Отчет по производственной практике в ОАО «Метафракс»

 

Министерство образования и науки Пермского края

ГБОУ СПО «Уральский химико-технологический колледж»

 

 

 

 

Специальность 240401 «Химическая технология органических веществ», группа ХТОВ-03

 

 

 

Отчет

по производственной практике

 

 

 

 

 

Студент	_________________	Д.С. Кузиванов
Руководитель практики	_________________	З.Н. Калугина

 

 

 

 

 

 

Оценка ___________ З.Н. Калугина

 

 

 

 

 

Губаха

2014

 

 

 

 

 

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ                                                                                                 2

 

ВВЕДЕНИЕ

На российском уровне ОАО «Метафракс» – признанный лидер отечественного производства. Премия «Российский национальный Олимп» и её главный приз «Золотой Олимп», которым предприятие отмечено в ноябре 2001 года. В октябре 2002 года на конкурсе «100 лучших предприятий России – 2002» предприятие удостоено диплома и памятной медали «Лидер бизнеса Поволжья».

В последние десятилетия значительно возросла потребность в метаноле. Это объясняется развитием производства формальдегида, синтетического каучука, метиламинов, диметилтерефталата, метилметакрилата, поливинилхлоридных, карбамидных смол и других многочисленных продуктов, использующих метанол в качестве сырья.

Наметилась также тенденция использовать метанол в новых перспективных направлениях: в качестве высокооктановой добавки к моторным топливам, при получении синтетических бензинов и уксусной кислоты, для топливно-энергетических целей и очистки сточных вод и т.д., что обусловлено дефицитом углеводородного сырья (нефть, природный газ) и возможностью получения его из сырья не углеводородного происхождения (уголь, сланцы, природные карбонаты), запасы которых значительно превосходят ресурсы природного газа и нефти.

Увеличение спроса на метанол, а также разработка новых низкотемпературных, высокоэффективных и селективных катализаторов обусловило создание агрегатов крупной единичной мощности с учетом передовой технологии. Основными производителями метанола за рубежом являются США, Япония, ФРГ, Англия, Франция, Италия.

Интенсивное развитие производства метанола обуславливается постоянно расширяющимися многообразными сферами его применения.

Цель работы – изучение технологичесого процесса оделения ситеза (проточного и основного) метанола.

Для достижения цели необходимо выполнить следующии задачи:

-  Классифицировать оборудование, установить неполадки и их  способы устронения, описать основной аппарат.

- Обосновать оптимальные технологические  параметры, расчитать материальный баланс , описать технологическую схему с КИП и А

- Ввнутрилабораторный оперативный контроль, контроль стабильности результатов с использованием карт Шухарта.

 

1. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБСЛЖИВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.1 Классификация оборудования отделения по скоростной теории

Гидромеханические процессы

Процессы в жидкостных или газовых системах, скорость которых определяется законами механики и гидродинамики.

Перемещение жидкостей - Перемещение жидкостей по трубопроводам, при этом движущая сила определяется разностью давлений в начальном и конечном пунктах трубопровода.

Для осуществления процесса перегонки жидкостей применяются :

Центробежные насосы: поз. Р1001/А,В, поз. 3257/1,2,3

Мембранные насосы (эл.маг.):поз. 3270, поз3271

Перемещение газов:

Компрессора центробежные: поз.3131, поз.3132

Фильтрование - процесс разделения суспензий или аэрозолей при помощи фильтровальных перегородок (ФП), пропускающих жидкость или газ, но задерживающих твёрдые частицы.

Для осуществления процесса фильтрования применяются :

Фильтры: поз. 1138, поз. 1731/1,2, поз. 1732/1,2, поз. F1001/А,В

Хранение жидкостей:

Сборник метанола сырца: поз.1254, поз. 1135, поз.1152

Сепарация - процессы разделения смесей разнородных частиц твёрдых материалов, смесей жидкостей разной плотности, эмульсий; взвесей твёрдых частиц или капелек в газе или паре.

Для осуществления процесса сепарирования применяються:

Сепаратор: поз1114, поз. 1131, поз. 1132, поз V-1134, поз. V-2001

Тепловые процессы

Изменение макроскопического состояния термодинамической системы. Система, в которой идёт тепловой процесс, называется рабочим телом. Тепловые процессы можно разделить на равновесные и неравновесные. Движущей силой тепловых процессов является разность температур.

