Федеральное агентство по образованию
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
УДК 661.5
Факультет Химической технологии неорганических веществ и материалов
Кафедра Технологии катализаторов
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА ИНЖЕНЕРА
(Дипломный проект)
Тема «ПРОЕКТ ЦЕХА СИНТЕЗА АММИАКА МОЩНОСТЬЮ 1360 Т/СУТ»
Дипломник______________ Щербань Я.А.
(подпись, дата) (инициалы, фамилия)
Санкт-Петербург
2010
Заведующий кафедрой______________ ______________
(подпись, дата) (инициалы, фамилия)
Руководитель, должность______________ ______________
(подпись, дата) (инициалы, фамилия)
Консультанты ______________ ______________
______________ ______________
______________ ______________
______________ ______________
______________ ______________
Нормоконтролер ________________ Н.В. Мальцева
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет)
ЗАДАНИЕ
на выпускную квалификационную работу инженера
Дипломнику Я.А. Щербань
(фамилия, инициалы)
Факультет Химической технологии неорганических веществ и материалов
Кафедра Технологии катализаторов
Тема ПРОЕКТ ЦЕХА СИНТЕЗА АММИАКА МОЩНОСТЬЮ 1360 Т/СУТ
Утверждено приказом по институту от 12.03.10 № 120-032
Исходные данные к работе проекту:
Материалы преддипломной практики, анализ патентной литературы Давление в аппарате 320 атм.
Объем катализатора 43 м3
Состав циркуляционного газа: Азот – 17%, Водород – 57%, Аммиак – 3,5%
Перечень подлежащих разработке вопросов, документов:
-Расчет материального баланса циркуляционной схемы синтеза
-Расчет материального баланса колонны процесса синтеза аммиака
-Расчет объема катализатора колонны синтеза аммиака
-Расчет кинетики и равновесия процесса синтеза аммиака
Перечень графического материала:
1.Колонна синтеза аммиака. 2. Технологическая схема автоматизации.
3.Схема расчетов балансов ХТС. 4.Плакат физических свойств катализатора.
Виды и объемы работы, выполняемой с использованием ЭВМ и САПР:
Оформление – MicrosoftWord
Расчетная работа –MathCAD 14
Графические работы – Kompas – 3DV9
Консультанты по проекту
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дата выдачи задания: 12 марта 2010 г
Дата представления выпускной квалификационной работы к защите:
23 июня 2010г
Заведующий кафедрой_____________________ __________________
(подпись, дата) (инициалы, фамилия)
Руководитель ______________________ __________________
(подпись, дата) (инициалы, фамилия)
Задание принял к выполнению
Дипломник ________________ _________________
(дата) (подпись)
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................... 9
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР……………………………………………………………… 11
1.1 Равновесие реакции синтеза................................................................ 11
1.2 Тепловой эффект реакции....................................................................... 15
1.3 Кинетика синтеза аммиака.................................................................... 18
1.4 Промышленные катализаторы........................................................... 24
1.4.1 Загрузка, восстановление и выгрузка катализатора............. 27
1.5 Патентный поиск................................................................................. 28
2 ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ......................................................................... 32
2.1 Описание технологического процесса................................................. 32
2.1.1 Сероочистка природного газа................................................... 32
2.1.2 Паровая конверсия метана....................................................... 33
2.1.3 Паровоздушная конверсия метана........................................... 33
2.1.4 Конверсия оксида углерода...................................................... 34
2.1.5 Очистка конвертированного газа от диоксида углерода...... 35
2.1.6 Тонкая очистка конвертированного газа от оксида и диоксида углерода (метанирование)...................................................................... 35
2.1.7 Синтез аммиака.............................................................................. 35
2.2 Описание технологической схемы........................................................ 36
2.2.1 Компремирование и сероочистка природного газа.................. 36
2.2.2 Паровая конверсия метана (первичный реформинг)........... 37
2.2.3 Паровоздушная конверсия метана (вторичный реформинг)..................................................................................................................... 38
2.2.4 Конверсия оксида углерода.......................................................... 39
2.2.6 Тонкая очистка газа от оксида и диоксида углерода (метанирование)....................................................................................... 40
2.2.7 Компремирование синтез-газа и синтез аммиака................. 41
2.3 Материальный баланс............................................................................ 44
2.3.1 Расчет материального баланса ХТС синтеза аммиака............ 44
2.3.2 Расчет материального баланса колонны синтеза аммиака..... 48
2.4 Расчет кинетики и равновесия процесса синтеза аммиака................. 50
2.4.1 Расчет кинетики процесса синтеза аммиака............................. 50
2.4.2 Расчет равновесия процесса синтеза аммиака.......................... 53
2.4.3 Концентрация аммиака............................................................. 55
2.4.4 Давление...................................................................................... 56
2.4.5 Инертные примеси..................................................................... 56
2.4.6 Температура................................................................................ 56
2.5 Расчет объема катализатора для процесса синтеза аммиака.............. 58
3 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА АММИАКА............ 60
3.1 Постановка задачи............................................................................... 60
3.2 Описание функциональной схемы автоматизации................................ 60
3.2.1 Регулирование давления в цикле................................................. 60
3.2.2 Регулирование температуры входа в колонну синтеза аммиака.................................................................................................................... 61
3.2.3 Регулирование температурного режима колонны синтеза...... 61
