенге

где Фосн - стоимость основных производственных фондов, тыс. тенге

Н - численность производственных рабочих человек

Производительность труда:

 т/чел

Прибыль рассчитывается исходя из следующего:

П = Ц-С

П = 79094325- 60841789 = 18225360 тыс. тенге

Рассчитаем рентабельность по формуле:

 

Срок окупаемости составит:

 года [14]

Таблица 26 - Сводные технико-экономические показатели

Показатели	По проектy
Мощность, м3. Товарная продyкция, тыс. тенге Капитальные затраты, тыс. тенге Численность работающих, чел. Выработка на одного работающего, тенге/ чел. Фондоотдача, тенге Срок окупаемости затрат, лет Рентабельность, %	5000000 79094325 5998448,7 24  174700 13,2 3,3 30

Заключение

В отличие от многих стран Казахстан для развития многих отраслей нефтехимической промышленности располагает собственной сырьевой базой, включая природные и попутные газы, газообразные и жидкие углеводороды, получаемые при разгонке, крекинге нефти и т.д.

Отечественная газопереработка реализована, в основном, в варианте извлечения углеводородов С1 - С4. Однако углеводородный газ требует особого внимания как огромный источник углеводородного сырья, способный качественно повысить эффективность народно-хозяйственного комплекса.

Высокая эффективность применения нефтяного газа в процессах, нефтехимического и органического синтеза активно направляет работы по совершенствованию техники промысловой и заводской переработки минерального сырья.

Переоценка необходимого технического уровня промысловой и заводской обработки и переработки нефтяного газа позволит решить несколько важных народно-хозяйственных задач для газовой отрасли, качественная подготовка товарного топливного газа, борьба с потерями и осложнениями при его транспорте, повышение отдачи на вложенный капитал: для народного хозяйства в целом - вовлечение в хозяйственный оборот количества ценного углеводородного сырья.

Нефтяные газы, безусловно, представляют интерес как дополнительный источник энергии для обеспечения возрастающей потребности народного хозяйства Республики в топливах и нефтехимическом сырье.

Существующие в настоящее время некоторые из газоперерабатывающих заводов находятся в состоянии физической и моральной устарелости и требует коренной модернизации. Повышение качества и производительности переработки углеводородных газов - необходимое условие тенденции мировой нефте- и газоперерабатывающей промышленности. Ведь газоперерабатывающая промышленность позволяет обеспечить потребность Республики в различных продуктах, таких как метанол, гликоли, амины, спирты, различные ингибиторы, высокооктановые компоненты, одорант, растворители, абсорбенты, бензины. дизельные и печные топлива, олефины и полиолефины.

Дипломный проект на тему проектирования установки осушки газа, производительностью 500тыс.м3/год выполнен в соответствии с требованиями задания. Основное назначение осушки удаление влаги из газов. Осушка необходима в тех случаях, когда газ направляется для каталитической переработки с использованием чувствительного к воде катализатора или когда фракционирование и дальнейшая переработка газа проводятся при низких температурах.

Необходимость осушки газа является одной из основных улучшения качества продуктов. В процессе проектирования выполнены следующие разделы: литературный обзор - где кратко изложена назначение процесса осушки, применение жидких и твердых поглотителей. Технологический раздел состоит из выбора места производства, выбора места строительства, характеристики сырья, готовой продукции, описание технологической схемы и нормы технологического режима. Приведен материальный баланс процесса. В расчетном разделе выполнен тепловой баланс и основные размеры абсорбера, и рассчитан вспомогательный аппарат теплообменника. В механическом расчете выполнен ветровой момент колонного аппарата - абсорбера. В аналитическом разделе качества сырья, продуктов дается роль анализа на сырье продуктов вспомогательных материалов, а также кратность отбора проб. Вопросы охраны труда, освещены техника безопасности и противопожарные мероприятия, а также экологические вопросы. В технико-экономическом разделе приведен расчет капитальных затрат, основных производственных рабочих, калькулирование себестоимости продукции и основные ТЭП.

Литература

1. Омаралиев Т.О. Специальная технология переработки нефтяного сырья - Астана: Фолиант, 2004.

. Омаралиев Т.О. Технология переработки нефти и газа. Ч-2. Деструктивные процессы переработки нефтяного сырья. - Астана: Фолиант, 2003.

. Чуракаев А.М. Газоперерабатывающие заводы и установки.- М.: Недра, 1994.

. Дронин А.П., Пугач И.А. Технология разделения углеводородных газов. М.: Химия, 1986, 387 с.

. Бондаренко Б.И. Альбом технологических схем переработки нефти и газа. - М.: 2003. - 65 с.

. Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии нефти и газа. М.: Химия. 1986.

. Фаромазов С.А. Оборудование НПЗ и его эксплуатация. М.: Химия. 1984.

. Основные процессы и аппараты химической технологии / под ред. Ю.И. Дытнерского М.: Химия. 1991.

. Голубятников В.А., Шувалов В.В., Золотникова А.Г. Организация и планирование производства. Управление нефтеперерабатывающими и нефтехимическими предприятиями. М.: Химия. 1988.

. Черенков В.А. Промышленные приборы и средства автоматизации. Справочник. Л.: Машиностроение. 1987.

. Эрих В.Н., Росина А.Г. Химия и технология нефти и газа. Л.: Химия. 1985.

. Макаров Г.В. Охрана труда в химической промышленности. М.: Химия. 1977.

. Белов П.С. Экология производств химических продуктов из углеводородов нефти и газа. - М.: Химия, 1999. - 256 с.

. Новиков С.В. Экономика химической промышленности. - М.: Химия, 1985. - 457 с.

. Н.И. Чугунова, М.Е. Ермаганбетов, Ж.Т. Албаева. Дипломный проект. Методические указания к выполнению дипломного проекта при кредитной системе подготовки бакалавров. Алматы: КазНТУ имени К.И. Сатпаева, 2009. С. 1-36.

. Методы расчета теплофизических свойств газов и жидкостей. Всесоюзное объединение нефтехим.- М.: Химия, 1974.

. Лащинский А.А., Толчинский Л.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. - Л.: Химия, 1970. - 678 с.

. Лапшенков Г.М., Поломский С.Б. Автоматизация производственных процессов химических производств. - М.: Химия, 1989. - 381 с.

. Пряникова В.И. Справочник по охране труда и технике безопасности в химической промышленности. Общие положения, устройство и содержание.