Расчет и проектирование производства полиэтилена полимеризацией этилена в газовой фазе на хроморганическом катализаторе производительностью 60000 тонн в год
РЕФЕРАТ
ПОЛИЭТИЛЕН, ЭТИЛЕН, ВОДОРОД, ХРОМООРГАНИЧЕСКИЙ
КАТАЛИЗАТОР, СИНТЕЗ, РЕАКЦИЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ,
ГАЗОФАЗНЫЙ МЕТОД, РЕАКТОР, КОЖУХОТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК
Цель проекта: рассчитать и спроектировать
производство полиэтилена полимеризацией этилена в газовой фазе на
хроморганическом катализаторе производительностью 60000 тонн в год.
Была проанализирована современная периодическая
литература, сделано описание и обоснование выбора производства полиэтилена.
В расчетно-пояснительной записке приведены
описание технологической схемы производства, сырья и требований к нему,
произведены расчет материального баланса, тепловой и механический расчеты
основного аппарата, определено количество основного оборудования. Разработаны
мероприятия по охране труда и технике безопасности.
ПЕРЕЧЕНЬ СЛОВ, СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ПЭНД - полиэтилен низкого давления
ПЭВД - полиэтилен высокого давления
ПЭВП-полиэтилен высокой плотности
КИПиА - контрольно-измерительные приборы и
автоматика
АСУТП- автоматизированная система управления
технологическим процессом
СВМПЭ-сверхвысокомолекулярный полиэтилен
ПТР-показатель текучести расплава
ХН - холодильник с неподвижными трубными
решетками
ПДК-предельно допустимая концентрация
ВВЕДЕНИЕ
Промышленное производство полиолефинов и их композиций,
имеющее 70-летнюю историю, демонстрирует весьма высокие темпы развития. Особое
значение для России имеют полиэтилены, которые в силу исторических традиций
доминировали на рынке.
Полиэтилен является наиболее распространенным и
популярным термопластичным материалом в мире. Он используется в промышленности
с 1940 года (ПЭВД) и с 1956 года (ПЭНД). Полиэтилен является одним из основных
видов сырья для производства пленок, тары, труб, профилей, различных изделий,
используемых для упаковки пищевых продуктов, флаконов для жидких моющих
средств, игрушек.
Полиэтилены обладают уникальной комбинацией
свойств: достаточной жесткостью и гибкостью, высокой ударной прочностью,
стойкостью к низкотемпературному растрескиванию (от минус 45°С до минус 60°С),
эластичностью. Полиэтиленам свойственна химическая стойкость ко многим
органическим и неорганическим веществам, а также высокая устойчивость к
пропусканию паров влаги. Материал является диэлектриком, хорошо окрашивается.
Как и ряд других полиолефинов, полиэтилен относится
к полимерам общетехнического назначения. Потребителями этих материалов,
преимущественно, являются: стройиндустрия, сельское хозяйство, мебельная и
деревообрабатывающая промышленность, автомобилестроение, общее машиностроение,
электросвязь.
Мировое производство полиэтилена составляет
около 55 млн. тонн в год.
Универсальность в применении, широкий диапазон
потребительских свойств - все это предопределяет высокие темпы мирового роста
производства и потребления - 6-8 % в год [1]
Увеличение объема продаж, повышение
конкурентоспособности продукции осуществляется за счёт повышения качества
выпускаемых изделий, концентрации производства на выпуске наиболее рентабельных
видов продукции, разработке плана мероприятий по реконструкции действующих на
предприятии производств, согласно которому будут осуществляться работы по
техническому перевооружению, модернизации и реконструкции основных фондов.[1]
1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Историческая справка о методах получения и
использования продукта
Первое промышленное производство полиэтилена
организовано в 40-ые годы и проводилось в жестких условиях при давлении более
1000 атм. И при температуре 200°С в присутствии небольшого количества
инициаторов. В качестве инициатора использовался кислород или перекисные
органические соединения. По режиму получения он был назван ПЭВД.
В 1954 - 1955 гг. были разработаны процессы
полимеризации при низком среднем давлении. Полимеризация при атмосферном или
небольшом давлении осуществляется с использованием комплексных металлоорганических
катализаторов (метод Циглера).
Вскоре после открытия Циглера были опубликованы
промышленные варианты получения полиэтилена при небольшом давлении (3, 5-7 МПа)
в среде углеводородного растворителя в присутствии весьма простых катализаторов
- окислов металлов (окислов ванадия, хрома, нанесенных на окись алюминия или
силикагель) [2]
В настоящее время существуют следующие методы
производства ПЭНД высокой плотности):
в суспензии при температуре до 95°С в среде
органического растворителя (гексан, бензинидр.) в присутствии комплексных
металлорганических катализаторов;
в газовой фазе при температуре 100°С с
использованием металлорганических катализаторов на носителях.
По суспензионному методу ПЭНД получают
полимеризацией этилена в органическом растворителе непрерывным методом при
давлении 0, 15 - 0.5 МПа и температуре 70 - 80°С в присутствии комплексных
металл органических соединений, состоящих из четыреххлористого титана и алкилов
алюминия (триэтил- и триизобутилалюминия, диэтилалюминийхлорида).[2]
Промышленное получение полиэтилена по методу с
триэтилалюминием и четыреххлористым титаном осложняется склонностью
катализатора к самовоспламенению на воздухе и разложению в присутствии даже
неколичеств кислорода или влаги. Поэтому исходный этилен должен быть пo
возможности освобожден от этих примесей. Сама реакция полимеризации проводится
в условиях исключающих попадание в реакционные аппаратывоздуха.
Конструкция основного аппарата не сложна. Это
обычный аппарат сциркуляцией реакционной массы при помощи специального насоса.
Важным условием полимеризации является интенсивный отвод тепла реакции.
Этодостигается при помощи холодильников, установленных внутри или внереактора.
Для очистки от следов катализаторов и остатков растворителя полиэтилен
центрифугируют, а затем промывают спиртом, водой.
Обращение в производстве больших количеств
углеводородных растворителей − один из основных недостатков
суспензионного промышленного способа производства ПЭНД. При проведении
полимеризации этилена в среде углеводородного растворителя после достижения
максимальной скорости процесса происходит довольно быстрое ее снижение, что
обычно связывают с уменьшением активности катализатора и ростом диффузионных
торможений по мере повышения вязкости суспензии полимера. Существенным
недостатком также является невозможность регенерации применяемого катализатора
и необходимость тщательного удаления следов катализатора, снижающих свето-,
термостойкость и диэлектрические свойства полиэтилена. В этом процессе
применяются большие количества бензина и изопропилового спирта, регенерация
которых является многостадийной и сложной.[3]
Проведение полимеризации этилена в газовой фазе
накомплексных металлорганических катализаторах позволяет существенно упростить
и усовершенствовать технологию производства ПЭНД в результате исключения или
существенного сокращения расхода растворителя, исключения операций промывки и
сушки полимера, а также регенерации растворителя. Исключениестадии промывки
полимера в газофазном процессе достигается за счетмаксимального использования катализатора.
В отсутствие растворителя мономер
беспрепятственно проникает в поры частиц, вследствие чего полимеризация этилена
в газовой фазе протекает со скоростью в 4-5 раз превышающей скорость
полимеризации в растворителе, при этом в 2-3 раза увеличивается насыпная
плотность полимера, а также уменьшается его пористость и удельная поверхность.
Отличительнойособенностью газофазного процесса
являетсяэффективность каталитической системы.[3]
Так при давлении 0, 13 МПа выходполиэтилена в
случае газофазной полимеризации почти в 10 раз выше, чем выход полимера на той
же системе при полимеризации в среде растворителя. Зольность такого полимера
без дополнительной промывки не превышает 0, 02 %.Применение газофазного метода
производства ПЭНД способствует упрощению технологической схемы, более
рациональному использованию реагентов, сокращению расходных коэффициентов,
резкому снижению объема сточных вод производства, резкому снижению объема
сточных вод производства. Исключение растворителя при газофазной полимеризации этилена
усложняет теплосъем реакции. Однако при проведении процесса под давлением не
ниже 1МПа сам этилен является хорошим теплоотводящим агентом при условии его
циркуляции через выносные холодильники. Добавка водорода в качестве регулятора
молекулярной массы полимера значительно улучшает условия теплосъема.
Известны и были внедрены в промышленность и
другие способы производства полиэтилена. Например, длительное время
использовалась технология получения полиэтилена высокой плотности (960 - 970
кг/м3) при среднем давлении.
ПЭВП при среднем давлении получают
полимеризацией этилена в органическом растворителе (бензин, циклогексан, ксилол
и др.) непрерывным методом при давлении 3, 5-4МПа и температуре 130 - 150°Св
присутствии окислохромового катализатора.
Получение полиэтилена при среднем давлении имеет
ряд преимуществ по сравнению с другими методами. К ним относятся: проведение
процесса при умеренном давлении, доступность и малая токсичность катализатора,
возможность его многократного использования после регенерации, относительная
простота регенерации растворителя. Благодаря использованию растворителя
достигается хороший отвод тепла, равномерное распределение катализатора и
облегчается отделение полимера от катализатора.[3]
К недостаткам способа относится необходимость
тщательной очистки полиэтилена от остатков катализатора, приводящая к
усложнению процесса, применение больших количеств растворителя, выбросы паров
растворителя в атмосферу при сушке порошка и регенерации катализатора,
вызывающие загрязнение окружающей среды [4].
1.2 Патентные исследования
Для проведения патентных исследований
определяется предмет поиска по теме дипломного проекта.
Предмет поиска ″Полимеризация этилена
методом высокого давления″.
Поиск проводится по отечественному
патентному фонду библиотеки КГТУ, Национальной библиотеки РТ и в интернете www.fips.ru
<#"700271.files/image001.gif">
Обрыв цепи осуществляется за счет переноса
реакции к водороду по связи Cr-С:
и т.д.[6]
Для получения полиэтилена газофазным методом
применяются катализаторы S-9
(хромоцен на силикагеле) и S-2
(силилхромат на силикагеле).
Силилхромат - бис (трифенилсилиокси) хромат [(C6H5)3SiO2]2CrO2,
восстановленный алюминий алкилом и нанесенный на активированный силикагель.
Хромоцен - дициклопентадиенилхромат нанесенный
на активированный силикагель.
Активность катализатора в процессе полимеризации
определяется чистотой хромоорганических компонентов, удельной поверхностью
носителя, объемом пор и их средним диаметром, а также температурой дегидратации
носителя и условиями взаимодействия хромоорганического соединения с носителем.
Хромоцен приобретает активность в результате хемосорбции на силикагеле [6].
