Переработка и очистка сырого бензола (стр. 5 из 6)

ПДК бензольно-ректификационном цехе:

Таблица 3

Наименование продуктов	ПДК мг/м3	Температура вспышки ℃	Температура самовоспламенения
Бензол	5	11	534
Толуол	50	4	536
Ксилол	50	29	590
Сольвент	100	34	520
Фенол	5	75	595
Сероуглерод	10	43	90
Сероводород	10	-	246

Результатом действия этих веществ является, разрушительное действие на организм. Яды производства могут проникать в организм через дыхательные органы, жедудочно-кишечный тракт, кожу. Результат действия этих веществ выражается по разному и как правило, с течением некоторого промежутка времени вызывая профессиональные заболевания.

Воздействия основных вредных компонентов:

- окись углерода. При вдыхании вытесняется кислород из крови и вступает в связь с соединениями гемоглобина, образуя, карбокстгемоглобин, вследствие чего к тканям легких не поступает кислород. При содержании в крови более 60% карбокстгемоглобина наступает смерть. Хроническое отравление вызывает головные боли, вялость и снижение памяти.

- сероводород. Сильный яд для центральной нервной системы, в больших концентрациях вызывает отравления, сопровождающиеся судорогами и потерями сознания, смерть наступает от паралича сердца. Хронические отравления вызывает понижение памяти, интеллекта, процесс идет необратимо.

- аммиак. При высоких концентрациях вызывает удушье, приступы кашля, головокружения, рвоту, задержку мочи.

- сероуглерод. Вызывает головную боль, легкое опьянение, при более высоких концентрациях достаточно несколько вздохов для летального исхода.

- фенол. Острые отравления редки, хронические отравления выражается в раздражении дыхательных путей, расстройстве пищеварения, тошноте, общей и мышечной слабости, потливости, кожному зуду, бессоннице.

- пиридин. Страдает нервная система, при хронических отравлениях наблюдается кашлем, рвотой, сильным падением веса, болями в суставах.

Серьезную проблему представляли выбросы бензольных углеводородов из воздушников технологического оборудования и цехов ректификации сырого бензола. Потери составляли около 2% от массы сырого бензола. В настоящее время разработана двухступенчатая схема охлаждения парогазовой смеси с конденсацией продуктов и последующей абсорбцией бензольных углеводородов охлажденными сольвентами или ксилолами. Для снижения риска получения профессионального заболевания или острого отравления необходимо строго следовать правилам техники безопасности, т.е. применять индивидуальные средства защиты, такие как фильтрующие противогазы малого габарита ПФМ-1, с индивидуальными защитными патронами.

ПЗУ, шланговые противогазы: ПШ-1, ПШ-2, ПФМ-1 (при повышенных концентрациях), респираторы: РПГ-67А, РУ-60М, РПМ-62, ежегодно проходить медосмотр, употреблять в пищу продукты, способствующие восстановлению организма.

4 Расчетная часть

4.1 Расчет выхода химических продуктов коксования с заданной производительности по валовому коксу

- 2400000·0,94=2256000 т/г

- Рассчитать расход сухой угольной шихты для производства:

т/г;

- Выход химических продуктов коксования с 1 тонны сухой шихты:

Сух. кокс. газ – 15 %

Wраб – 7,8 %

Wпир – 2,2 %

Смола – 4,0 %

б/у – 1,0 %

H2S – 0,5 %

Кокс – 77 %

NH3 – 0,3 %

Сух. кокс. газ =

т/г

Wраб =

т/г

Wпир =

т/г

Смола =

т/г

б/у =

т/г

H2S =

т/г

Кокс =

т/г

NH3 =

т/г

Vк.г. =

VWp =

VWn =

Vсмола =

Vб/у =

VH2S =

VNH3=

Сводная таблица материального баланса цеха по сырью и продуктам кокса

Таблица 4

Наим-ие сырья	Кол-воКг/ч	По весу т/ч	т/г	Наим-ие продукта	По весу Кг/ч	т/ч	т/г	По объему М3/ч	М3/г
Шихта влажная Шихта сухая	360500	360,5	3158400	К.в К.г Смола б/у Н2S NH3 Wпир	257500 50200 13400 3400 1700 1000 7400	257,5 50,2 13,4 3,4 1,7 1,0 7,4	2256000 439480,5 117194,8 29298,7 14649,3 8789,6 64457,1	- 976623,3 26251,6 6562,9 3281,4 1968,9 80213,3	- 8555220108 229964016 57491004 28745064 17247564 702668508
Итог Wраб Итого	2600	26	2929870,1 228529,9 3158400	284392,8

4.2 Расчет размеров сероуглеродной колонны

Расчет цеха ректификации сырого бензола

Годовая производительность цеха по сырому бензолу с отгоном до 180ºС – 50000 т/г.

Собственного бензола из отделения дистилляции бензола 29298,7 т/г:

Привозного бензола 50000-29298,7=20701,3 т/г

Годовая производительность по легкому сырому бензолу до 150ºС-97%:

Gл.б.=50000·0,97=48500 т/г

Число рабочих дней в году 330

Часовая производительность отделения:

или м3/ч.

Второго бензола:

Gт/б=

т/г.

Агрегат для отбора головной фракции сероуглеродной колонны.

Поступает в колонну 6124 кг/ч. Отбирается головной фракции – 3%. Потери на агрегате принимаем 1%.

Обирается головной фракции

6124·0,03=183,72 кг/ч

- потерь 6124·0,01=61,24 кг/ч

Фракции БТКС

Отношение рефлюкса к сырью принимается 0,7.

Количество подаваемого рефлюкса:

Gр=6124·0,7=4286,8 кг/ч

Объем паров на верху колонны при t=60ºC:

м3/ч

Принимаем скорость паров в свободном сечении ϑ – 0,6 м/с:

- тогда

;

.

Устанавливается колонна диаметром 1200мм и числом тарелок 35. расстояния между тарелками 600мм. Нижняя колонна используется как сборник фракции БТКС. Емкость сборника 4,85м3 время пребывания продукта:

τ=

Подогреватели колонны.

Подогреватели рассчитываются из условий работы на холодном сырье, т.е. когда подогреватель остановлен на чистку.

Тепловой баланс колонны.

- сырьем вносится тепло, при t=25ºC

Q1=Gб/у·Сб/у·t

Q1=6124·1,86·25=288746,6 кДж/ч

- рефлюксом при t=30 ºC

Q2=Gp·Cp·t

Q2=4286,8·1,886·30=242547,2 кДж/ч

Всего Qприх.=531293,8 кДж/ч

Расчет тепла.

- уходит с парами:

1 кДж/ч

- уносится остатком при t=91 ºC:

Q2=8230,08·1,886·91=1412495 кДж/ч

- потери тепла в окружающее пространство:

Q3’=F·α·Δtср.

Поверхность сероуглеродной колонны - F1=110м2;

Поверхность одного подогревателя - F2=5,6м2;

Поверхность агрегата:

F=110+2·5,6=121,2м2

Средняя разность температур, применяют для зимнего периода:

Δtср.=

ºC

По опытным данным, тепловые потери в колонне составил:

α1=59,92 кДж/м2·град.

Q3=121,2·59,92·97,5=708075 кДж/ч

Qобщ=5124464 кДж/ч

Необходимо сообщить тепла греющим паром:

Qпара=5124464-531293,8=4593171 кДж/ч

Теплосодержание пара поступающего в подогреватели:

P=490,5кПа

t=200ºC, 2798,08 кДж/кг;

Теплосодержание конденсата при 120 ºC, 504,06 кДж/кг.

Полезное тепло, отдаваемое паром, будет:

Q=2798,08-504,06=2294,02 кДж/ч.