Эти факторы обуславливают тип применяемых приборов, диапазон измерения, требуемую точность контроля и функциональные признаки приборов (показание, регистрация, регулирование, сигнализация).
Однако при автоматизации ряда аналитических операций лабораторный контроль не потеряет своего значения как для периодической проверки правильности работы автоматических анализаторов, так и для эпизодических анализов в узлах, где непрерывный контроль необязателен или неэкономичен.
Кроме автоматического контроля и регулирования
процессов, при производстве аммиака необходим обычный аналитический контроль.
Цеховая лаборатория ведет систематическую проверку установленных химических
показателей технологического режима и производит дополнительные анализы,
необходимость которых определяется инженерно-техническими работниками цеха.
Аналитический контроль отделения очистки технологического газа представлен в
таблице 8.1.
Таблица 8.1
Аналитический контроль отделения очистки технологического газа
|
Наименование стадии, место отбора проб |
Контролируемые показатели |
Частота контроля |
Нормы и технологические показатели |
Методы контроля |
|
Трубопровод конвертированного газа на выходе из конвертора СО |
Объемная доля СО |
1 раз в сутки |
не более 0,8 % |
хроматографически |
|
Конвертированный газ по высоте абсорбера 6 |
Объемная доля СО2 |
по требованию |
от 0,005 до18 % |
хроматографически |
|
Трубопровод конвертированного газа на выходе из абсорбера 6 |
Объемная доля СО2 |
1 раз в неделю |
0,005 % |
хроматографически |
|
Трубопровод раствора МДЭА на выходе из абсорбера 6 |
Массовая доля: (С2Н4ОН)2NCH3 (общ.) (С2Н4ОН)2NHCH3HCO3 |
1 раз в сутки |
от 22 до 28 % от 40 до 50 % |
потенциометрически |
|
Трубопровод раствора МДЭА на всасе насоса 18 |
Массовая доля: (С2Н4ОН)2NCH3 (общ.) |
1 раз в сутки |
от 36 до 40 % |
потенциометрически |
|
|
К2СО3 |
1 р сутки |
от 1до 3 % |
пот-чески |
|
|
пиперизин |
1 раз в сутки |
от 4 до 6 % |
потенциометрически |
|
Трубопровод бедного раствора в теплообменник 15 |
Массовая доля: (С2Н4ОН)2NCH3 (общ.) |
1 раз в 8 часов |
от 36 до 40 % |
потенциометрически |
|
|
Массовая концентрация железа |
1 раз в сутки |
не более 80 мг/дм3 |
колориметрически |
|
|
Массовая концентрация хлоридов |
1 раз в сутки |
не более 100 мг/дм3 |
колориметрически |
|
Раствор МДЭА по высоте регенератора 16 |
Массовая доля: (С2Н4ОН)2NCH3 (общ.) (С2Н4ОН)2NHCH3HCO3 |
по требованию |
от 22 до 28 % от 30 до 50 % |
потенциометрически |
|
Трубопровод углекислоты на выходе из регенератора 16 |
Объемная доля СО2 |
1 раз в сутки |
не менее 99 % |
хроматографически |
|
|
Объемная доля горючих |
1 раз в сутки |
не более 1,2 % |
хроматографически |
8.2 Контроль с
использованием средств КИПиА
Автоматизация производственных процессов - одно из важнейших направлений промышленного развития любой страны. Одно из основных направлений решения производственных задач связано с широким внедрением средств автоматизации. При автоматизации повышается производительность труда, сокращается численность обслуживающего персонала, создаются условия для безопасного труда.
Исходная смесь в виде газа входит в куб абсорбера, а очищенный газ отводится сверху абсорбера.
Верхняя часть абсорбера орошается тонкорегенерированным раствором МДЭА, нижняя часть - груборегенерированным раствором МДЭА.
Насыщенный углекислотой раствор выводится из нижней части абсорбера.
Контролю и регулированию в процессе абсорбции подлежат расходы газовой и жидкой фаз, проходящих через абсорбер. Скорость подачи исходной газовой смеси является нагрузкой абсорбера.