Технологические основы производства
Процесс полимеризации этилена проводится в
реакторе с (псевдоожиженным слоем под давлением 1, 6 - 2, 0 МПа и температуре
90 -100°С.
Реактор в нижней части имеет перфорированную
решётку для равномерного распределения подаваемого этилена, а в верхней части
расширенную зону, предназначенную для снижения скорости газа и улавливания
основной массы частиц полимера. Псевдоожиженный слой в реакторе создаётся при
помощи компрессора циркуляционного газа, который подаёт газ со скоростью 320000-
800000 кг/час.
Расход циркуляционного газа
Расход циркуляционного газа является одним из
критических параметров для функционирования псевдоожиженного слоя в реакторе.
Он непосредственно определяет степень перемешивания слоя и количество тепла,
удаляемого из реакционной системы.
Предпочтительно работать при высоком объемном
расходе (с максимально возможным давлением), поскольку это улучшает
перемешивание и процесс теплопередачи, что в свою очередь позволяет увеличивать
производительность реактора. Верхний предел расхода газа ограничен величиной
уноса, поскольку выносимые с газом мельчайшие частицы полиэтилена имеют
тенденцию забивать трубчатый теплообменник или распределительную решетку.
Влияние давления
Давление в реакторе оказывает малое влияние на
увеличение плотности продукта, но ПТР имеет тенденцию к возрастанию с
увеличением давления. ПТР полимера регулируется изменением соотношения водород
- этилен. При увеличении соотношения увеличивается ПТР, плотность.
Повышение давления вызывает резкое увеличение
скорости реакции полимеризации. Изучение влияния давления на процесс
полимеризации этилена показало, что при температуре 90°С и времени
полимеризации один час образование полимера наблюдается при давлении не менее
0, 7 МПа. Повышение давления до 2, 1 МПа увеличивает выход полимера в 8-10 раз.
Если давление повысить до 2, 8 МПа и более, скорость увеличивается настолько,
что контроль температуры вызывает большие затруднения.
Влияние температуры
Реактор обычно работает при максимально
возможной высокой температуре, обеспечивающий лучший теплообмен и увеличение
скорости реакции. Значение максимально допустимой температуры зависит от
значения предельных характеристик требуемых для продукта (индекс расплава,
плотность, зольность и т.д.).
Оптимальная температура полимеризации 70 - 80°С;
при дальнейшем ее повышении резко снижается скорость процесса из-за разложения
катализатора.
Скорость подачи катализатора
Скорость подачи катализатора является важным
параметром. Для достижения требуемой производительности необходима подача
необходимого количества катализатора.
Увеличение скорости подачи катализатора до
создания устойчивого протекания реакции немедленно приводит к ускорению
процесса полимеризации этилена в полиэтилен. В результате этого, давление в
реакторе снижается, что требует подачи большего количества мономера. Это также
потребует увеличения производительности систем выгрузки продукта для
поддержания постоянной высоты уровня слоя [7].
1.4 Внесенные изменения в сравнении с аналогом и
обоснование изменения вносимых в проект
На проектируемом производстве, по сравнению с
аналогом на ОАО «Казаньоргсинтез», произведена замена воздушного теплообменника
более эффективным водяным холодильником типа ХН.
2.
Расчетно-технологическая часть
.1 Описание технологического процесса
Производство ПЭНД ведется на одной
технологической линии непрерывным методом. Схема технологической линии
приведена в приложении А.
В ее состав входят следующие узлы:
В состав каждой технологической линии входят
следующие узлы:
реакторный узел, включая узел компримирования и
охлаждения циркуляционного газа;
узел подачи катализатора;
узел выгрузки продукта;
узел подавления реакции.
Реакторный узел.
Реакция полимеризации осуществляется в реакторе P,
представляющий собой вертикальный аппарат объемом 539м3. Диаметр нижней части
реактора 4, 4м, верхняя часть расширена до 7, 3м, что предотвращает унос
псевдоожиженных частиц за счет снижения скорости газового потока.
В нижнюю часть реактора встроена
распределительная решетка, отверстия ее прикрыты металлическими уголками,
которые исключают попадание порошка под решетку и улучшают распределение газа.
Для осуществления реакции полимеризации реактор
перед пуском должен быть заполнен предварительно порошком полиэтилена(60тонн)
из продувочной емкости Е3 или из силосов.
Псевдоожиженный слой порошка полимера создается
непрерывной подачей циркуляционного газа через распределительную решетку в
реактор. Большая часть мелких частиц полимера, захваченных циркуляционным газом
из псевдоожиженного слоя отделяется в верхней расширенной части реактора и
возвращается назад в слой.[3]
Процесс полимеризации идет при температуре 100˚С
давление не более 1, 9МПа, расходе циркуляционного газа 520000 кг/ч и высоте
псевдоожиженного слоя не более 11, 5 м. Производительность реактора регулируется
скоростью подачи катализатора путем изменения скорости вращения ротора питателя
П1.
Давление в реакторе Р поддерживается на заданном
уровне контуром автоматического регулирования путем изменения степени открытия
клапана 3, установленного на линии подачи свежего этилена в реактор. При
превышении давления избыток газа сбрасывается через клапан в уравнительную
емкость Е4. Для контроля температуры по всей высоте реактора Р предусмотрены
датчики температуры, регистрирующие температуру зоны на многоточечном
самописце.
Заданный уровень псевдоожиженного слоя в
реакторе поддерживается контуром автоматического регулирования, управляющего
выгрузкой порошка из реактора Р в разгрузочные емкости Е2.
Для охлаждения циркуляционного газа на линии
нагнетания компрессора К предусмотрен холодильник Т, представляющий собой
кожухотрубчатый теплообменник типа ХН, в качестве хладогента в котором
используется оборотная вода. Охлажденный до температуры 63˚С
циркуляционный газ после введения в него необходимого количества водорода
смешивается со свежим этиленом и поступает в реактор Р.[3]
Для предотвращения забивки порошком полиэтилена
штуцеров реактора и примыкающих к ним трубопроводов предусмотрена постоянная
продувка их свежим этиленом:
линии выгрузки порошка из реактора;
линии ввода катализатора в реактор;
штуцер предохранительного клапана;
штуцер факельной линии реактора.
Узел подачи катализатора.
Катализатор из отделения приготовления
катализатора пневмотранспортом подается в резервуар для катализатора Е1. На
технологическую линию предусмотрена 2 резервуара Е1.
Крупные частицы катализатора остаются на полотне
сетки и удаляются продувкой перед операцией загрузки, а просеянный катализатор
поступает в питатель П1, состоящий из бункера и роторного дозатора с
вертикальной осью.
Производительность роторного дозатора
регулируется дистанционно изменением числа оборотов двигателя постоянного тока.
Регулировка обеспечивает скорость вращения вала
дозатора от 0, 09 до 2, 1 об/мин, что соответствует скорости подачи
катализатора 240-5950 г/час (при насыпной плотности катализатора 320кг/м3 ).
Катализатор после дозатора подхватывается потоком азота высокой частоты
давлением не более 3, 1МПа и подается в реактор Р.[3]
Узел выгрузки продукта.
Выгрузка порошка из реактора Р производится
переодически, при этом часть псевдоожиженного слоя порошка выгружается в
разгрузочные емкости Е2.
На одну технологическую линию предусмотрены по 2
разгрузочные емкости Е2 объемом 4, 2 м3 каждая.
Операцией выгрузки порошка из реактора Р
управляет логическая система, которая при превышении заданного уровня слоя
порошка по производит очередной цикл выгрузки.
За один цикл выгрузки в разгрузочную емкость Е2
поступает ≈880кг порошка и ≈70кг циркуляционного газа.
Из емкости Е2 ≈90% газа через фильтр
сдувается в уравнительные емкости Е4 объемом 100м3 каждая и далее поступает на
установку газоразделения или сбрасывается на факел.[3]
Фильтр оборудован металлокерамическими
элементами предохраняющими систему возвратного газа от попадания в нее порошка
полимера. После снижения давления в разгрузочной Е2 порошок выгружается в
продувочную емкость Е3, при этом газ поступающий с порошком сбрасывается на
факел через рукавный фильтр.
Рукавный фильтр имеющий цилиндрические войлочные
элементы, защищает коллектор факела от попадания в него порошка полимера.
Для очистки фильтра в него переодически подается
обратным ходом технический азот. Временем продувки управляет таймер, включающий
подачу технологического азота в виде коротких импульсов по очереди в каждый ряд
рукавов. В продувочную емкость Е3 для продувки порошка полимера от этилена
непрерывно подается технический азот в количестве ≈480кг/час.
Выгрузка порошка из продувочной емкости Е3
осуществляется роторным питателем П2 в линию пневмотранспорта к силосам
отделения хранения порошка.[3]
Из технологической линии порошок направляется в
любой из 16 силосов, а также в реактор Р при помощи напрвляющих клапанов.
Транспортировка порошка производится азотом с
помощью газодувок.
Производительность лини пневмотранспорта 32
т/час.
Узел подавления реакции.
В аварийных ситуациях:
превышение заданной рабочей температуры в
реакторе Р на 5˚С;
снижение расхода циркуляционного газа ниже
400000 кг/час вызовет введение катализаторного яда - окиси углерода для
прерывания реакции полимеризации.
Реакторный узел снабжен 8ю баллонами Б объемом
40л каждый с окисью углерода.При превышении температуры в реакторе Р окись
углерода вводится в низ реактора и распределяется по всему слою порошка вместе
с циркуляционным газом.
