Контрольная работа: Абсорбция Предотвращение источников техногенной чрезвычайной ситуации
- насадочные;
- тарелочные;
- барботажные;
- распыливающие, разбрызгивающие.
Конструктивно они мало чем отличаются от ректификационных колонн соответствующего типа.
Процесс обратного извлечения из абсорбента уловленного компонента (процесс десорбции) осуществляется по разному:
- из раствора - ректификацией;
- из нестойкого химического соединения - путем нагревания или окисления.
1. Краткое описание производственного процесса
Из смеси паров и газов необходимое вещество можно выделить используя метод абсорбции. При улавливании паров этилового спирта из этилена в качестве абсорбента используется вода.
Ниже дано описание производственного процесса абсорбционной установки.
Поступающая на установку по линии 1 смесь пара и газа (этилен с парами этилового спирта) с начальным давлением 6 МПа подвергается охлаждению до температуры 10°С в водяных кожухотрубчатых холодильниках 2. Предварительное сжатие и охлаждение начальной смеси обеспечивается в последующем более эффективным улавливанием паров из смеси газов. Из холодильника 2 смесь пара и газа поступает в два последовательно соединённых абсорбера 3. Абсорберы представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты, внутренний объём которых заполнен насадкой в виде керамических колец. В верхнюю часть последнего по ходу газа абсорбера насосом 12 подаётся регенерированный и охлаждённый в холодильнике 14 поглотитель-абсорбент - вода. Абсорбент, проходя абсорберы навстречу движению газа, поглощает из него пары бензина или спирта и в виде насыщенного раствора поступает в сборник 16. Очищенный от пара газ (природный или этилен) выходит из последнего абсорбера по линии 4 и поступает в компрессор 7, сжимается до давления необходимого для дальнейшей его переработки. Сжатый газ по линии 8 отводится из компрессорной станции.
Насыщенный абсорбент из ёмкости 16 насосом 15 подаётся на разделение (десорбцию) в ректификационную колонну 5. Перед поступлением на десорбцию абсорбент подогревается до температуры кипения в подогревателе 13. Ректификационная колонне 5 имеет колпачковые тарелки. Рабочее давление в колонне приведено в табл.1, температура в верхней части колонны равна температуре кипения удавливаемой жидкости (этилового спирта), температура в нижней части колонны равна температуре кипения применяемого абсорбента (воды). Нижняя часть колонны имеет подогреватели.
Теплоносителем подогревателей ректификационной колонны 5 и подогревателя насыщенного абсорбента 13 является водяной пар.
В ректификационной колонне 5 из абсорбента отгоняются поглощённые им из начальной смеси пары этилового спирта. Отогнанный, из абсорбента пар выходит из верхней части колонны и поступает на конденсацию к охлаждение в конденсатор-холодильник 6. Поглощённый конденсат этилового спирта с температурой 20 о С поступает в емкость ректификата 10. Из ёмкости 10 часть жидкости насосом 11 подается в качестве флегмы на орошение ректификационной колонны 5, остальная часть отводится на склад в ёмкости готовой продукции.
Все основные аппараты технологической схемы размещены на открытой площадке. Колонные аппараты (абсорберы, ректификационные колонны) и непосредственно связанные с ними аппараты, расположены на трёхэтажной, металлической этажерке, имеющей две двухмаршевые лестницы. Холодильники, подогреватели и промежуточные емкости расположены на отдельных площадках. Площадки имеют по периметру бортики высотой 15 см для защиты от растекания разлившейся жидкости.
Параметры работы аппаратов приведены в табл. 1 и 2.
