· независимость от климатических условий (времени года)
В настоящее время на предприятии «Казаньоргсинтез» идет прямая зависимость от климатических условий, при использовании воздушного холодильника. При внедрении водяного холодильника мы избегаем этой зависимости.
· стабильность температуры в редакторе
Благодаря внедрению водяного холодильника достигается стабильность температуры в реакторе при использовании же воздушного холодильника идут температурные перепады.
· безопасность эксплуатации
Водяной холодильник значительно безопасней, чем воздушный. При запуске реактора при использовании воздушного холодильника необходимо производить закрытие лопастей (длина лопасти 3 метра) так же при этом необходимо проконтролировать полностью ли покинут опасный участок личным составом в целях избежание травм.
· простота эксплуатации и ремонта
Ремонт водяного холодильника производить значительно легче и безопасней, чем воздушного холодильника. Водяной холодильник более прост по своей конструкции и эксплуатации, так как он находится на отметке 0.000, он очень удобен для ремонта и наблюдения за ним. Воздушный холодильник размещен на самой высокой отметке, что доставляет массу сложностей для поднятия ремонтного инструмента ремонтной бригаде.
Экономическая оценка проектного предложения приведена в разделе «Экономическая оценка проектных предложений».
2. Технологическая часть
2.1 Характеристика производимой продукции [3]
Производимая продукция это полиэтилен марки 276.
Полиэтилен низкого давления порошкообразный представляет собой порошок белого цвета (твердый высокомолекулярный продукт), полученный в газовой фазе с применением хроморганических соединений в качестве катализатора.
Химическая формула – (-СН2-)n-, где n-средняя степень полимеризации.
Он обладает высокими механическими свойствами.
Плотность полиэтилена является мерой кристалличности, а так же степени разветвленности макромолекулы полиэтилена.
Повышение плотности вызывает повышение сопротивления разрыву, твердости, химической стойкости, температуры размягчения и предела текучести, но приводит к понижению вязкости при изгибе и сопротивления растеканию под напряжением.
Свойства полиэтилена марки 276 приведены в таблице
Таблица
Свойства полиэтилена марки 276
| Плотность, г/см3 | 0,958-0,963 |
| Показатель текучести расплава, г/10 мин при нагрузке 5,0 кг | 2,6-4,5 |
| Массовая доля золы, %, не болееВысший сортПервый сорт | 0,03 0,045 |
| Насыпной вес, г/дм3 | 370-520 |
| Температура плавления, °С | 120-130 |
| Размер частиц, мм | 0,3-1,2 |
| Морозостойкость, °С | Ниже минус 70 |
| Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом*см | 1017 |
| Относительное удлинение при разрыве, % | 400-800 |
| Ударная вязкость | Не ломается |
В готовые изделия порошкообразный полиэтилен перерабатывается методом экструзии, выдувания и литья под давлением.
В зависимости от свойств полиэтилен используется для производства труб, пленок, листов, моноволокна, тонко- и толстостенных изделий различного габарита (сиденья, ведра, бачки, контейнеры).
2.2 Характеристика сырья [3]
Характеристика основного сырья приведена в таблице 2.1.
Таблица2.1
Характеристика основного сырья
| Наименование сырья, материалов и полупродуктов | Государственный или отраслевой стандарт, технические условия, регламент или методика на подготовку сырья | Показатели по стандарту, обязательные для проверки | Регламентируемые показатели с допустимыми отклонениями |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Этилен | Постоянный технологический регламент № 13-70-96 | 1. Объемная доля этилена, %, не менее | 99,9 |
| 2. Объемная доля метана и этана в сумме, %, не более | 0,1 | ||
| 3. Объемная доля ацетилена, %, не более | 0,001 | ||
| 4. Объемная доля пропилена, %, не более | 0,005 | ||
| 5. Объемная доля диеновых углеводородов (пропадиена и бутадиена), %, не более | 0,0005 | ||
| 6. Объемная доля оксида углерода, %, не более | 0,0005 | ||
| 7. Объемная доля диоксида углерода, %, не более | 0,002 | ||
| 8. Массовая концентрация серы, мг/м3, не более | 1 | ||
| 9. Массовая доля воды, %, не более | 0,001 | ||
| 10.Объемная доля кислорода, %, не более | 0,0005 | ||
| 11.Объемная доля метанола, %, не более | 0,005 | ||
| Водород | Постоянный технологический регламент № 13-10-94 | 1. Объемная доля водорода в пересчете на сухой газ, %, не менее | 99,999 |
| 2. Объемная доля кислорода в пересчете на сухой газ, %, не более | 0,001 | ||
| 3. Объемная доля воды, %, не более | 0,005 |
Характеристика вспомогательного сырья приведена в таблице 2.2
Таблица 2.2
Характеристика вспомогательного сырья