При снижении расхода циркуляционного газа закрывается
клапан на линии циркуляционного газа после реактора и в верхнюю часть вводится
окись углерода, проходит через весь слой низходящим потоком и сбрасывается на
факел.[8]
.2 Техническая характеристика сырья
полуфабрикатов и продукта
Характеристика исходного сырья, материалов и
полупродукта представлена в таблице 2
Таблица 2 - характеристика сырья, материалов и
продуктов [8]
|
Наименование
сырья, материалов, полупродуктов
|
Государственный
или отраслевой стандарт, технические условия, регламент, или методика на
подготовку сырья
|
Показатели
обязательные для проверки
|
Регламентируемые
показатели с допустимыми отклонениями
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
1.Этилен
|
СТП
№6-01-107-82
|
1.Объемная
доля этилена, % не менее 2. Объемная доля метана и этана в сумме, %, не более
3. Объемная доля ацетилена, %, не более 4. Объемная доля пропилена, %, не
более 5. Объемная доля бутадиена + пропандиена , %, не более 6. Объемная доля
окиси углерода, %, не более 7. Объемная доля двуокиси углерода, %, не более
8.Массовая концентрация сернистых соединений в пересчете на серу, мг/м3 не
более 9.Точка росы, ˚С, не более 10. Объемная доля кислорода, %, не
более
|
99,
9 0, 1 0, 001 0, 005 0, 0005 0, 0005 0, 002 1, 0 -60 0, 0005
|
|
2.Водород,
электролизный для производства полиэтилена
|
СТП
6-05-10-9-82
|
1.Объемная
доля водорода в пересчете на сухой газ, %, не менее 2.Объемная доля кислорода
в пересчете на сухой газ, %, не более 3.Объемная доля воды, % не более
4.точка росы, ˚С, не более
|
99,
999 0, 001 0, 005 Минус 50°С
|
|
3.Катализатор
S-9
|
СТП
6-05-10-14-83
|
1.Массовая
доля хрома, % , не менее
|
1,
7
|
|
4.Азот
очищенный
|
СТП
6-05-10-12-83
|
1.Объемная
доля азота, %, не менее 2.Объемная доля кислорода, %, не более 3.Содержание
масла 4.Содержание механических примесей 5. Объемная доля воды, %, не более
6.точка росы при давлении 0, 98*105Па (1 кгс/см2), не более
|
99,
98 0, 0005 Отс. Отс. 0, 0001 Минус 75˚С
|
|
5.окись
углерода
|
ТУ
6-02-1100-77
|
1.Объемная
доля окиси углерода, %, не менее 2.Объемная доля влаги, %, не более
|
98,
0 0, 05
|
Производимая продукция - полиэтилен низкого
давления марки 276 (выдувная марка) - представляет собой порошок белого цвета.
Размер частиц 0, 3-1, 2мм. Температура плавления 120 - 130°С.
Полиэтилен этой марки должен соответствовать
требованиям СТП 6-05-0-11-83 попоказателям приведенным по таблице 2.2
Механические свойства изделий из полиэтилена
низкого давления, в основном, определяются ПТР и плотностью полимера. ПТР
является приближенной мерой молекулярной массы полимера и изменение его
величины обратно пропорционально изменению молекулярной массы.
Со снижением ПТР (увеличением молекулярной
массы) у твердого полимера повышаются сопротивление разрыву, ударная прочность
и сопротивление растрескиванию под напряжением, полиэтилен с низким ПТР с
большим трудом поддается выдавливанию, штамповке или формовке, но дает готовые
изделия высокой прочности. Плотность полиэтилена является мерой
кристалличности, а также разветвленности твердого продукта.
Таблица 3. - Нормы и физико-химические
показатели полиэтилена марки 276[8]
|
Наименование
показателя
|
Норма
|
|
Плотность,
г/см3
|
0,
958
|
|
Показатель
текучести расплава, г/10мин при нагрузке 21, 17н (2, 16кг)
|
0,
8-1, 0
|
|
Массовая
доля золы, %, не более
|
0,
03
|
|
Насыпной
вес, г/дм3
|
370-520
|
Повышение плотности вызывает рост сопротивления
разрыву, твердости, химической стойкости, температуры размягчения и предела
текучести, но приводит к понижению вязкостной прочности, текучести при изгибе и
сопротивления растрескиванию под напряжением.
В зависимости от свойств полиэтилен марки 276
после стабилизации соответствующими добавками используется для производства
флаконов, для косметики, парфюмерии, бытовой химии, канистр, бочек, баков и
цистерн.
.3 Расчет материального баланса производства
ПЭНД газофазным методом
Технологическая схема производства:
где 1 - 5 - фазы производства,
ВП, БВП - возвратные, безвозвратные потери
Расчет проводим в электронной таблице MSExcel
на 1000 кг готового продукта, начиная с последней фазы до первой, по формуле:
xi = 100*xi+1/(100-аi-bi),
где xi
- масса вещества на фазе i,
xi+1 - масса
вещества на фазе i+1
ai, bi
- потери (ВП, БВП) на фазе i
Таблица 4. − Материальный баланс
производства ПЭНД газофазным методом
|
Фаза
|
потери,
%
|
Количество
вещества приходящего на фазу, кг
|
Количество
вещества приходящего на фазу, кг
|
|
ВП
|
БВП
|
этилен
|
водород
|
катализатор
|
|
|
Загрузка
компонентов
|
0,
7
|
7,
28
|
1039,
28
|
1,
124
|
0,
291
|
1040,
69
|
|
Полимеризация
|
0,
8
|
8,
27
|
1032,
01
|
1,
116
|
0,
289
|
1033,
41
|
|
Первая
стадия выгрузки порошка
|
1,
519
|
15,
57
|
|
|
|
1025,
15
|
|
Вторая
стадия выгрузки порошка
|
0,
73
|
7,
37
|
|
|
|
1009,
57
|
|
Порошок
на хранение в силоса
|
0,
22
|
2,
20
|
|
|
|
1002,
20
|
|
Итого
|
|
40,
69
|
|
|
|
1000
|
Таблица 5 − Расходные коэффициенты
основных компонентов
|
Этилен
|
1,
032
|
|
Водород
|
0,
00116
|
|
Катализатор
|
0,
000289
|
2.4 Выбор и технологический расчет основного
оборудования
Рассчитаем количество реакторов необходимое для
обеспечения заданной производительности расчет оборудования производится по
формуле
где G-производительность оборудования
т/годпроизводительность
аппарата
т/чкоэффициент
потерь
эффективное время
работы-календарное время
дней-время на
текущий ремонт
дней
Т3-время на капитальный ремонт
дней
Т4-время на остановочный ремонт
-
количество смен
ŋ=коэффициент использования оборудования
-
продолжительность смены
часов
2.5 Тепловой расчет производства
Целью теплового расчета является определение
количества тепла подводимого к реактору и отводимого от реактора.
Составим уравнение теплового баланса:
Ql+Q2=Q3,
где Q1
- количество тепла, подводимого к реактору с циркуляционным газом, КДж/ч;
Q2 -количество
тепла, выделяющееся при реакции полимеризации, КДж/ч;
Q3 - количество
тепла, уносимого из реактора, КДж/ч.
Приход тепла в реактор.
) С циркуляционным газом
Зная расход газа и процентное содержание
компонентов в нем (50% - этилен, 45, 6% - азот, 4, 4% - водород) [8],
рассчитаем приход тепла с циркуляционным газом, как сумму теплот приносимых с
каждым из веществ:
Q1 := Qэтилен
+ Qводород + Qазот
где 
кг/ч
- количество этилена, поступающего в реактор с циркуляционным газом;
(
К).
КДж/(кг·К) - теплоемкость этилена, поступающего
в реактор при температуре 63°С [9]
КДж/ч
где
кг/ч - количество водорода, поступающего в реактор с циркуляционным газом;
КДж/(кг·К) -
теплоемкость водорода, поступающего в реактор при температуре 63°С.[9]
КДж/ч.
Где 
кг/ч
- количество азота, поступающего в реактор с циркуляционным газом;
КДж/(кг·К) -
теплоемкость азота, поступающего в реактор при температуре 63°С.[9]
КДж/ч.
По формуле
КДж/ч.
) Тепло, выделяющееся при реакции полимеризации
где
КДж/кг
- удельная теплота реакции полимеризации,
кг/ч - масса
порошка полиэтилена.
КДж/ч.
Общий приход тепла в реактор
∑
∑
КДж/ч.
Расход тепла в реакторе.
Унос тепла из реактора осуществляется с
циркуляционным газом, идущим на компримирование и охлаждение, и с порошком
полиэтилена, который выгружается в емкость. Вместе с порошком из реактора
уходит 413, 94 кг/ч циркуляционного газа (47, 6 % - этилен, 51, 6 % - азот, 0,
8 % - водород) [8] .Тогда
Q3:=Qэтилен1
+ Qводород1 + Qaзот1
+ Qпэ
Этилен, поступающий в реактор с циркуляционным
газом, расходуется на образование порошка в количестве 8770 кг/ч, учитывая
расходный коэффициент этилена 
, получим
,
кг/ч.
Количество этилена, уходящего из реактора с
циркуляционным газом
кг/ч.
Изменением других компонентов можно пренебречь,
т.к. они очень малы по сравнению с количеством циркуляционного газа.
где 
кг/ч
- количество этилена, уходящего из реактора с порошком;
КДж/(кгК) -
теплоемкость этилена, уходящего с порошком при температуре 100°С (
К).
КДж/ч.
Где 
кг/ч
- количество водорода, уходящего из реактора с порошком;
КДж/(кг·К) -
теплоемкость водорода, уходящего с порошком при температуре 100°С.
КДж/ч.
где
кг/ч
- количество азота, уходящего из реактора с порошком;
КДж/(кг·К) -
теплоемкость азота, уходящего с порошком при температуре 100°С.
КДж/ч.
где 
КДж/(кг·К)
- теплоемкость порошка полиэтилена, уходящего из реактора при температуре
100°С.
КДж/ч.
Общий расход тепла в реакторе
∑
КДж/ч.
Составим таблицу теплового баланса [10]
Таблица 6. − Тепловой баланс реактора
полимеризации этилена
|
Приход
тепла
|
Расход
тепла
|
|
Статьи
прихода
|
КДж/ч
|
Статьи
расхода
|
КДж/ч
|
|
Циркуляционный
газ: -этилен -водород -азот Реакция полимеризации
|
133660800
109165056 83675692, 8 53163740
|
Циркуляционный
газ, уходящий с порошком: -этилен -водород -азот Порошок полиэтилена
|
156441579, 1 122729668, 3 92973636, 84 7523783
|
|
Итого
|
379665288,
8
|
|
379668667,
2
|
.6 Выбор и обоснование схемы автоматизации
технологического процесса
Внедрение АСУ является наиболее прогрессивным
направлением в области автоматизации. При большом расстоянии между
технологическими аппаратами и щитами управления целесообразно применять
электрические средства автоматизации. Химические производства относятся к числу
взрывопожароопасных, и автоматизация осуществляется на основе использования
взрывозащищенных средств автоматизации с использованием контроллеров и
персональных компьютеров [12].
Контроллер - многофункциональное программируемое
средство организации измерительных каналов. ПК обрабатывает по заложенной в нём
программе информацию, поступившую от датчиков. Высвечивает на табло значения
измеренных параметров. ПК применяется во-первых, для облегчения работы
оператора, т.к. за короткий промежуток времени обрабатывает большое количество
информации; во-вторых может выполнять роль «советчика», при котором ЭВМ
рекомендует оператору оптимальные знания режимных параметров процесса.
Иерархическая структура АСУТП включает в себя
[12]:
- 1- й уровень полевого КИП;
2 -й уровень - станции управления процессом;
- З -й уровень оперативного персонала,
базирующийся на инженерных инстанциях операторов технологического процесса.
1-й уровень АСУТП реализован на базе датчиков и
исполнительных механизмов. На уровне 1 частично применяются датчики
интеллектуальной серии, и на них выполняются функции опроса и шкалирования
измеряемых сигналов с передачей информации по протоколу HART.
Технические средства 2, 3 уровней размещаются в
помещении операторной. Станции управления процессом реализованы на базе
контроллера РСУ, которая собирает информацию, вырабатывает регулирующие
воздействия и контроллера ПАЗ, позволяющей контролировать нарушения в ходе
технологического процесса, осуществлять защиту и блокировку аппаратов и
вырабатывать защитные воздействия.
Функции РСУ и ПАЗ выполняют программируемые
контроллер.
Контроллеры выполняют следующие функции [12]:
воспринимают аналоговые, дискретные
электрические унифицированные сигналы;
измеряют и нормируют принятые сигналы;
выполняют программную обработку сигналов с
первичных преобразователей и формируют аналоговые и дискретные управляющие
сигналы;
отображают информацию на экране;
правляются при помощи стандартной клавиатуры.
З-й уровень АСУТП представлен
автоматизированными рабочими местами оператора-технолога и оператора-инженера.
Обеспечивается ведение базы данных, визуализация состояния технологического
оборудования, обработка данных, формирование и печать отчетных документов,
ручное дистанционное управление технологическим оборудованием. Станции оснащены
современными ПК.
Информация с контрольно-измерительных приборов и
датчиков в виде аналоговых и дискретных сигналов поступает с 1 уровня на
технические средства 2 уровня, на которых реализуются в автоматическом режиме
функции сбора, первичной обработки информации, регулирования, блокировок.
Информация, необходимая для контроля и управления технологическими процессами,
поступает от контроллеров на 3-й уровень - операторские станции и станции
главных специалистов. Cхема
«Структура АСУТП», представленная ниже в упрощённом виде, демонстрирует связи
между уровнями[12].
Диалог оператора с системой управления
осуществляется с использованием цветного дисплея, клавиатуры и манипулятора
«мышь». На операторской станции сконфигурирован пользовательский интерфейс для
взаимодействия оператора с системой. Для вызова необходимой информации
оператору достаточно при помощи «мыши» выбрать на экране надпись или
изображение какого-либо объекта и одной или двумя манипуляциями вывести на
экран необходимую информацию. Клавиатура также может быть использована для
получения необходимой информации. Кроме этого при помощи клавиатуры
производится ввод текстовой и цифровой информации. Сообщения о нарушениях
предупредительных и предаварийных границ для аналоговых параметров, действиях
операторов по управлению технологическими процессами регистрируются и выводятся
на печать по запросу оператора.
Выход аналогового параметра за допустимые
границы, сигнализация, нарушение связи с объектами по какому-либо из каналов
связи отображается на операторской станции звуковой сигнализацией и цветовым
отображением изменений на мнемосхемах. Информация, выводимая оператору на экран
монитора по его запросу, может иметь различные виды[12]:
обобщенная мнемосхема, представляющая весь
объект автоматизации. С этой мнемосхемы можно перейти на подробную мнемосхему
любого узла, выбрав его на экране курсором;
мнемосхемы отдельных узлов, отображающие часть
технологической цепочки с индикацией величин аналоговых сигналов;
оперативные тренды, показывающие состояние
параметра;
исторические тренды, позволяющие отслеживать
состояние аналогового параметра за длительные периоды (смена, сутки, месяц);
- панели контроля и управления аналоговыми
регуляторами;
- аварийные и технологические сообщения.
При выборе контроллера решающими факторами
являются:
- надежность модулей ввода/вывода;
скорость обработки и передачи информации;
широкий ассортимент модулей;
простота программирования;
распространенность интерфейса связи с ЭВМ.
Этим условиям удовлетворяет контроллеры фирмы MooreProductsCompany,
также контроллеры AllenBradleySLC
5/04 корпорации Rockwell
(семейство SLC 500 малых
программируемых контроллеров), контроллеры YS
170 YOKOGAWA
и контроллеры серии TREI-Multi
(и, разумеется, ряд наших отечественных контроллеров).
В данном проекте использованы контроллеры фирмы MooreProductsCompany:
контроллер APACS+ (подсистема РСУ), контроллере QUADLOG (подсистема ПАЗ).
Контроллер APACS+
управляет работой отдельных агрегатов (30-50 контуров регулирования),
технологических участков (150 контуров регулирования), цехов с непрерывными и
периодическими процессами. Контроллер QUADLOG
имеет также несколько модулей. Стандартный аналоговый модуль (SAM) входит в
семейство модулей ввода/вывода. Он предназначен для подключения аналоговых и
дискретных сигналов. Модуль SAM обеспечивает высокую пропускную способность для
стандартных сигналов ввода/вывода (аналоговые входные сигналы (4-20) мА,
аналоговые выходные сигналы (4-20) или (0-20) мА, а также дискретные входы и
выходы). К модулю SAM можно подключить до 32 каналов. Каждый канал может быть
сконфигурирован для работы с аналоговым входом (4-20) мА, аналоговым выходом
(4-20) мА или (0-20) мА, дискретным входом или дискретным выходом. Стандартный
дискретный модуль (SDM)
имеет 32 канала ввода/вывода, каждый из них может быть сконфигурирован как
дискретный вход/выход, дискретный импульсный выход. Модуль позволяет управлять
работой электродвигателя, отсечного канала.
Контроллер QUDLOG
обеспечивает: повышенные характеристики безопасности, отказоустойчивости и
защиты выходов; высокий уровень готовности системы; отказоустойчивость. Система
QUDLOG полностью
интегрирована с системой управления технологическими процессами APACS+. Это
позволяет использовать один операторский интерфейс и средства программирования,
что устраняет необходимость дополнительных усилий при установке,
конфигурировании, обслуживании и обучении персонала, а также при организации
связи систем управления безопасностью и технологическими процессами.
Таблица 7 - Регулируемые параметры
|
Аппарат
|
Параметры
|
|
давление
|
уровень
|
температура
|
расход
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Теплообменник
|
|
|
+
|
|
|
Питатель
|
+
|
|
|
+
|
|
Реактор
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Емкость
|
|
+
|
|
|
Таблица 8 - Вид автоматизации
|
Аппарат
и параметр
|
Величина
параметра и размерность
|
Вид
автоматизации
|
|
|
измерение
|
регулирование
|
сигнализация
|
защита
|
блокировка
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
Теплообменник
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура
циркуляционного газа;
|
630С
|
+
|
+
|
|
|
|
|
Питатель
|
|
|
|
|
|
|
|
Давление
|
3,
1МПа
|
+
|
+
|
|
|
|
|
Расход
катализатора
|
5950
г/час
|
+
|
|
|
|
|
|
Число
оборотов мешалки питателя
|
0,
09 - 2, 1
|
+
|
|
|
|
|
|
Реактор
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура
смеси в реакторе;
|
100
0С
|
+
|
|
|
|
+
|
|
Давление
;
|
1.9
МПа
|
+
|
+
|
|
|
|
|
Расход
циркуляционного газа
|
520000
кг/ч
|
+
|
|
|
|
|
|
Уровень
|
3м
|
+
|
+
|
|
|
|
|
Емкость
|
|
|
|
|
|
|
|
Уровень
|
2м
|
+
|
+
|
|
|
|
Схема 1:САР температуры целевого продукта (63°С)
на выходе из теплообменника Т1.
Температура целевого продукта на выходе из
теплообменника Т1 поддерживается на уровне 100°С изменением подачи хладагента.
Текущая температура целевого продукта воспринимается интеллектуальным датчиком
Метран-281- Exia НСХ K.
Выходной сигнал (4-20)mA/HART.
Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер РСУ APACS+,
где текущее значение температуры целевого продукта высвечивается, затем
сравнивается с введенным туда заданным значением. При наличии рассогласования
регулирующее воздействие с контроллера в виде (4-20) мА идет на регулирующий
клапан. В результате изменения подачи хладагента будет изменяться и температура
целевого продукта, пока ее значение не достигнет заданного значения. Цифровой
сигнал с датчика поступает также на вход ПК, где значение температуры может
быть распечатано и использовано по назначению (например, для построения графика
изменения измеряемой величины во времени). Заданное значение температуры
целевого продукта может быть при необходимости изменено с клавиатуры ПК.
Погрешность канала измерения составляет 0, 5°С.[12].
Схема 2:САР избыточного давления газа в
трубопроводе
Изменяя расход компонента А, добиваемся заданной
величины давления компонента в трубопроводе. Интеллектуальный датчик
избыточного давления Метран -100-ДИ (Модель1162, Код МП 2, Вн; выходной сигнал
4-20 mA/HART;
диапазон измеряемых давлений 1, 0-16 МПа) преобразует текущее значение давления
газа (жидкости) в сигнал 4-20 mA/HART.
Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер РСУ APACS+,
где текущее значение давления газа (жидкости) высвечивается и сравнивается с
введенным туда заданным значением 3, 1 МПа. При отклонении измеренного значения
давления от заданного контроллер РСУ вырабатывает регулирующее воздействие,
которое воздействует на клапан на линии подачи компонента А. В результате
давление газа (жидкости) в трубопроводе будет заданным. Цифровой сигнал
поступает также на вход ПК, где значение давления может быть распечатано и
использовано по назначению (например, для построения графика изменения этой
величины). Величина заданного значения давления в программе контроллера РСУ при
необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. Погрешность цифрового канала
измерения составляет 0, 1%.
Схема 3:САК расхода циркуляционного газа в
трубопроводе.
С выхода массового расходомера MicroMotion
сигнал (аналоговый 4-20 mA/HART,
цифровой в стандарте Bell
202/HART) подается
на вторичный прибор «Экограф», где фиксируется и сигнализируется ожидаемое
значение расхода 5950 г/ч. Погрешность канала измерения составляет:
ε = 
= 0, 51%.
Контроллер РСУ высвечивает значение
расхода. Цифровой сигнал от расходомера поступает также на вход ПК, где
величина расхода может быть использована по назначению (например, для
построения графика изменения расхода).[12].
Схема 4:Контроль числа оборотов
электродвигателя мешалки.
Тахометр электронный модели ТЭЗ ТУ
4218-078-12150638-2001 предназначен для преобразования сигналов датчиков
вращения, индикации измеренного значения угловой или линейной скорости, выдачи
выходного сигнала управления 4-20мА по достижении минимальной и максимальной
уставки.Соответственно имеются два реле с переключающимися контактами. Тахометр
используется при температуре воздуха +10¸+35°С, влажности воздуха не более 80%. Диапазон
измерения угловой скорости 1-40000 об/мин. Линейная скорость вращения (0,
1-2000) м/мин (V). Погрешность 0, 1 %V.