Для осуществления теплообменного  процесса применяются :

Теплообменники кожухотрубчатые: поз. 1531, поз. 1532, поз. 1533, поз. 1534, поз. 1535, поз. 1537, поз. Е-2001, поз. Е-2002, поз. Е-2004

Теплообменники воздушнооребренные: поз. 1631, поз. 1632, поз. 1633, поз.Е-2003

Массообменные процессы

Процессы, в которых основную роль играет перенос вещества из одной фазы в другую. Движущей силой этих процессов является разность концентраций между равновесной и рабочей.

В данном технологическом процессе не используется

Химические процессы

Превращение одного или нескольких исходных веществ (реагентов) в отличающиеся от них по химическому составу или строению вещества (продукты реакции).

Реактор основного синтеза: поз.1133/1,2

Реактор проточного синтеза : поз. R-2002

Механические процессы

Совокупность физико-химических или физико-механических превращений веществ, изменение значений параметров тел и материальных сред, целенаправленно проводимых на технологическом оборудовании или в аппарате

В данном технологическом процессе не используется

1.2 Описание основного аппарата

Назначение

Колонна основного синтеза предназначена для синтеза метанола из конвертированного газа на медьсодержащем катализаторе и выделения метанола сырца из продуктов реакции.

Устройство

Реактор синтеза представляет собой цилиндрический аппарат с внутренним диаметром 4,38 м и высотой 17,5 м. В реакторы поз.1133/1, 2 загружен катализатор марок KATALCOTM 51-2, KATALCOTM 51-6, KATALCOTM 51-8.

Колонна шахтного типа

Колонна шахтного типа (колонна применяемая при синтезе метанола на ОАО «Метафракс»).Эта колонна существенно отличается от указанных выше:

1. Процесс проходит при низком давлении.

2. Процесс проходит при температуре 220-280°С, что является оптимальной температурой проведения процесса синтеза.

Для регулирования температуры в слое катализатора по высоте колонны предусмотрен ввод холодного газа, по средствам холодного байпаса. Все эти плюсы и привели к выбору именно этого типа колонн синтеза.

 Колонна синтеза метанола выполнена из низколегированной стали. Так как реакции синтеза метанола экзотермичны, необходимо ограничивать повышение температуры в зоне реакции. Это достигается подачей холодного циркуляционного газа через тороидальные распределители в смесители, в которых происходит смешение горячего газа, вышедшего из слоя катализатора, и холодного газа, поступающего по байпасным линиям. После смесителей газ направляется на следующий слой катализатора. В реакторах синтеза метанола расположены три полки со смесителями, которые делят катализатор на четыре слоя. Для наиболее полного перемешивания горячего и холодного газа перед второй полкой установлен смеситель типа «тр Давление в реакторе синтеза (н/б 8,5 МПа) замеряется по месту манометром PI-4101 (PI-4106).

Перепад давления в реакторе (н/б 0,5 МПа) замеряется по месту дифманометром.

На входе и выходе каждого слоя катализатора расположено по 6 термопар. Выбор температурной точки для регулирования производится с помощью селекторных ключей . В качестве точки регулирования может быть выбрана любая из 6 температурных точек на входе каждого слоя катализатора. Кроме того, предусмотрена возможность выбора средней температуры на входе в слой по алгоритму "Средняя температура входа за вычетом минимальной и максимальной температуры слоя". Выбранная точка подключается к сигнализаторам максимума (255 °C) и минимума (205 °C) температуры.

Контроль температуры по точкам на выходе из слоев катализатора, а также по тем точкам на входе в слои, которые не подключены к регуляторам, производится по индикаторам температуры на ЦПУ. Расход газа, подаваемого по "холодным байпасам" (не более 210000 нм3/час), контролируется на ЦПУ.

Принцип действия

Циркуляционный газ поступает в колонну синтеза сверху через входной распределитель специальной конструкции.

Процесс получения метанола основан на взаимодействии водорода и двуокиси углерода:

CO2 + 3H2 ® CH3OH + H2O + Q    (1)

Ввиду незначительной степени превращения реагирующих веществ за один проход газа через слой катализатора реакторов, не прореагировавший газ снова возвращается на всас циркуляционного компрессора поз.3132.

На входе и выходе каждого слоя катализатора расположено по 6 термопар. Выбор температурной точки для регулирования производится с помощью селекторных ключей.

