4603 (567135)
Текст из файла
ВВЕДЕНИЕ
На промышленных предприятиях приходиться осуществлять не только разделение растворов на составляющие их компонентов, но и процессы разделения газовых и паровых смесей.
Для разделения газовых и паровых смесей чаще всего используют сорбционные процессы. В основе сорбционных процессов лежит избирательная способность к поглощению отдельных компонентов смеси.
Сорбция - поглощение газов, паров и растворенных веществ твердыми телами и жидкостями. Виды сорбции:
- адсорбция;
- абсорбция;
- хемосорбция;
- капиллярная конденсация.
Адсорбция - процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси или раствора твердым веществом - адсорбентом.
Абсорбция - процесс поглощения паров или газов из газовых или паро-газовых смесей жидкими поглотителями - абсорбентами.
Хемосорбция - поглощение одного вещества другими, сопровождающиеся химической реакцией (поглощение аммиака водой, поглощение влаги и кислорода металлами).
Капиллярная конденсация - паров в микропористых сорбентах (она происходит вследствие того, что давление паров над вогнутым мениском жидкости в смачиваемых ею узких капиллярах меньше, чем давление насыщенного пара над плоской поверхностью жидкости при той же температуре).
Смесь паров или газов, направляемых на абсорбцию или адсорбцию называют абсорбтивом или адсорбтивом, а вещества используемые как поглотитель называют абсорбентом или адсорбентом.
Рекуперация - метод улавливания или выделения органических растворителей с целью их повторного использования.
Процессы абсорбции применяются для:
- извлечения ценных компонентов из газовых смесей;
- санитарной очистки выпускаемых в атмосферу отходящих газов от сернистого ангидрида;
- как основная технологическая стадия ряда важнейших производственных процессов (например: абсорбция серного ангидрида в производстве серной кислоты и т.д.).
Абсорбенты обладают свойством селективности (изберательности) (каждый абсорбент лучше всего поглощает какие-то определенные газы и пары; другие составляющие газовой смеси им не поглощаются совсем или поглощаются незначительно.
Движущей силой, обуславливающей растворение газа или пара в абсорбенте, является разность концентраций его в растворе и над жидкостью (если концентрация в газовой фазе компонента, который улавливает, больше, чем в жидкости, значит идет процесс растворения, в противном случае поглощенный компонент будет выделяться из абсорбента).
Равновестность этой системы при постоянных давлении и температуре определяется законом Генри, в соответствии с которым растворимость газа пропорциональна его парциальному давлению над жидкостью:
где: Ха - молярная концентрация газа;
- коэфициент Генри, зависящий от свойств газа и жидкости;
Ра - парциальное давление газа над жидкостью.
Процессы абсорбции, как правило, экзотермичны. Выделяющееся тепло будет повышать температуру процесса, что вызывает снижение поглотительной способности жидкости и условия абсорбции будут ухудшаться. С повышением давления растворимость газа в жидкости увеличивается, следовательно условия абсорбции будут улучшаться. Оптимальные условия ведения процесса абсорбции:
- пониженная температура;
- повышенное давление.
Аппараты, в которых осуществляется процесс абсорбции, называется абсорберами или скруберами.
Типы абсорбентов:
- 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.
-
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 10С 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 оС 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, оС | 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, оС | 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 |
-
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 0С | - | -114.15 | |||
| Температура кипения 0С | -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, 0С | - | ||||
| Температура самовоспламенения, 0С | 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, 0С | - | 11 | |||
| Верхний температурный предел распространения пламени 0С | - | 41 | |||
| Температура тления 0С | - | - | |||
| 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.
-
Анализ системы предотвращения источников техногенной ЧС
3.1 Определение возможности образования горючей среды внутри производственного оборудования
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