3.2.4 Регулирование уровня жидкого аммиака в конденсационных колоннах и сепараторе............................................................................ 62
3.2.5 Регулирование уровня жидкого аммиака в испарителях........ 62
3.2.6 Контроль температуры поверхности стенки колонны......... 63
3.2.7 Контроль температуры газовой смеси.................................... 63
3.2.8 Контроль температуры газообразного аммиака на выходе из испарителей.............................................................................................. 63
3.2.9 Контроль давления свежей АВС, жидкого и газообразного аммиака..................................................................................................... 64
3.2.10 Контроль расхода свежей АВС, продувочного и циркуляционного газов........................................................................... 64
3.2.11 Контроль состава циркуляционного, свежего и продувочного газов.................................................................................. 64
3.2.12 Вывод и хранение информации о процессе.......................... 64
3.3 Спецификация на приборы и средства автоматизации.......................... 65
3.4 Выводы................................................................................................ 70
4 СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ................................................................. 71
4.1 Генплан................................................................................................ 71
4.2 Объемно-планировочное решение зданий......................................... 71
5 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ................................. 72
5.1 Характеристика опасных и вредных производственных факторов, присущих производству............................................................................... 72
5.2 Мероприятия, принятые в проекте для обеспечения безопасности технологического процесса.......................................................................... 73
5.3. Мероприятия, принятые в проекте для обеспечения безопасности оборудования................................................................................................ 73
5.4 Организация пожарно- и взрывобезопасности производства.............. 74
5.4.1 Действия персонала при ликвидации пожаров, последствий взрывов. Порядок оповещения о случаях загораний......................... 75
5.5 Мероприятия, обеспечивающие нормальные санитарно-гигиенические условия производственной среды................................................................ 76
5.6 Охрана окружающей среды.................................................................... 80
5.6.1. Вопросы газоочистки.................................................................... 80
5.6.2 Переработка и обезвреживание жидких отходов....................... 83
5.6.3 Переработка и обеззараживание твердых отходов.................... 85
6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ............... 87
6.1 Организация производства..................................................................... 87
6.1.1 Выбор и обоснование режима работы объекта........................ 87
6.1.2 Расчет фонда времени работы оборудования в году............... 87
6.2. Расчет сметной стоимости проектируемого объекта........................... 90
6.2.1. Расчет сметной стоимости зданий и сооружений..................... 90
6.2.2 Расчет сметной стоимости оборудования................................... 92
6.3 Расчет численности работающих........................................................... 95
6.3.1 Составление баланса рабочего времени одного среднесписочного рабочего.................................................................... 96
6.3.2 Расчет численности основных производственных рабочих..... 98
6.3.3 Расчет численности вспомогательных рабочих основных цехов........................................................................................................ 102
6.3.4 Расчет численности служащих................................................ 103
6.4 Расчет производительности труда........................................................ 104
6.5 Расчет фонда заработной платы........................................................... 104
6.5.1 Расчет фонда заработной платы рабочих................................. 104
6.5.2. Расчет фонда заработной платы служащих............................ 112
6.5.3 Сводные показатели по труду и заработной плате.................. 114
6.6 Расчет проектной себестоимости продукции....................................... 114
6.7 Технико-экономические показатели и определение экономической эффективности проектируемого производства.......................................... 120
ПРИЛОЖЕНИЕ А……………………………………………………………125
ПРИЛОЖЕНИЕ Б..................................................................................... 126
ПРИЛОЖЕНИЕ В..................................................................................... 129
ПРИЛОЖЕНИЕ Г...................................................................................... 130
Список литературы......................................................................... 135
Аммиак - один из важнейших продуктов химической промышленности. Он используется для получения ряда азотсодержащих соединений, азотной кислоты и минеральных удобрений (аммиачная селитра, карбамид, сложные удобрения и др.). В жидком виде и в виде аммиачной воды он применяется в качестве самостоятельного минерального удобрения. Жидкий аммиак также используется в холодильных установках как хладагент, в металлургии - для создания защитных сред, в медицине, в производстве пластмасс и т.д.
Производство аммиака представляет собой сложную химико-технологическую систему (ХТС) - взаимосвязанную совокупность действующих как единое целое химико-технологических процессов (ХТП), аппаратов и машин химической технологии, в которых протекают технологические операции, обеспечивающие выпуск конечного продукта требуемого количества и качества, в соответствии с установленными технологическими параметрами процесса, требованиями по надежности и технологической безопасности ведения процесса, а также требованиями по защите окружающей среды.
Эксплуатация объектов химической промышленности (ОХП) связана с переработкой и получением токсичных веществ, с работой в условиях интенсивных гидродинамических режимов, высоких температур и давлений
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.