Для регулирования состава очищенного газа на выходе из абсорбера изменяем расход абсорбента. Температура и давление влияют на процесс абсорбции. Абсорбция проводится при повышенном давлении и пониженной температуре. Обратные реакции с выделением СО2 и высвобождением свободного метилдиэтаноламина происходят с поглощением тепла. Регенерация раствора, поэтому производится при пониженном давлении и повышенной температуре. Интенсивное кипение раствора при регенерации приводит к уносу выделившейся СО2 с парами воды, что уменьшает парциальное давление СО2 над раствором и также смещает равновесие указанных реакций в сторону выделения СО2.
Для проведения процесса абсорбции с максимальной
скоростью необходимо абсорбент подавать в абсорбер при возможно более низкой
температуре (50 оС), а давление в абсорбере поддерживать на уровне 2,8 МПа.
Важно при проведении процесса абсорбции обеспечить минимальные потери газа и
производственные расходы. Для этого создается система оптимального управления.
В производстве аммиака, в частности в отделении очистки технологического газа,
контролю и регулированию подлежат параметры, представленные в таблице 8.2.
Таблица 8.2 Параметры, подлежащие контролю и регулированию
|
Наименование стадии процесса, номер позиций оборудования |
Контролируемый параметр, позиция и показатель единицы измерения |
Частота и способ контроля, документ, в котором регистрируются результаты |
Нормы и технические показатели |
|
Трубопровод газа после сепаратора 5 |
Температура TIRА-1, °С |
Показания на ЦПУ с записью в рапорт 6 раз в сутки. Визуальный контроль |
не более 50 п.и. ± 2,7 |
|
Абсорбер 6 |
Уровень LIRC-2, мм |
Показания на ЦПУ с записью в рапорт 6 раз в сутки. Виз-ный контроль |
от 880 до 1 400 п.и. ± 17 |
|
Трубопровод газа после абсорбера 6 |
Температура TIRА-3, °С |
Показания на ЦПУ с записью в рапорт 6 раз в сутки. Виз-ный контроль |
от 65 до 70 п.и. ± 2,7 |
|
|
Давление PIRCA-4, МПа (кгс/см2) |
Показания на ЦПУ c записью в рапорт 6 раз в сутки. Виз-ный контроль |
не более 2,7 (27) п.и. ± 0,035 (0,35) |
|
Трубопровод насыщенного раствора МДЭА из абсорбера 6 |
Температура TIRА-5, °С |
Показания на ЦПУ с записью в рапорт 6 раз в сутки. Виз-ный контроль |
от 68 до 70 п.и. ± 1,8 |
|
Трубопровод груборегенерированного раствора МДЭА после насоса 18 |
Расход FIRC-6, т/ч |
Регистрация на ЦПУ с записью в рапорт 6 раз в сутки. Виз-ный контроль |
от 1 350 до 1 610 п.и. ± 33 |
|
Трубопровод тонкорегенерированного раствора МДЭА после холодильника 22 |
Температура TIRС-7, °С |
Показания на ЦПУ с записью в рапорт 6 раз в сутки. Визуальный контроль |
от 50 до 55 п.и. ± 2,7 |
|
Трубопровод тонкорегенерированного раствора МДЭА на абсорбер 6 |
Расход FIRC-8, т/ч |
Регистрация на ЦПУ с записью в рапорт 6 раз в сутки. Визуальный контроль |
от 680 до 900 п.и. ± 3,03 |
9. Охрана окружающей
среды
.1 Выбросы в атмосферу
В производстве аммиака имеются постоянные выбросы, обусловленные ведением нормального технологического режима, периодические при пусках и остановках и выбросы, обусловленные нарушением нормального технологического режима.
К постоянным выбросам относятся:
· продукты сгорания из подогревателя природного газа;
· продукты сгорания из вытяжной трубы пускового;
· продукты сгорания из вытяжной трубы первичного риформинга;
· углекислый газ в атмосферу после регенерации раствора МДЭА с объемным расходом, расход выброса уменьшается при выдаче углекислого газа на производство карбамида;
· выброс через аэрационные фонари отделения компрессии.
Периодические выбросы из аппаратов в пусковой период направляются на факел для сжигания.
Возможные выбросы газов, обусловленные нарушением технологического режима от предохранительных клапанов аппаратов выбрасываются на 3 метра выше самых высоких обслуживаемых точек производства.
Вредными веществами в постоянно и периодически
сбрасываемых газах являются углекислый газ и двуокись азота, образующиеся при
сжигании топлива в печи первичного риформинга и подогревателя природного газа.
9.2 Сточные воды
В производстве аммиака имеется один постоянный сброс технологического конденсата в химгрязную канализацию или выдача его в общезаводскую сеть на технологические нужды. Вышеуказанный конденсат получается следующим образом.
Для процесса конверсии метана в первичном риформинге необходимо подать от 90 до 120 т/ч пара среднего давления, также он необходим и для процесса во вторичном риформинге и в конверсии окиси углерода. Все эти процессы идут при высокой температуре. Для проведения очистки газа от углекислоты в абсорбере газ охлаждается до температуры 60÷80 0С, при этом выделяется конденсат, который содержит не более 1000 мг/л аммиака. Далее этот конденсат проходит (очистку) отгонку в отпарной колонне и насосами сбрасывается в канализацию.
В отделении очистки конвертированного газа от углекислоты раствором МДЭА, содержащим в своем составе метилдиэтаноламин, К2СО3, пиперазин, возможны аварийные ситуации, связанные с проливом раствора. С целью исключения загрязнения сточных вод в таких случаях предусмотрено:
· емкость для хранения раствора МДЭА объемом равным 560 м3, которая при нормальной работе цеха заполнена на 20 % объема. При аварийной ситуации (разрыв трубопровода, сильный пропуск через фланцевое соединение и т.д.) раствор из системы сливается через электрозадвижку в емкость;
· через анализные точки, дренажи и т.д. из системы раствор по дренажным трубопроводам, расположенным в технологическом канале поступает в подземную емкость, откуда насосами откачивается в емкость;
· в случае пролива раствора МДЭА на отметку ± 0,000 м, он по технологическому каналу поступает в подземную емкость, где производится накопление его, разбавление до соответствующих концентраций и затем через ручную арматуру сбрасывается из нее в химгрязную канализацию. В технологический канал, который расположен вдоль главной эстакады блока «БГ», также поступает из автоматических газоанализаторов, из отделения синтеза возможно попадание аммиака при чистке фильтров на насосах, вода с гидрозатвора факельной установки, а также промывочная вода при уборке площадок блоков «Б», «Г», «БГ», «А», «В». Все эти стоки поступают также в емкость, откуда через ручную арматуру, направляются в химгрязную канализацию.
При нормальной работе агрегата производства аммиака постоянно сбрасывается газовый конденсат, который сбрасывается в канализацию.
В период пуско-наладочных работ сбрасывают
загрязненные воды, образующиеся при промывке системы парообразования и очистки
газа, оборотную воду после сепаратора факельной установки, конденсат после
восстановления катализатора. Все эти сбросы сначала поступают в накопители, а
затем их сбрасывают на очистные сооружения.
.3 Твёрдые отходы
В производстве аммиака твердых отходов производства, обусловленных ведением нормального технологического режима нет. Твердыми отходами являются только отработанные катализаторы при их замене в аппаратах. Почти все отработанные катализаторы используются в качестве вторичного сырья для выделения основного компонента. Отработанные катализаторы вывозятся из цеха на площадку металлолома и сдаются предприятиям Вторцветмета для переработки. Не подлежащие переработке катализаторы вывозятся на полигон ТБО (твердых бытовых отходов).
Ежегодные нормы образования отходов производства на 1 тонну аммиака представлены в таблице 9.1.
Таблица 9.1
Ежегодные нормы образования отходов производства на 1 т NH3
|
Наименование отхода, характеристика, состав, аппарат или стадия образования |
Единицы измерения |
Направление использования, метод очистки или уничтожения |
Нормы образования отходов по проекту |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Твердые отходы |
||||
|
Отработанный катализатор метанирования, НКМ-1. Стадия метанирования. Массовая доля компонента в веществе: окиси никеля NiO-36±3% оксида алюминия Al2O3 не менее 47 % |
кг |
Используется в качестве вторичного сырья для выделения никеля |
0,02 |
|
|
Отработанный активированный уголь АР-А. Стадия очистки раствора МДЭА |
кг |
Вывозится на полигон ТБО |
0,008 |
|
|
Жидкие отходы |
||||
|
Отпарной конденсат. Стадия разгонки газового конденсата. Состав: массовая концентрация аммиака не более 50 мг/л; массовая концентрация органических соединений в пересчете на метанол и формальдегид; следы Fe, Ca, Mn, Na, Zn, Cu и других металлов |
м3 |
Отпарной конденсат выдается в общезаводскую сеть, остальная часть конденсата отводится в сеть химгрязной канализации №17 и далее поступает на биологические очистные сооружения |
1,587 |
|
|
Сточные воды из отделения очистки газа от двуокиси углерода раствором МДЭА Состав: МДЭА СН3N (CH2CH2OH)2; К2СО3, 2(ОН-СН2-СН2)2NHCH3HCO3 |
м3 |
Грязный раствор собирается в емкости, разбавляется конденсатом, а далее сбрасывается в химгрязную канализацию. |
|
|
|
Газообразные отходы |
||||
|
Углекислый газ после регенерации раствора МДЭА в процессе очистки конвертированного газа от углекислоты. Состав: объемная доля двуокиси углерода, % не более, 96,8; объемная доля метана водорода, азота, окиси углерода, не более 1,2; объемная доля воды, %, не более 2 |
м3 |
Сжигаются в печи риформинга |
16,6 |
|
|
Пар технологический с давлением 0,35 МПа и температурой равной 147 0С. |
т |
В теплое время года избыток сбрасывается на глушитель пара через регулятор. В холодное время используется для подогрева речной воды |
0,146 |
|
10. Охрана труда и
техника безопасности
Охрана труда - система обеспечения безопасности и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающие правовые, социально-экономические, организационные, технические, психофизиологические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические и иные мероприятия и средства.
Цель государственной политики по охране труда является сохранение жизни и здоровья граждан в процессе трудовой деятельности.
Основные принципы государственной политики:
) приоритет жизни и здоровья работника по отношению к результатам производственной деятельности;
) обеспечение гарантий прав работника на охрану труда;
) полная ответственность руководителя за обеспечение здоровых и безопасных условий труда;
) совершенствование правоотношений в области охраны труда.
В данном подразделе рассмотрены мероприятия по охране труда, выявлены опасные и вредные факторы при реконструкции отделения очистки технологического газа от СО2 цеха аммиака-3 на ОАО «Гродно-Азот».
Целью реконструкции является уменьшение расхода энергии на регенерацию абсорбционного раствора, улучшение степени очистки технологического газа от СО2, доведение производительности отделения очистки до мощности, эквивалентной производительности агрегата 1500 т NH3/сутки, уменьшение технологических потерь абсорбента, снижение смолоотложения на поверхности теплообменной аппаратуры. Цель достигается путем замены абсорбционного раствора Бенфильд абсорбентом на основе метилдиэтаноламина (МДЭА).
Особенностью производства аммиака является наличие в системе взрыво- и пожароопасных, ядовитых газов, высоких температур и высокого давления. Основными условиями безопасного ведения процесса является соблюдение нормального технологического режима и правил техники безопасности при работе, пуске и остановке производства, а также проведение своевременных и качественных ремонтов оборудования.
В состав цеха аммиак-3 очереди входят: агрегат производства аммиака
мощностью 1360 т/сутки; изотермические хранилища жидкого аммиака емкостью 10000 т каждое; отделение водоподготовки; отделение абсорбции по производству аммиака водного особой чистоты. Основным сырьем для производства аммиака является природный газ. Продукционный жидкий аммиак выдается с температурой минус 33 оС в изотермические хранилища.
Охлаждение потоков технологических газов и растворов, а также конденсация водяного пара после турбин осуществляется в аппаратах воздушного охлаждения. Вода для охлаждения масла и подшипников машин и насосов поступает с водооборотного цикла, входящего в состав агрегата. Для сжигания токсичных и взрывоопасных газов, выбрасываемых из агрегата в пусковой период, при ремонтах и нарушениях технологического режима, предусмотрена факельная установка. Управление агрегатом сосредоточено в одном центральном пульте управления (ЦПУ). Автоматическое управление параметров процесса производится с помощью электронно-пневматических и электрических систем. Возникновение аварийных ситуаций предупреждается системами автоматических защитных блокировок, которые при необходимости переводят агрегат в безопасное состояние.