Оптоэлектрический датчик оборотов Т2 тахометра электронного ТЭЗ бесконтактный,
работает на отражение для измерения угловой скорости. Интерфейс связи с
компьютером - RS485. Длина
соединительного кабеля между электронным блоком и датчиком - 10 м. Сигнал с
тахометра поступает на контроллер, где высвечивается величина текущего значения
параметра, а также поступает также на вход ПК, где величина параметра может
быть распечатана и использована по назначению (например, для построения графика
изменения этой величины).
Схема 5: САР избыточного давления газа в
трубопроводе
Изменяя расход компонента А, добиваемся заданной
величины давления компонента в трубопроводе. Интеллектуальный датчик избыточного
давления Метран -100-ДИ (Модель1162, Код МП 2, Вн; выходной сигнал 4-20 mA/HART;
диапазон измеряемых давлений 1, 0-16 МПа) преобразует текущее значение давления
газа (жидкости) в сигнал 4-20 mA/HART.
Цифровой сигнал с датчика поступает на контроллер РСУ APACS+,
где текущее значение давления газа (жидкости) высвечивается и сравнивается с
введенным туда заданным значением 1, 9 МПа. При отклонении измеренного значения
давления от заданного контроллер РСУ вырабатывает регулирующее воздействие,
которое воздействует на клапан на линии подачи компонента А. В результате
давление газа (жидкости) в трубопроводе будет заданным. Цифровой сигнал
поступает также на вход ПК, где значение давления может быть распечатано и
использовано по назначению (например, для построения графика изменения этой
величины). Величина заданного значения давления в программе контроллера РСУ при
необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. Погрешность цифрового канала
измерения составляет 0, 1%.
Схема 6:САК температуры целевого продукта в
сборнике.
Температура целевого продукта воспринимается
интеллектуальным датчиком Метран-281- Exia
НСХ K. Выходной сигнал
(4-20)mA/HART.
Цифровой сигнал с интеллектуального датчика поступает на контроллер РСУ, где
высвечивается значение температуры целевого продукта. Ожидаемое значение 1000C.
Погрешность канала измерения составляет 0, 50C.
Цифровой сигнал так же поступает на вход ПК, где температура целевого продукта
регистрируется в виде графика.
Схема 7:САК расхода циркуляционного газав
трубопроводе.
С выхода массового расходомера MicroMotion
сигнал (аналоговый 4-20 mA/HART,
цифровой в стандарте Bell
202/HART) подается
на вторичный прибор «Экограф», где фиксируется и сигнализируется ожидаемое
значение расхода 520000 кг/ч. Погрешность канала измерения составляет[12].:
ε = = 0, 51%.
Контроллер РСУ высвечивает значение
расхода. Цифровой сигнал от расходомера поступает также на вход ПК, где
величина расхода может быть использована по назначению (например, для
построения графика изменения расхода).
Схема 8:САР уровня жидкости в
сборнике.
Датчик гидростатического давления
(уровня жидкости) Метран-100-ДГ измеряет гидростатическое давление столба
жидкостии обеспечивает непрерывное преобразование значения этого давления в
унифицированный токовый сигнал и/или цифровой сигнал по HART-протоколу.
Обычно датчики гидростатического давления устанавливаются на боковой стенке
резервуара вблизи дна. Возможна установка датчика в дно резервуара при условии
доступа к нему во время монтажа и эксплуатации, а также при отсутствии
возможности осаждения веществ, растворенных в жидкости, на мембране датчика.
Погрешность измерений до ±0, 1%. Датчик гидростатического давления может
использоваться для измерения уровня в резервуарах открытых, закрытых, но
соединенных с атмосферой, в закрытых под давлением и работает только с
однородными жидкостями. Цифровой сигнал с интеллектуального датчика поступает
на контроллер, где высвечивается величина текущего значения уровня, которая
сравнивается с введенным в контроллер заданным значением. При наличии
рассогласования регулирующее воздействие с контроллера в виде 4-20 мА идет на
регулирующий клапан. Цифровой сигнал поступает также на вход ПК, где величина
уровня может быть распечатана и использована по назначению (например, для
построения графика изменения этой величины). Величина заданного значения при
необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. В результате
функционирования контура регулирования значение уровня будет стабилизировано на
заданном значении.
Схема 9:САР уровня жидкости в
сборнике.
Датчик гидростатического давления
(уровня жидкости) Метран-100-ДГ измеряет гидростатическое давление столба
жидкостии обеспечивает непрерывное преобразование значения этого давления в
унифицированный токовый сигнал и/или цифровой сигнал по HART-протоколу.
Обычно датчики гидростатического давления устанавливаются на боковой стенке
резервуара вблизи дна. Возможна установка датчика в дно резервуара при условии
доступа к нему во время монтажа и эксплуатации, а также при отсутствии
возможности осаждения веществ,
растворенных в жидкости, на мембране
датчика. Погрешность измерений до ±0, 1%. Датчик гидростатического давления
может использоваться для измерения уровня в резервуарах открытых, закрытых, но
соединенных с атмосферой, в закрытых под давлением и работает только с
однородными жидкостями. Цифровой сигнал с интеллектуального датчика поступает
на контроллер, где высвечивается величина текущего значения уровня, которая
сравнивается с введенным в контроллер заданным значением. При наличии
рассогласования регулирующее воздействие с контроллера в виде 4-20 мА идет на
регулирующий клапан. Цифровой сигнал поступает также на вход ПК, где величина
уровня может быть распечатана и использована по назначению (например, для
построения графика изменения этой величины). Величина заданного значения при
необходимости может быть изменена с клавиатуры ПК. В результате
функционирования контура регулирования значение уровня будет стабилизировано на
заданном значении
2.7 Безопасность жизнедеятельности,
охрана труда и мероприятия по промсанитарии
Основные физико-химические,
токсические, взрыво- и пожароопасные характеристики веществ и материалов,
обращающихся в производстве
Таблица 10 - Характеристика веществ
и материалов, применяемых в производстве [2]
|
Наименование
сырья, полупродуктов, готовой продукции (вещества, % масс.), отходов
производства
|
Агрегатное
состояние при нормальных условиях
|
Плотность,
кг/м3
|
ПДК
в воздухе рабочей зоны производственных помещений, кг/м3
|
Класс
опасности (по ГОСТ 12.1.00776)
|
Характер
токсического воздействия на организм человека
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
1.
Этилен
|
газ
|
1,
26
|
100
|
4
|
Газ
наркотического действия, вызывает поражение нервной системы, ослабление
дыхания, нарушение кровообращения, головную боль, потерю сознания
|
|
2.Водород
|
газ
|
0,
0899
|
|
|
Физиологически
инертный газ; лишь в очень высоких концентрациях вызывает удушение
|
|
3.Азот
|
газ
|
1,
25
|
|
|
Накопление
газообразного азота в рабочей зоне вызывает явление кислородной
недостаточности и приводит к удушью
|
|
4.Катализатор
S9
|
твердое
вещество
|
|
По
SiO2
1
|
2
|
Длительное вдыхание
вызывает
силикоз
|
|
5.Окись
углерода
|
газ
|
1,
25
|
20
|
4
|
Оказывает
токсичное действие, вызывает головную боль, рвоту, учащенный пульс, судороги,
потерю сознания
|
|
6.Порошок
полиэтилена
|
Твердое
вещество
|
958
|
10
|
3
|
Не
токсичен
|
Опасные и вредные производственные факторы
проектируемого объекта
Вредными и опасными производственными факторами
являются:
физические факторы: температура, влажность и
подвижность воздуха, статическое электричество, производственный шум, вибрация,
освещенность, повышенное давление;
химические факторы: вещества, оказывающие
токсическое действие на организм человека, приводящие к снижению
работоспособности;
факторы трудового процесса, характерезующие
тяжесть и напряженность физического труда: физическая динамическая нагрузка,
эмоциональные и интеллектуальные нагрузки, монотонность нагрузок, режим работы;
опасность травматизма: движущиеся рабочие органы
машин, применяемые инструменты, электрооборудование;
взрыво- и пожароопасность: горючие газы,
окисляющиеся и взрывчатые вещества.
Категорирование производственных помещений,
наружных установок по взрыво- и пожарной опасности
Категория производственного помещения
устанавливается согласно нормам пожарной безопасности НПБ 105-95 [13].
Таблица11 - Категорирование производственных
помещений
|
Категория
помещений
|
Характеристика
веществ и материалов, обращающихся в производственном помещении
|
|
1
|
2
|
|
А
Взрывопожароопасное
|
В
технологическом процессе используются горючие газы с температурой кипения
ниже 28 °С в таких количествах, что могут образовать взрывоопасные
газовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается избыточное
давление взрыва в помещении более 5 кПа
|
Расчёт величины избыточного давления
взрываобъеме помещения (ΔP)
производится по формул:
ΔP=P0((0,
8mпр0, 33/l)+(3mпр0,
66/l)+(5mпр/l))
где Р0 - атмосферное давление, равное 101 кПа; l
- расстояние от геометрического центра газо-, паро-воздушного облака, равное м;
mпр- приведенная масса пара или газа, кг, вычисляемая по формуле:
mпр=0, 22∙10-3Hт∙m∙z
гдеHт- удельная теплота сгорания пара или газа,
1050 кДж/кг; Z - коэффициент
участия горючего в горении, принимается равной
0, 1; m -масса горючего газа, вышедших в помещение, кг.
Масса горючего газа, вышедших в помещение, в
результате аварии, определяется по формуле:
m=(Vа+Vт)∙ρ,
где Vа
- объем газа, вышыдшего из аппарата, м3;Vт
- объем газа, вышедшего из трубопровода, м3;ρ
- плотность газа, равная 1, 26 кг/м3.
При этом
Vа=0, 01∙Р∙V
Vа=10241 м3.
где Р - давление в аппарате, равное 1900 кПа;V
- объем аппарата, равный 539м3.
Vт=V1т+V2т,
V1т=q∙T,
где V1т
- объем газа, вышыдшего из трубопровода до его отключения;V2т
- объем газа, вышыдшего из трубопровода после отключения, равный 0 м3;
где q
- расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в
зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды
и т. д.;
T=120 с - время.
V1т=1932 м3.
По формуле Vт=1932
м3.
По формуле m=15338
кг.
По формуле mпр=354,
3 кг
Таким образом, избыточное давление взрыва в
помещении реакторной, по формуле , будет равно: ΔP=10575
кПа.