Табл.1 Исходные данные об аппаратах, оборудовании и помещении
| Позиция на рис.1. | Наименование оборудования | Режим работы | Размеры | ||
| Р, МПа | t, о С | d или l, м | h, м | ||
| 1 | Линия подачи на абсорбцию | 0,6 | 20 | - | - |
| 2 | Холодильник газа кожухатрубчатый | 0,6 | 10 | 0,8 | 5 |
| 3 | Абсорберы | 0,5 | 15 | 1,5 | 30 |
| 4 | Линия подачи газа к компрессору | 0,45 | 15 | - | - |
| 5 | Десорбер (ректификационная колонна) | 0,46 | 170 | 2,5 | 32 |
| 6 | Конденсатор-холодильник кожухотрубчатый | 0,15 | 20 | 0,8 | 5 |
| 7 | Компрессор газовый | 2,4 | 50 | - | - |
| 8 | Линия сжатого газа | 2,4 | 50 | - | - |
| 9 | Межступенчатый холодильник | 2,4 | 50 | - | - |
| 10 | Приемник уловленного продукта | 0,12 | 15 | 3 | 8 |
| 11 | Насос центробежный для подачи орошения | 0,6 | 15 | - | - |
| 12 | Насос для подачи абсорбента в холодильник | 0,6 | - | - | - |
| 13 | Подогреватель насыщенного абсорбента | 0,4 | 170 | 0,8 | 5 |
| 14 | Холодильник абсорбента | 0,6 | 15 | 0,3 | 5 |
| 15 | Насос для подачи абсорбента на ректификацию | 0,4 | 20 | - | - |
| 16 | Сборник насыщенного абсорбента | 0,4 | 20 | 2 | 6 |
Табл.2 Исходные данные об оборудовании, подлежащем анализу техногенной опасности
| № оборудования | исходные данные | значение |
| абсорбер | Давление, МПА | 0.11 |
| Температура среды, о С | 110 | |
| Диаметр, м | 2 | |
| Высота, м | 24 | |
| Паровой объем, % | 80 | |
| Защита от давления | Нет | |
| Средства тушения | Нет |
| Позиция на рис. 1 | Исходные данные | Последняя цифра зачетной книжки |
| 0 | ||
| Насосная станция для сжатия природного газа | Ширина помещения, м | 12 |
| Длина помещения, м | 24 | |
| Высота помещения, м | 10 | |
| Кратность вентиляции, 1/ч | 8 | |
| Скорость воздуха, м/с | 0.8 | |
| Насосная станция для сжатия этилена | Ширина помещения, м | 18 |
| Длина помещения, м | 24 | |
| Высота помещения, м | 10 | |
| Кратность вентиляции, 1/ч | 6 | |
| Скорость воздуха | 0.4 | |
| Общий энергетический потенциал, Е, ГДж. | 90 |
2. Анализ пожароопасных веществ, обращающихся в технологическом оборудовании
Сводная таблица показателей опасности, применяемых в производстве веществ
| Вещества Показатель опасности | Вещества обращающиеся в производственном процессе | |
| Этилен | Этиловый спирт | |
| 1 | 5 | 6 |
| Агрегатное состояние | Газ | Жид. |
| Группа горючести | Г4 | Г4 |
| Молекулярная масса | 28.03 | 46.069 |
| Температура плавления 0 С | - | -114.15 |
| Температура кипения 0 С | -103.7 | 78.39 |
| Плотность г/см3 | - | 0.7893 |
| Температура вспышки | - | 13 |
| Стандартная энтальпия образования, кДж/моль | - | -234,8 (г) |
| Теплота сгорания, кДж/кг | -1318 кДж/моль | 281,38 (г) кДж/кг |
| Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/моль·K) | 1,197 (г) | |
| Энтальпия плавления ΔHпл (кДж/моль) | - | 4,81 |
| Энтальпия кипения ΔНкип (кДж/моль) | 839,3 | |
| Температура воспламенения, 0 С | - | |
| Температура самовоспламенения, 0 С | 435 | 404 |
| Летальная доза (ЛД50, в мг/кг) | 9000 | |
| Нижний концентрационный предел распространения пламени | 2.7 | 3.6 |
| Верхний концентрационный предел распространения пламени | 34 | 17.7 |
| Нижний температурный предел распространения пламени, 0 С | - | 11 |
| Верхний температурный предел распространения пламени 0 С | - | 41 |
| Температура тления 0 С | - | - |
| Условия теплового самовозгорания | - | - |
| Минимальная энергия зажигания, мДж | 0.12 | |
| Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и др. веществами | Взрывоопасен при взаимодействии с кислородом | |
| Нормальная скорость распространения пламени, м/с | 0.735 | |
| Минимальное взрывоопасное содержание кислорода,% | 10 | |
| Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора, % | 42% СО2 | |
| Максимальное давление взрыва | 830 | |
| Скорость нарастания давления взрыва, МПа/с | 37.7 | |
| Класс опасности вещества | 2 | 3 |
| Класс опасности и подкласс вещества | 2.3 | 3.2 |
Вывод: обращающееся в технологическом процессе вещество является взрывопожароопасным, что свидетельствует о большой пожарной опасности данного процесса.
3. Анализ системы предотвращения источников техногенной ЧС
3.1 Определение возможности образования горючей среды внутри производственного оборудования
Заключение о пожаровзрывоопасности газовоздушной смеси определяется по следующей зависимости:
Для этанола условия образования горючей среды:
