Производство серной кислоты

Министерство образования  и науки Российской Федерации

 

Санкт-Петербургский государственный  инженерно-экономический университет

 

Факультет экономики и  управления в химической промышленности и природопользовании

Кафедра экономики и менеджмента  в нефтегазохимическом комплексе

 

Курсовая работа по дисциплине

“ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ”

Выполнил:       Сарыев Э.М.                                                              .

_{(Фамилия  И.О.)} 

студент __IV___ курса __4 г.10 м._ специальности_080502________

группа ___681____ № зачетной книжки ________________

Подпись:_________________

Преподаватель: ______Дыбаль С.В.____________________________

(Фамилия И.О.)

Должность: _____кандидат экономических наук, профессор_________

Оценка: ______________ Дата ______________________

Подпись: _________________

 

Санкт-Петербург

2011

Индивидуальное  задание на проектирование

Основные технико-экономические  характеристики

технологического оборудования

Вариант №6

Наименование	Тип оборудования	Производительность тонн/час	Продолжительность ремонта, час.			Период между ремонтами
			сред-ний	теку-щий	капитальный	сред-ний	теку-щий	капитальный
Контактный аппарат	К-39-4	2,92	96	8	600	17280	720	34560
	К-39-4	9,34	96	8	600	17280	720	34560
	К-85-5	14,00	96	8	600	17280	720	34560
Печь для сжигания серы	КС-200	5,79	300	12	720	17280	720	34560
	ДКСМ	3,76	300	12	720	17280	720	34560
Брызгоулавливатель	ПБ	3,45	240	12	720	8640	720	34560
Сушильная башня	СБ	3,45	96	8	360	8640	720	34560
Абсорбер для  технич. кислоты	АТ	3,45	120	8	600	17280	720	86400
Абсорбер для реакт. кислоты	АР	0,14	48	8	120	8640	2160	17280

 

 

 

 

 

Планируемая производственная программа

Наименование продукции	Ед.измерения	Плановый год.объем произ-ва продукции
Серная кислота, техническая	т	22500
Серная кислота, реактивная	т	20000

 

Содержание

Введение 4

1. Технико-экономическая  характеристика рассматриваемой  продукции, ее назначение и  области применения 5

2. Описание  технологического метода производства  серной кислоты. 9

3. Выбор и  расчет потребности в основном  технологическом оборудовании для  выполнения программы 16

4. Расчет  производственной мощности производственных  участков (стадий) и цеха в целом. 21

5. Производственная  структура цеха и организационная  структура цеха 24

6. Организация  работы участка фасовки и комплектации  готовой продукции (ГП) 25

Заключение 31

Список литературы 32

 

 

Введение

Организация производства –  это процесс создания предприятия  определенной правовой формы и формы  собственности для выпуска продукции, выполнения работ, оказания услуг и  получения дохода. Организация производства – это оптимальное объединение  элементов производства (средств труда, предметов труда, рабочей силы) во времени и пространстве.

Основной задачей организации производства как науки является изучение закономерности форм и принципов создания и функционирования производственных систем, исследование оптимального сочетания элементов производственного процесса с учетом особенностей химической технологии и аппаратурного оформления химических производств.

Любое предприятие представляет собой органически целостную  совокупность обусловленных элементов, взаимодействие которых создает  возможность эффективного воспроизводства  в зависимости от характера внутренних и внешних условий, реализации целей  данной системы. Процесс изучения структуры  и функций предприятия и представляет собой организацию производства.

Целью данной курсовой работы является изучение принципов и правил организации производства, а также  проверка и закрепление полученных в ходе изучения дисциплины знаний и приобретение практических навыков в вопросах организации и проектировании производственной системы промышленного предприятия, специализирующегося на производстве химической продукции.

 

1. Технико-экономическая характеристика  рассматриваемой продукции, ее  назначение и области применения

Серная  кислота (H₂SO₄) – сильная двухосновная кислота, отвечающая высшей степени окисления серы (+6). При обычных условиях концентрированная серная кислота – тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха. Она наиболее сильная и дешевая. Среди минеральных кислот, производимых химической промышленностью, серная кислота по объему производства и потребления занимает первое место. Серная кислота не дымит, в концентрированном виде не разрушает черные металлы, в то же время является одной из самых сильных кислот, в широком диапазоне температур (от 40…-20 до 260 336,5°С) находится в жидком состоянии.

Серную кислоту  применяют:

-в производстве минеральных  удобрений;

-как электролит в свинцовых  аккумуляторах;

-для получения различных  минеральных кислот и солей;

-в производстве химических  волокон, красителей, дымообразующих  веществ и взрывчатых веществ;

-в нефтяной, металлообрабатывающей,  текстильной, кожевенной и др. отраслях промышленности;

-в пищевой промышленности  — зарегистрирована в качестве пищевой добавки E513(эмульгатор);

-в промышленном органическом  синтезе в реакциях:

• дегидратации (получение диэтилового эфира, сложных эфиров);

гидратации (этанол из этилена);

• сульфирования (синтетические моющие средства и промежуточные продукты в производстве красителей);
• алкилирования (получение изооктана, полиэтиленгликоля, капролактама) и др.

Самый крупный потребитель  серной кислоты — производство минеральных  удобрений. Поэтому сернокислотные заводы стремятся строить в комплексе  с заводами по производству минеральных  удобрений.

Серная кислота находит  разнообразное применение в нефтяной, металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности, используется в качестве водоотталкивающего и осушающего средства, применяется в процессах нейтрализации, травления и т.д.

В промышленности применяют  два метода окисления SO₂ в производстве серной кислоты: контактный — с использованием твердых катализаторов (контактов), и нитрозный — с оксидами азота.

Контактный способ вытесняет  нитрозный (башенный). Первой стадией  сернокислотного производства по любому методу является получение диоксида серы при сжигании сернистого сырья. После очистки диоксида серы (особенно в контактном методе) ее окисляют до триоксида серы, который соединяют с водой с получением серной кислоты. Окисление SO₂ в SO₃ в обычных условиях протекает крайне медленно. Для ускорения процесса применяют катализаторы.

В настоящее время контактным методом получают концентрированную  серную кислоту, олеум и 100% серный ангидрид.

Одновременно с увеличением  объема производства серной кислоты  расширяется ассортимент продукции  сернокислотных заводов, организуется выпуск особо чистой кислоты, 100% SO₂, высококачественного олеума и кислоты, а также увеличивается производство новых продуктов на основе SO₂. Кроме олеума, концентрированной серной кислоты и аккумуляторной кислоты, отечественные заводы выпускают также более чистую контактную кислоту улучшенного качества (для производства искусственного волокна, титановых белил и др.), чистый олеум, химически чистую и реактивную серную кислоту.

За последние годы в  процессе производства серной кислоты  внесены существенные улучшения. Широко применяется обжиг колчедана  в кипящем слое и сжигание серы в циклонной печи, значительно увеличивается использование тепла, выделяющегося при обжиге сырья, и на других стадиях производства серной кислоты. Непрерывно повышается производительность башенных сернокислотных систем в результате поддержания оптимального технологического режима, разработанного на основе исследований; интенсивность башенных систем достигает 250 кг/м3 в сутки. Освоен контактно-башенный процесс производства серной кислоты, при котором расход HNO3 составляет 6-7 кг на 1 тонну H₂SO₄.

В контактном методе производства серной кислоты окисление диоксида серы в триоксид осуществляется на твердых контактных массах. Благодаря усовершенствованию контактного способа производства, себестоимость более чистой и высококонцентрированной контактной серной кислоты лишь незначительно выше, чем башенной. В настоящее время свыше 90% всей кислоты производится контактным способом.

Основными источниками сырья  являются сера и железный (серный) колчедан. Значительное место в сырьевом балансе  занимают отходящие газы цветной  металлургии, содержащие диоксид серы.

Технологические свойства серной кислоты.

В технике под  серной кислотой понимают системы, состоящие из оксида серы (VI) и воды различного состава: nSO₃*mH₂O.

При п = т — 1 это моногидрат серной кислоты (100% кислота), при т> п —водные растворы моногидрата, при m < n растворы оксида серы (VI) в моногидрате (олеум)

Моногидрат серной кислоты —бесцветная маслянистая  жидкость с температурой кристаллизации 10,37°С, температурой кипения 296,2°С и плотностью 1,85т/м³. С водой и оксидом серы (VI) он смешивается во всех отношениях, образуя гидраты состава H₂SO₄-H₂O; H₂SO₄-2H₂O; H₂SO₄-4H₂O и соединения с оксидом серы (VI) состава H₂SO₄-SO₃ и H₂SO₄-2SO3.

Серная кислота  — довольно сильный окислитель, особенно при нагревании и в концентрированном  виде; окисляет HI и частично HBr до свободных галогенов, углерод до CO₂, S — до SO₂, окисляет многие металлы (Cu, Hg и др.). При этом серная кислота восстанавливается до SO₂, а наиболее сильными восстановителями — до S и H₂S. Концентрированная H₂SO₄ частично восстанавливается H₂. Из-за чего не может применяться для его сушки. Разбавленная H₂SO₄ взаимодействует со всеми металлами, находящимися в электрохимическом ряду напряжений левее водорода с его выделением. Окислительные свойства для разбавленной H₂SO₄ нехарактерны. Серная кислота образует два ряда солей: средние — сульфаты и кислые — гидросульфаты, а также эфиры. Известны пероксомоносерная (или кислота Каро) H₂SO₅ и пероксодисерная H₂S₂O₈ кислоты.

 

2. Описание технологического  метода производства серной кислоты.

Исходным веществом  для производства серной кислоты  является диоксид серы SO₂, который образуется в результате сжигания серы или другого серосодержащего сырья. Производство серной кислоты из серосодержащего сырья включает несколько химических процессов, в которых происходит изменение степени окисления сырья и промежуточных продуктов.

                    Сырье

В реальном производстве к этим химическим процессам добавляются процессы подготовки сырья, очистки печного газа и другие механические и физико-химические операции. В общем случае схема производства серной кислоты может быть выражена  в следующем виде:

  Сжигание(обжиг) сырья

    Очистка печного газа

     Очистка печного  газа

       Контактирование

Абсорбция контактного газа

            СЕРНАЯ КИСЛОТА

 

Химическая  схема процесса

1. Сжигание серы.

При получении обжигового газа путем сжигания серы отпадает необходимость очистки от примесей. Стадия подготовки будет включать лишь осушку газа и утилизацию кислоты. При  сжигании серы протекает необратимая  экзотермическая реакция:

S + O₂ = SO₂                          (1)

 с выделением очень  большого количества  теплоты:  изменение Н= -362,4 кДж/моль, или в  пересчете на единицу массы  362,4/32=11,325 кДж/т = 11325 кДж/кг S.