На основании вышеизложенного выбираю категорию
взрывопожароопасности производственных помещений - А.
Санитарная классификация предприятия,
проектируемого объекта
В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.567-96проектируемый
объект относится к 4-му классу производства с шириной санитарно-защитной зоны -
300 м [13].
Обеспечение электробезопасности и защита от
статического электричества
Выбор средств защиты от поражения элетрическим
током
В соответствии с “Правилами устройства
электроустановок” выбираем класс помещения по опасности поражения током [13]:
особо опасные помещения - характерезуются наличием химически активной,
органической среды.
Для обеспечения безопасной работы с
электрооборудованием применяются следующие технические способы и средства:
защитное заземление используют в сетях
напряжением до 1000 В, где имеется изолированная нейтраль;
согласно требованиям ГОСТ 12.1.030 - 81
сопротивление заземляющего устройства в любое время года не должна превышать 4
Ом в стационарных сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В [13].
Для повышения безопасности используют также двойную изоляцию, для этих целей
корпуса электрооборудования изготавливают из пластмассы.
Защитное отключение электроустановки или участка
электрической сети при пробое фазы на корпусе, снижении сопротивлении изоляции
фаз относительно земли или при появлении в сети более высокого напряжения, как
в виде кожухов, так и с глухо заземленной нейтралью. Применяют также защитные
ограждения токоведущих частей в виде кожухов и крышек.
Электрооборудование взрыво- и пожароопасных
производств
В зависимости от взрывопожароопасных свойств и
материалов, и особенностей технологического процесса производственное помещение
относится к классу взрывоопасной зоны, указанной в таблице 15.
Таблица 12 - Уровень взрывозащиты
электрооборудования
|
Класс
взрывоопасной зоны
|
Уровень
взрывозащиты электрооборудования
|
|
1
|
2
|
|
В-1а
|
Повышенной
надежности против взрыва. Оболочка со степенью защиты IP-54
|
Защита от статического электричества
Согласно ГОСТ 12.1.018-86 все промышленные
объекты подразделяются на 3 класса электростатической искробезопасности.
Производство ПЭНД относится ко 2-му классу - слабой электризаци; объекты с
заземленным электропроводным оборудованием, в котором исключено применение
веществ и материалов с удельным обьемным электрическим сопротивлением, более
108 Ом*м и отсутствуют процессы разбрызгивания, измельчения или
диспергирования.
Для снижения опасности накопления зарядов
статического электричества на трубопроводах, машинах и аппаратах предусмотрены
следующие мероприятия[13]:
отвод зарядов статического электричества путем
заземления системы трубопроводов и аппаратов, по которым движется
гранулированный полиэтилен;
применение ременных передач из токопроводящей
резины;
во избежание возникновения искрового разряда
запрещается производить очистку, уборку машин и аппаратов, в которых возможно
присутствие полиэтиленовой пыли, с помощью сжатого воздуха. Очистку и уборку
производить только с помощью промышленного пылесоса или вручную с помощью
щетки-сметки.
Расчет заземления
Вычисляем сопротивления одиночных заземлений для
растекания тока в однородном грунте [13].
Сопротивление вертикального заземления по
формуле
Rв=(ρ/(2∙π∙l))∙ln(4∙l/d),
Где ρ=100
- величина удельного сопротивления грунта (почва, суглинок), Ом;l=3
- длина заземлителя, м;d=0,
04 - диаметр трубы, м.
Rв=(100/(2∙3,
14∙3))∙ln(4∙3/0,
04)=30, 27 Ом
Определяем количество заземлителей по формуле
n=Rв/Rдоп
,
n=30, 27/10=4 шт
где Rдоп
=10 Ом - допустимое сопротивление
Сопротивление горизонтального заземления
вычисляется по формуле
Rг=(ρ/(π∙l))∙ln(2∙l/d),
Rг=(100/3, 14∙312))∙ln(2∙312/0,
04)=0, 99 Ом
где l=312
м - длина горизонтального сопротивления, принимается равной периметру здания.
Находим общее сопротивление заземлителей по
формуле
Rобщ=(Rв∙Rг)/(Rв∙ηг+Rг∙ηв∙η),
Rобщ=(30, 27∙0,
99)/(30, 27∙0, 45+0, 99∙0, 69∙4)=1, 83 Ом
где ηг
- коэффициент, принимаемый 0, 45; ηв
- коэффициент, принимаемый 0, 69;η
- количество заземлителей, шт.
Таким образом, Rобщ=1,
83 Ом< 4 Ом, то есть сопротивление заземляющего устройства не превышает 4 Ом
в стационарных сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В, согласно
ГОСТ 12.1.030-81.
Промышленная санитария и гигиена труда
Нормирование метеорологческих условий производственной
среды
В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88
“Общие санитарно- гигиенические требования к воздуху рабочей зоны” определяем
оптимальные параметры микроклимата.
Оптимальные параметры выбраны в зависимости от
категории тяжести выполняемой работы (табл. 16) и от периода года (табл. 17).
Таблица 13 - Категория тяжести выполняемой
работы
|
Категория
работ
|
Энергозатраты,
ккал/ч (Вт)
|
Характеристика
работы
|
|
1
|
2
|
3
|
|
Средней
тяжести 2а
|
151-200
(175-235)
|
Связанная
с постоянной ходьбой, перемещением мелких изделий или предметов в положении
стоя или сидя
|
Таблица 14 - Характеристика работы в зависимости
от периода года
|
Период
года
|
Категория
работ
|
Температуара,
оС
|
Относительная
влажность, %
|
Скорость
движения, м/с
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Холодный
|
Средней
тяжести 2 а
|
17-23
|
75
|
не
более 0, 3
|
|
Теплый
|
Средней
тяжести 2 а
|
18-27
|
65
|
0,
2-0, 5
|
Мероприятия, обеспечивающие нормативные
метеорологические условия
Для предупреждения опасности отравления и
обеспечения оптимальных гигиенических условий труда предусматривается естественная
и искусственная вентиляция.
Естественная вентиляция во всех помещениях
обеспечивается с помощью специально встроенных вентиляционных каналов на
верхней части крыши. Для усиления тяги устанавливаются дефлекторы типа ЦАГИ.
Основным веществом, применяемым в производстве,
является этилен. Несмотря на герметичность аппаратуры, и трубопроводов,
происходят утечки газа через незначительные неплотности, и в случае больших
скоплений газа возможно образование взрывоопасных смесей. Эта задача решается
путем устройства общеобменных приточно-вытяжных систем.
В помещениях, где выделяются вредные или
взрывоопасные газы, пары и пыль требуемый воздухообмен определяют по формуле
[13]:
L=Lрз+(M-
Lрз(qрз-qп))/(qух-qп)=185067,
32 м3/ч
Где Lрз
- расход воздуха, удаляемого из рабочей зоны помещения местными отсосами и на
технологические нужды, равный 81, 24 м3/ч; М - расход каждого из вредных или
взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, равный 1058400 мг/ч;qз
- концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, мг/м3;qрз-
удаляемом из рабочей зоны, равная 8, 17 мг/м3;qух
- уходящем из помещения, равная 8, 17мг/м3;qп
- подаваемом в помещение, составляющее 30% qух
и равна 2, 451 мг/м3.
Кратность воздухообмена в помещении равна 8.
Выбираем вентилятор марки ВЦ 14-46-5К-02 с
взрывозащищенным электродвигателем типа ВА 02-4-8.
Освещение производственных помещений и наружных
установок
Для создания оптимальных условий для трудового
процесса во всех производственных помещениях и наружных установках необходимо
предусмотреть рациональное освещение рабочих мест и зон.
Нормы естественной и искусственной освещенности
выбираются в соответствии с разрядом зрительной работы, определяемым по
величине объекта различения. Производится расчет требуемой площади окон для естественного
освещения и необходимого числа ламп для обеспечения нормируемого значения
освещенности на рабочих местах при искусственном освещении в соответствии с
требованиями СНиП 23-05-95.
Требуемая площадь световых проемов при боковом
освещении определяется по формуле[9]:
S0=( Sпе∙К1∙η∙К2)/(100∙τ∙r),
S0=220 м2.
где S0-
площадь окон, м2; е=1, 5% - нормированное значение КЕО; К1=2 - коэффициент
запаса;η=17 -
световая характеристика окна ; К2=1, 7 - коэффициент, учитывающий затенение
окон противостоящими зданиями;Sп=454
м2 - площадь помещения; τ=0, 9 - общий
коэффициент светопропускания;r=2
- коэффициент, учитывающий отражение света от потолка и стен.
Рассчитываем необходимое количество ламп в зоне
реактора, обеспечивающих нормированное значение освещенности, для
искусственного освещения, по формуле [13]:
N=(E∙Sп∙k∙Z)/(F∙η)=(200∙454∙1,
2∙1, 3)/(2280∙0, 5)
где Е=200 лк - нормированная
освещенность;Sп=454
м2 - площадь помещения;k=1,
2 - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности ламп в процессе эксплуатации;η=0,
5 - коэффициент использования светового потока, определяется с учетом
коэффициента отражения светового потока от стен. N=31шт
Таблица 15 - Характеристика зрительной работы
|
Характеристика
зрительной работы
|
Разряд
зрительной работы
|
Размер
объектов различения, мм
|
Освещенность
при общем освещении, лк
|
КЕО
при боковом освещении, %
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Грубая
|
4
|
более
5
|
200
|
1,
5
|
Выбираем 30 ламп накаливания типа Г 125-135-150
со световым потоком равным 2280 лк.
Аварийное освещение производственных помещений
предназначается для безопасной эвакуации людей и продолжения работ, когда
отключение основного освещения могут вызвать взрыв, отравление, нарушение
режима ведения технологического ппроцесса.
Эвакуационное освещение должно обеспечить
освещенность на полу или на земле основных проходов и на ступенях лестниц: на
открытых наружных площадках - 0, 2 лк. Освещение безопасности должно создавать
на рабочих поверхностях в производственных и на территориях предприятий
наименьшую освещенность в размере 5%, нормируемой для рабочего освещения, но не
менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территории предприятия.
Светильники аварийного освещения должны быть присоединены к сети, не зависящей
от сети рабочего освещения.
Защита работающих от производственного шума и вибрации
Источниками шума и вибрации являются
воздуходувки, вентиляторы, компрессора, а также износ оборудования.
В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 определяем
допустимый уровень параметров шума в помещении и на рабочих местах, и
определяется необходимость разработки мероприятий по защите шума, допустимый
уровень звука в отделении полимеризации 85 дБ.
Нормирование параметров вибрации ведется в
соответствии с ГОСТ 12.1.012-90.