В качестве точки регулирования может быть выбрана любая из 6 температурных точек на входе каждого слоя катализатора. Кроме того, предусмотрена возможность выбора средней температуры на входе в слой по алгоритму "Средняя температура входа за вычетом минимальной и максимальной температуры слоя".

Контроль температуры по точкам на выходе из слоев катализатора, а также по тем точкам на входе в слои, которые не подключены к регуляторам, производится по индикаторам температуры  на ЦПУ. Расход газа, подаваемого по "холодным байпасам" (не более 210000 нм3/час), контролируется на ЦПУ по индикаторам.

Циркуляционный газ, выходящий из реактора синтеза с температурой 260¸290 °C, поступает параллельно в промежуточный теплообменник поз.1531/1 (поз.1531/2) и подогреватель питательной воды поз.1533/1 (поз.1533/2). Распределение потока газа описано выше. Температура выходящего газа контролируется на ЦПУ по индикатору. Между линией входа холодного циркуляционного газа в промежуточный теплообменник поз.1532/1 (поз.1532/2) и горячей линией циркуляционного газа на выходе из реактора синтеза предусмотрена байпасная линия с клапаном, управляемым с ЦПУ ручным задатчиком.

Достоинства

- Процесс проходит при низком давлении.

- Процесс проходит при температуре 220-280°С, что является оптимальной температурой проведения процесса синтеза.

Для регулирования температуры в слое катализатора по высоте колонны предусмотрен ввод холодного газа, посредством холодного байпаса. Все эти плюсы и привели к выбору именно этого типа колонн синтеза.

 

1.3 Неполадки, их причины, способы  устранения (по основному аппарату)

Таблица 1-Неполадки, причины, способы устранения

N	Наименование неполадок, их внешние проявления	Возможные причины возникновения неполадок	Действия персонала и способ устранения неполадок
1	2	3	4
1.	Повышение температуры после первого слоя катализатора выше  300 °C	Нарушение в системе автоматического регулирования в 1-ом слое катализатора.	Отключить автоматическое регулирование. Устранить нарушения в системе автоматического регулирования.
		Низкая концентрация инертных газов в цикле.	Снизить продувку.
		Повышение нагрузки по конвертированному газу.	Привести в норму нагрузку по конвертированному газу.
		Снижение циркуляции в контуре.	Увеличить обороты турбины поз.3723.
2.	Повышение температуры после 2¸4 слоев катализатора более 300 °C	Нарушение в системе автоматического регулирования температуры по 2¸4 слоям катализатора.	Отключить автоматическое регулирование. Подачей газа по линиям "холодного байпаса" в ручном режиме отрегулировать температуру в зоне реакции Устранить нарушение в системе автоматического регулирования
		Низкая концентрация инертных газов в цикле.	Снизить продувку.
		Повышение нагрузки по конвертированному газу.	Привести в норму нагрузку по конвертированному газу.
		Снижение циркуляции в контуре.	Увеличить обороты турбины поз.3723.
3.	Нарушение автотермичности процесса синтеза	Снизилась нагрузка по свежему газу	Снизить газовую нагрузку на реактор синтеза, уменьшая производительность циркуляционного компрессора. Если температура не повышается, включить в работу пусковой подогреватель поз.1534/1, 2.
4.	Нарушение автотермичности процесса синтеза Прекращение подачи конвертированного газа. Прекращение циркуляции газа в агрегате синтеза.	Высокий уровень в сепараторе поз.1-V-1134.	Снизить уровень в сепараторе, устранить причину повышения уровня.
		Остановка компрессора конвертированного газа поз.3131 из-за неисправности или в результате срабатывания блокировок.	Перевести агрегат в "горячий резерв". При повышении температуры стенки реактора до 300 °C постепенно снизить давление в реакторе. При остановке более 24 часов сбросить давление из агрегата, продуть N2
5.	Прекращение подачи конвертированного газа. Прекращение циркуляции газа в агрегате синтеза. Увеличение перепада давления в реакторах синтеза поз.1133/1, 2.	Остановка циркуляционного компрессора из-за неисправности или  в результате срабатывания блокировок.	Выяснить причину остановки циркуляционного компрессора поз.3132 и, если устранение неполадки требует более 24 часов, медленно сбросить давление из цикла синтеза, не допуская перегрева катализатора, и продувать азотом до содержания водорода не более 1%.
		Закрылись клапана HV-4105, HV-4107.	Открыть клапана ручным дублёром, исправить систему регулирования