| Наименование сырья, материалов и полупродуктов | Государственный или отраслевой стандарт, технические условия, регламент или методика на подготовку сырья | Показатели по стандарту, обязательные для проверки | Регламентируемые показатели с допустимыми отклонениями |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Катализатор S-9-800°С | Постоянный технологический регламент № 13-14-97 | 1. Массовая доля хрома, %, не менее | 1,2 |
| Катализатор S-9-700°С + ТГФ | Постоянный технологический регламент № 13-14-97 | 1. Массовая доля хрома, %, не менее | 1,4 |
| Катализатор S-9-600°С | Постоянный технологический регламент № 13-14-97 | 1. Массовая доля хрома, %, не менее | 1,4 |
| Азот газообразный очищенный | Постоянный технологический регламент № 58-94 | 1. Объемная доля азота, %, не менее | 99,98 |
| 2. Объемная доля кислорода, %, не более | 0,0005 | ||
| 3. Содержание масла | отсутствие | ||
| 4. Содержание механических примесей | отсутствие | ||
| 5. Объемная доля воды, %, не более | 0,0007 | ||
| Азотно-кислородная смесь для гашения реакции | Требования инофирмы | 1. Содержание кислорода, % | 5 – 6 |
| 2. Содержание азота, % | 94 – 95 |
2.3 Операционное описание технологического процесса [3]
2.3.1 Реакторный узел
Полимеризация
Реакция полимеризации осуществляется в реакторе поз.1, представляющем собой вертикальный цилиндрический аппарат с расширенной верхней частью. Объем - 539 м3.Диаметр нижней части реактора 4,4 м, верхняя часть грушевидной формы расширена до 7,3 м, что предотвращает унос частиц из псевдоожиженного слоя за счет снижения скорости газового потока. В нижней части реактора находится распределительная решетка, отверстия в которой прикрыты металлическими уголками, необходимыми для исключения попадания порошка полиэтилена под решетку и улучшения распределения газа.
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, осаждается в верхней расширенной части реактора и возвращается в слой.
Давление в реакторе поз.1 поддерживается на заданном уровне путем изменения степени открытия клапана, установленного на линии подачи свежего этилена. При превышении давления избыток газа сбрасывается через клапан на факел.
Для контроля температуры по всей высоте реактора поз.1 предусмотрены датчики температуры, регистрирующие температуру зон на многоточечном самописце. Предусмотрены также термокарманы для проведения контрольных замеров температуры в различных точках реактора. Для охлаждения циркуляционного газа на линии нагнетания компрессора поз.10 предусмотрен воздушный холодильник поз.4, имеющий шесть вентиляторов: три на стороне входа газа, три на стороне выхода газа. Вентиляторы, установленные на входе, имеют постоянный угол наклона лопастей у вентиляторов, установленных на выходе, угол наклона лопастей изменяется.
Производительность реактора регулируется количеством подаваемого катализатора путем изменения скорости вращения ротора питателя поз.6.
Охлажденный до температуры не более 112°С циркуляционный газ после введения в него необходимых количеств водорода смешивается со свежим этиленом и поступает в реактор поз.1.
Процесс полимеризации идет при температуре 90-112°С, давлении не более 19 кгс/см2, расходе циркуляционного газа 400000-640000 кг/ч и высоте псевдоожиженного слоя не более 12,0 м. Для предотвращения забивки порошком полиэтилена предусмотрена постоянная продувка свежим этиленом линии выгрузки порошка из реактора, линии ввода катализатора в реактор, штуцера предохранительного клапана, штуцера факельной линии реактора, штуцеров ввода азотнокислородной смеси в реактор.
Технологической схемой предусмотрена подача в реакторную систему азота высокого давления для опрессовки и продувки после ремонта.
2.3.2 Узел подачи катализатора
Катализатор из емкости поз.11, находящейся в отделении приготовления катализаторов, пневмотранспортом подается в резервуар для катализатора поз.5. Количество поданного катализатора контролируется по весам поз.12. На каждую технологическую нитку предусмотрены два резервуара поз.5. Катализатор из резервуара поз.5 просеивается через сетку и поступает в питатель поз.6, состоящий из бункера и роторного дозатора. Катализатор после дозатора поступает в секцию подхвата и потоком азота высокой чистоты с расходом не менее 5 кг/ч и давлением не более 31 кгс/см2 подается в реактор поз.1. Технологической схемой предусмотрена возможность возврата катализатора из резервуара поз.5 и питателя поз.6 в емкость поз.11. Возврат катализатора производится при остановке питателя на ремонт. Также возврат катализатора производится в случае неактивного катализатора и при переходе с одного типа катализатора на другой.