Шум и вибрация вредно действуют на организм
человека, снижают трудоспособность рабочих, могут привести к получению
работниками профзаболевания - глухоты. Для защиты от шума и вибрации
применяются, прежде всего, технические меры: тщательная статическая и
динамическая балансировка, и центровка вращающихся и движущихся частей
оборудования.
Средства индивидуальной защиты
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) следует
применять в тех случаях, когда безопасность работ не может быть обеспечена
конструкцией оборудования, организацией производственных процессов и средствами
коллективной защиты.
Для защиты работающих используются следующие СИЗ
(ГОСТ 12.4.011-75): средства защиты органов дыхания, специальная одежда
(костюмы), специальная обувь, средства защиты головы, средства защиты глаз. Для
защиты органов дыхания, пищеварения и зрения от вредного воздействия газов и
паров при концентрации выше ПДК использовать фильтрующие противогазы.
Запрещается применение фильтрующих противогазов в условиях возможного
недостатка кислорода в воздухе ниже 20% об. и при наличии вредных веществ более
0, 5 % объемных.
Для защиты органов дыхания человека при работе в
атмосфере с пониженным содержанием кислорода (в закрытом пространстве) или при
большом содержании вредных газов (более 0, 5 % объемных) использовать
изолирующие противогазы ПШ-1, ПШ-2.
Таблица 16 - Фильтрующая коробка противогаза
|
Марка
коробки
|
Опознавательная
окраска
|
Перечень
вредных веществ, которые могут поглощаться
|
|
1
|
2
|
3
|
|
А
|
Коричневая
|
Парогазовая
фаза
|
Пожарная профилактика, методы и средства тушения
Объемно-планировочные и конструктивные
требования пожарной профилактики к территории, зданиям и сооружениям
Возможность распространения пожара в зданиях в
значительной степени зависит от огнестойкости основных строительных конструкций
помещения, планировки и размещения оборудования в здании.
Таблица 17 - Степень огнестойкости здания и
пределы огнестойкости строительных конструкций
|
Категория
зданий
|
Допусти-
мое число этажей
|
Степень
огнестойкости зданий
|
Площадь
этажа в пределах пожарного отсека зданий, м2
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
2
|
II
|
Не
ограничивается
|
Помещение категории А следует размещать у
наружных стен, а в многоэтажных зданиях - на верхних этажах. Для уменьшения
возможного ущерба от взрыва газовоздушных смесей необходимо просмотреть в
наружной части здания специальные легкосбрасываемые конструкции (остекления
окон и фонари). Требуемая площадь ЛСК - не менее 0, 05 м2 на 1 м3.
Из здания предусматривается, как правило, не
менее двух эвакуационных выходов, расстоянием от рабочего места до эвакуационного
выхода из помещения 25 м, при плотности людского потока от 1 до 3 чел/м2;
ширина путей эвакуации 2 м; ширина дверей не менее 0, 8 м.
Для обнаружения начальной стадии пожара в
наружных установках расположенных во взрывоопасной среде используют извещателя
взрывозащищенного исполнения ТРВ-1 [13].
Защита зданий и сооруженний от разрядов
атмосферного электричества (молниезащита)
Среднегодовая продолжительность гроз равна от 20
до 40 гроз/год.
Ожидаемое количество поражений молнией в год
рассчитывается для высотных сооружений [13]:
N=9∙π∙h2∙n∙10-6=9∙3,
14∙162∙2∙10-6=0, 0145
где h=16
м - высота сооружения; n=2
- удельная плотность ударов молний в землю.
Здания и сооружения, отнесенные по молниезащите
ко второй категории, защищаются от прямых ударов молнии, вторичных проявлений
молнии и заноса высокого потенциала через наземные металлические коммуникации.
Таблица 18 - Требуемый тип зоны защиты
|
Здания
и сооружения
|
Месторасположение
|
Тип
зоны защиты при использовании стержневых молниеотводов
|
Категория
молниезащиты
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Здания
и сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ относится к зоне
класса В-1а
|
В
местностях со средней продолжительностью гроз 10 часов в год и более
|
Зона
Б
|
II
|
Наружные установки 2-ой категории защищаются от
прямых ударов молнии и вторичных проявлений молний.
Расчет молниеотводов сводится к определению
высоты молниеприёмника, обеспечивающего требуемую надежность.
Высота одного стержневого молниеприёмника для
зоны Б:
H=1, 5∙(rx+1,
63∙hx)=1, 5∙(1,
2+1, 63∙6)=16, 47 м
где hx
- высота защищаемого объекта, м;
rx - радиус
зоны защиты на высоте, м.
Одного стержневого молниеотвода для
проектируемого производства недостаточно. Выбираем несколько одиночных
молниеотводов - групповой молниеотвод. Тип молниеприемников - стержневые.
Заземление молниеотводов распологается в редко посещаемых в местах на удалении
5 м, в отдалении от дорог и входа в здание.
Высота зоны защиты над землей:
h0=h∙0,
92=16, 47∙0, 92=15, 15 м
Радиус зоны защиты на уровне земли:
r0=1, 5∙16,
47=24, 7 м
Выбор методов и средств тушения пожара
Выбор методов и средств тушения пожара и
огнетушащих веществ и их носителей определяется в зависимости от стадий и
масштабов развития пожара и т. д.
Определяем характеристику горючей среды.
Класс пожара - В.
Рекомендуемые средства тушения - распыленная
вода, пена, порошки, аэрозольные огнетушащие составы.
К первичным средствам пожаротушения относятся:
а) ручные огнетушители типа ОУ ( огнетушитель
углекислотный) и ОП (огнетушитель порошковый);
б) автоматическая установка пожаротушения
«Тоталь»;
в) асбестовое одеяло;
г) ящики с песком;
д) пожарные краны внутреннего водопровода;
е) азот;
и) пар.
Камеры реакторов снабжены разводкой для тушения
пожара от автоматических установок пожаротушения «Total»
(камера реактора технологической нитки А) и «Титан-2000» (камера реактора
технологической нитки В).
Огнетушитель ОП-100 порошковый, предназначен для
тушения очагов пожара классов А, В, С - горящих твердых, жидких, газообразных
веществ и электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В. Диапазон
температуры эксплуатации от -35оС до +50оС.
Огнетушитель ОП-5 - порошковый, предназначен для
тушения нефтепродуктов и электроустановок и электроустановок напряжением до
1000 В. Диапазон температуры эксплуатации от -50оС до +50оС.
Асбестовое одеяло применяется для тушения
небольших очагов пожара.
Расстояние от возможного очага пожара до места
размещения огнетушителя для помещения категории Б - не должна превышать 30 м.
Код экстренных мер при воспламенении веществ и
материалов [13]:
Д
- применять водяные струи;
- применять распыленную воду;
- предотвратить попадание веществ в сточные
воды;
Д - необходим дыхательный аппарат и защитные
перчатки.
На территории проложен противопожарный наружный
водопровод с установкой наружных гидрантов.
.8 Охрана окружающей среды
Характеристика газовых выбросов, образующихся в
процессе полимеризации, а также после сжигания на факеле представлены в
таблице.
С целью обеспечения «бездымного» сжигания
газовых выбросов, поступающих на факел, в ядро пламени инжектируется водяной
пар. Однако при залповых сбросах газов на факел возможно образование сажи.
При нормальном режиме работы отделения
практически все выбросы (кроме неорганических) поступают на факельную
установку.
Таблица 19- Выбросы в атмосферу
[3]
|
Наименование
выброса, отделение, аппарат, диаметр, и высота выброса
|
Количество
источников выброса
|
Суммарный
объем отходящих газов, тм3/час
|
Периодичность
|
Периодичность
|
|
|
|
|
Температура,
°С
|
Состав
выброса, мг/м3, г/м3 или % объемн.
|
Допустимое
количество нормируемых компонентов вредных веществ, сбрасываемых в атмосферу,
кг/час
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
1.
Организованные выбросы
|
|
1.1
Выбросы на факел (диаметр выброса0, 4м. Высота выброса 45м)
|
20
|
57,
43
|
Периоди
чески
|
До
50°С
|
Этилен
92, 5%об. Пропан 4, 5%об. Этан + метан = 3 % об.
|
83100
|
|
1.2
Шнек выгрузки низкомолекулярного полиэтилена (диаметр выброса 0, 08 м,
высота выброса 1, 5 м)
|
6
|
0,
0072
|
В
течение 1ч.30 мин. в сутки
|
(80120)°С
|
Этилен 350г/м3
|
2,
52
|
|
1.3
Дегазационная труба экструдера (диаметр выброса - 0, 15 м, высота выброса 15
м)
|
2
|
0,
0360
|
|
150°С
|
Пропан
- 6 г/м3 этилен -236 г/м3
|
0,
58 8, 50
|
|
1.4
Выхлопная труба центрифуги (диаметр выброса 0, 3 м, высота выброса - 35 м)
|
2
|
2,
310
|
|
(4060)°С
|
Этилен- 0, 499г/м3
|
1,
15
|
|
1.5
Выхлопная труба анализных бункеров, бункеров некондиционного полиэтилена и
пылевоздушной смеси из циклонов (диаметр выброса 0, 3 м, высота выброса - 35
м)
|
2
|
2,
310
|
Постоянно
|
(4060)°С
|
Этилен- 0, 499г/м3
|
1,
15
|
|
1.6
Коллекторсвежего этилена
|
|
2,
310
|
Один
раз в год при
|
|
Этилен-0,
499
|
1,
15
|
|
(диаметр
выброса 0, 4м , высота выброса - 45 м)
|
2
|
|
останове
на капитальный ремонт в течение 1 часа
|
(4060)°С
|
г/м3
|
|
|
1.7
Сальники пропановых насосов (высота выброса - 1 м, диаметр выброса 0, 1 м)
|
2
|
18л
|
20
мин в сутки
|
(5÷20)°С
|
Пропан
|
0,
036
|
|
II.
Вентиляционные выбросы
|
|
Отделение
компрессии(диаметр выброса - 1 м, высота выброса - 23, 5 м)
|
4
|
91.888
|
Постоянно
|
(5÷40)°С
|
Этилен
58,
1мг/м3
|
1,
429
|
|
Отделение
грануляции(диаметр выброса 1, 12 м, высота выброса - 32 м)
|
6
|
98,
25
|
Постоянно
|
(540)°С
|
Этилен
-
85мг/м3
|
5,
28
|
|
III.
Неорганизованные выбросы отсутствуют
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица20 - Сточные воды
[3]
|
Наименование
стока
|
Куда
сбрасывается
|
Количество
стоков, м3/ сутки
|
Периодичность
|
Характеристика
сброса
|
|
|
|
|
состав
сброса, мг/л
|
допустимое
количество сбрасываемых веществ в кг/сутки
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
1.
Слив из холодильников компрессоров II каскада
|
В
промливневую канализацию
|
4
|
1
раз в полгода 8 м3/год
|
1)ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
0,
4кгО2
|
|
|
|
|
2)
Нефтепродукты н/б 0, 3 мг/л
|
0,
0012
|
|
|
|
|
3)
СПАВ н/б 0, 5 мг/л
|
0,
002 кг
|
|
2.
Слив из межступенчатых холодильников компрессоров I каскада
|
В
промливневую канализацию
|
2.1
|
1
раз в квартал 8, 4 м3/год
|
1)ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
0,
21 кг О2
|
|
|
|
|
2)
Нефтепродукты н/б 0, 3 мг/л
|
0,
0006 кг
|
|
|
|
|
3)
СПАВ н/б 0, 5 мг/л
|
0,
001 кг
|
|
3.
Слив из холодильников компрессоров остаточного газа
|
В
промливневую канализацию
|
0,
09
|
1
раз в год 0, 09 м3/год
|
1)ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
0,
009 кг
|
|
|
|
|
2)
Нефтепродукты н/б 0, 3 мг/л
|
0,
000027 кг
|
|
|
|
|
3)
СПАВ н/б 0, 5 мг/л
|
0,
000045 кг
|
|
4.
Слив из 1
|
В
2
|
|
95
4
|
ХПК
- 5
|
2,
38 кгО2
|
|
холодильников
возвратного газа высокого давления
|
промливневую
канализацию
|
23,
8
|
м3/год
1 раз в квартал
|
н/б
100 мгО2/л
|
|
|
5.
Слив из холодильников возвратного газа низкого давления
|
В
промливневую канализацию
|
3,
8
|
3,
8 м3/год 1 раз в год
|
ХПК
- Н/б 100 мгО2/л
|
0,
38 кгО2
|
|
6.
Слив из контура охлаждения возвратного газа II ступени холодильника
|
В
промливневую канализацию
|
0,
048
|
1
раз в год
|
ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
0,
005кгО2
|
|
7.
Слив из контура зоны
|
В
|
42
|
1
раз в
|
ХПК
-
|
4,
2 кгО2
|
|
реакции
|
промливневую
анализацию
|
|
месяц
42 м3´11мес. =
462 м3/год
|
н/б
100 мгО2/л
|
|
|
8.
Слив из контура зоны предварительного подогрева
|
В
промливневую канализацию
|
50
|
1
раз в месяц 550 м3/год
|
ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
5,
0 кгО2
|
|
9.
Слив из контура зоны охлаждения
|
В
промливневую канализацию
|
44
|
1
раз в квартал 176м3/год
|
ХПК
- Н/б 100 мгО2/л
|
4,
4 кгО2
|
|
10.
Сброс части частично обессоленной воды для отделения солей из емкостей
станции горячей воды через дренажную емкость
|
В
промливневую канализацию
|
70
|
Постоянно
21840 м3/год
|
ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
7,
0 кгО2
|
|
11.
Слив оборотной воды из дренажной емкости, подаваемой в последнюю для
захолаживания перегретой частичнообессоленной воды
|
В
промливневую канализацию.
|
290
|
Постоянно
90480 м3/год
|
ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
29
кгО2
|
|
12.
Слив из подпиточной емкости
|
В
промливневую канализацию
|
10,
5
|
2
раза в год 21 м3/год
|
ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
1,
05 кгО2
|
|
13.
Слив из цикла: емк., насос, трубопроводы
|
В
промливневую канализацию
|
5
|
1
раз в год 5 м3/год
|
ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
0,
5 кгО2
|
|
13.
Слив из цикла: емк., насос, трубопроводы
|
В
промливневую канализацию
|
5
|
1
раз в год 5 м3/год
|
ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
0,
5 кгО2
|
|
14.
Утечки с сальников насосов СГВ и утечки сальников насосов
|
В
промливневую канализацию
|
3
|
Постоянно
936 м3/год
|
ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
0,
3 кгО2
|
|
15.
Слив из холодильников транспортирующего
|
|
0,
24
|
1
раз в месяц 2, 64
|
|
|
|
конденсата
(частично обессоленная вода)
|
В
промливневую канализацию
|
|
м3/год
|
ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
0,
24 кгО2
|
|
16.
Слив из холодильников охлаждающего конденсата (частично обессоленной воды
|
В
промливневую канализацию
|
0,
15
|
1
раз в квартал 0, 6 м3/год
|
ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
0,
015 кгО2
|
|
17.
Слив из напорной емкости для транспортирующего конденсата (частично
обессоленной воды)
|
В
промливневую канализацию
|
30
|
1
раз в год 30 м3/год
|
ХПК
- н/б 100 мгО2/л
|
3,
0 кгО2
|
|
18.
Перелив емкости поз. ТК6/1.6 для очистки от гранул полиэтилена
|
В
промливневую канализацию
|
3
|
Постоянно
936 м3/год
|
1)
ХПК н/б 100 мгО2/л
|
0,
3 кгО2
|
|
19.
Слив из емкости охлаждающего конденсата (частично обессоленной воды)
|
В
промливневую канализацию
|
2,
4
|
2,
4 м3/год 1 раз в год
|
1)
ХПК - н/б 100 мгО2/л
|
0,
24кгО2
|
Таблица - 21Твердые отходы [3]
|
Наименование
отходов, отделение, аппарат
|
Куда
складируется, транспорт, тара
|
Количество
отходов, кг/ сутки
|
Периодичность
образования
|
Характеристика
твердых и жидких отходов
|
|
|
|
|
Химсостав,
влажность, %
|
Химсостав,
влажность, %
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
Отработанное
охлаждающее масло типа "Ризелла33" (Вейтлекс, Ондина) с
компрессоров
|
Собирается
в бочки для отправки в 401 цех
|
32
|
Постоянно
|
Масло
загрязненное мех. примесями
|
Плотность0,
87 г/см3. Кинематическая вязкость при 38°С 70, 106 м2/с
|
|
2.
Отработанное компрессорное масло Оритес (или Лапрол), применяемое для смазки
цилиндров и сальников, с примесью низкомолекулярного полиэтилена
|
Собирается
в бочки и складируется на предприятии
|
360
|
Постоянно
|
Масло
загрязненное низкомолекулярным полиэтиленом
|
Плотность
1, 093 г/см3
|
|
3.
Отработанные смазочные масла (ИГП18, ИГП38, Омала 220 и т.д.)
|
Собираются
и отправляются на нефтебазу
|
170
|
2
раза в год
|
Масло
загрязнено мех. примесями и увлажненное
|
Плотность
0, 96 г/см3
|
|
4.
Мешки бумажные из-под сажи, стеарата кальция; фанерные барабаны
|
Собираются
и отгружаются на свалку
|
7
|
Постоянно
|
|
|
Меры, обеспечивающие надежность
охраны водных ресурсов и воздушного бассейна [3]:
1. Для исключения попадания полиэтиленовых
гранул в промливневую канализацию узла грануляции на приемных люках установлены
мелкие сетки, препятствующие проникновению гранул вместе со стоками;
. В отделении компрессии сбор отработанного
компрессорного масла осуществляется централизованно в емкость сбора
отработанного масла;
. Периодически производится контроль ПДК в
производственных помещениях согласно плану-графику, утвержденному техническим
директором АО;
. Ремонт компрессоров, трубопроводов, арматуры
проводились согласно графику ППР;
. Аварийные сбросы газов и постоянные технологические
сдувки направляются на факельную установку.
.9 Строительно-планировочные решения по
размещению оборудования
Географические и климатические условия:
− место строительства: г. Казань, РТ;
− грунт суглинистый;
− глубина грунтовых вод 4 м;
− глубина сезонного промерзания грунта 1,
75 м;
− расчетное сопротивление грунта 2, 5
кг/см2.
Объемно-планировочное и конструктивное решение
реактора:
−форма реактора − вертикальный
аппарат объемом 539м3
− рабочие площадки, прилегающие к
реактору, выполнены из сборного железобетона;
− по всей высоте реактора имеются
служебные лестницы ;
2.10 Описание генерального плана
Строительство объекта по производству
полиэтилена низкого давления спроектировано в г. Казани. Зимняя температура
атмосферного воздуха -30ׁ֯.
ֳנףםע - סףדכטםמך. ֳכףבטםא
ןנמלונחאםט 1.75 ל, דכףבטםא
דנףםעמגץ
גמה 4
ל, ךמכטקוסעגמ
דמהמגץ
מסאהךמג 550 - 600 לל. ֿכמשאהךא
הכ
סענמטעוכסעגא
טלווע
מסםמגאעוכםמ
נמגםף ןמגונץםמסע. ײוץ
נאסןמכמזום
בכטחךמ ך טסעמקםטךף
גמהמסםאבזוםט, ט ס
ןמהגוענוםםמי
סעמנמם ןמ
מעםמרוםט ך
םאסוכ¸םםמלף
ןףםךעף.
ֿנמטחגמהסעגוםםו
חהאםט, ךמלןכוךסםמו
מבמנףהמגאםטו
נאסןמכאדאעס ןמ ן
מעמקםמלף
ןנטןףסךף. ַהאםט נאסןמכאדאעס ס ףק¸עמל
בוחמןאסםץ
נאססעמםטי, ט ס
ףק¸עמל
סאםטעאנםץ ט
ןנמעטגמןמזאנםץ
ענובמגאםטי.
ֽא
עוננטעמנטט
צוץא
ןנמכמזוםא
ךמכצוגא אספאכעםא המנמדא
רטנטםמי 6 לוענמג. ִכ המסעאגךט
סנ, מעדנףחךט
דמעמגמי
ןנמהףךצטט
ןנוהףסלמענוםא
זוכוחםא ט
אגעמלמבטכםא המנמדא. ָלוועס גמהמןנמגמהםא כטםט ט
ןנמךכאהגאועס טח
קףדףםםץ
ענףב הטאלוענמל
200 לל
ט םא דכףבטםו 2 לוענא. ִכ חאשטע מע
אעלמספונםמדמ
כוךענטקוסעגא
טלועס למכםטומעגמה[3].
ׂוננטעמנט טלווע
חוכ¸םו
םאסאזהוםט.
.11 ךמםמלטקוסךמו
מבמסםמגאםטו
ןנמוךעא
׀אסקוע
ךאןטעאכםץ
גכמזוםטי ט
אלאנעטחאצטמםםץ
מעקטסכוםטי ג
מסםמגםו
פמםה.[14]
ׂאבכטצא
22 -
ֺאןטעאכ