Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

По выданному индивидуальному заданию по инженерной графике, выполняем пояснительную записку и чертеж технологической схемы в Компасе
Стоимость работы уточняйте при заказе

Вариант 05 (аппараты 22 –25, 27, 28)

Производство ацетальдегида жидкофазной гидратацией ацетилена
Вторая фаза производства
Установка выделения кретонового альдегида (аппараты 22-25,27,28) Сырой ацетальдегид (8… 10%-ный водный раствор), содержащий кретоновый альдегид, уксусную кислоту, и ртуть, вместе с растворенным в воде ацетиленом из сборника ацетальдегида-сырца 9 центробежным насосом 17 подается для отделения примесей ртути в коксовый фильтр 18 через штуцер в нижней крышке. Очищенный от ртути раствор направляют на дистилляцию в двухколонный непрерывно действующий агрегат. Предварительная разгонка раствора на фракции проводится в противоточном насадочном десорбере 20.
С этой целью раствор из фильтра 18 через штуцер в верхней крышке вначале поступает для подогрева в трубы теплообменника типа “труба в трубе” 19 и при температуре 70°С отводится из него в колонну 20. Входной штуцер колонны расположен в нижней половине корпуса. Под нижнюю решетку десорбера 20 через штуцер в корпусе подведен острый водяной пар. При взаимодействии поднимающейся по колонне паровой фазы (десорбирующего агента) со стекающей по насадке жидкостью происходит переход ацетилена (десор-бируемого вещества) из раствора в поток водяного пара. Теплота конденсации при этом расходуется на испарение низкокипящих фракций (ацетальдегида, кретонового альдегида), которые смешиваются с парами воды и поступают в верхнюю часть колонны 20.
Отработанный раствор с паровым конденсатом, содержащий небольшое количество уксусной кислоты и других примесей, выводится из нижней части колонны 20 через штуцер в днище и направляется в качестве теплоносителя в межтрубное пространство верхнего элемента теплообменника 19. После утилизации теплоты, охлажденная вода с температурой 30°С сбрасывается в канализацию через штуцер нижней рубашки теплообменника 19.
Ацетилен, ацетальдегид и кротоновый альдегид вместе с парами воды из колонны 20 через штуцер в крышке отводятся на конденсацию в межтрубное пространство наклонно установленного конденсатора 21. Входной штуцер конденсатора расположен в низшей части корпуса. Хладагентом в конденсаторе служит холодная вода при температуре на входе 10°С, движущаяся в трубах аппарата снизу вверх, противотоком к парам в межтрубном пространстве. Конденсат из межтрубного пространства аппарата 21 через штуцер над нижней трубной решеткой стекает в колонну 20для орошения. Штуцер входа орошения в колонну 20 располагается над слоем насадки в верхней части корпуса. Газообразный ацетилен, выделившийся из раствора ацетил альдегида, из межтрубного пространства конденсатора 21 через штуцер в корпусе под верхней трубной решеткой возвращается в производственный цикл.
Легкая фракция - водный раствор ацетил альдегида с примесью кретонового альдегида – из десорбера 20 через штуцер в верхней трети корпуса направляется для выделения ацетальдегидов тарельчатую ректификационную колонну 23. Входной штуцер колонны расположен в средней части корпуса над тарелкой питания. На трубопроводе между колоннами 20 и 23 установлен редукционный клапан 22.
Жидкость, стекающая по тарелкам в кубовую часть колонны 23, через штуцер в днище отводится в трубы вынесенного за корпус колонны кипятильника 24. Штуцер входа жидкости в кипятильник расположен в днище аппарата. В кипятильнике 24 осуществляется процесс парообразования. Греющий пар для испарения раствора подводят в межтрубное пространство кипятильника 24 через штуцер под верхней трубной решеткой. Пары раствора вместе с циркулирующей в контуре кипятильника жидкостью выходят через штуцер в боковой стенке верхней крышки аппарата поступают в куб колонны. Штуцер входа в куб колонны расположен над уровнем в нем жидкости и под нижней тарелкой колонны.
При взаимодействии стекающей по тарелкам жидкости с поднимающимся по колонне паром происходит массообменный процесс, в результате которого пары обогащаются легкими компонентами (ацетальдегидом) из жидкости, а жидкость - тяжёлыми компонентами, преимущественно кретоновым альдегидом, содержащимися в газовой фазе. В результате, на выходе из верхнего штуцера колонны доля альдегида составляет 99%. Поток пара отводят для конденсации в межтрубное пространство дефлегматора 25 через штуцер под верхней трубной решеткой корпуса.
В трубное пространство аппарата противотоком подают холодную воду при температуре на входе 10°С.Конденсат из дефлегматора 25 через штуцер корпуса над нижней трубной решеткой отводится в буферную емкость 26 через штуцер, расположенный на плоской крышке. Отсюда одна его часть в виде флегмы возвращается для орошения колонны 23, а другая сливается в холодильник 29.Флегма в колонну поступает через штуцер в корпусе над верхней тарелкой. Стекая по тарелкам колонны, она смешивается с жидкостью питания. По мере движения жидкость взаимодействует с паровой фракцией и обогащается высококипящим компонентом (кретоновым альдегидом). Из куба колонны жидкость поступает в вынесенный кипятильник 24, в котором вновь испаряется.
Другая часть кубового остатка (водного раствора кретонового альдегида) через штуцер в днище колонны 23 направляется на охлаждение в змеевик холодильника 27. Раствор, поступая в холодильник через штуцер в плоской крышке, охлаждается в змеевике водой, которая подводится в аппарат 27 через штуцер в нижней части корпуса и, двигаясь противотоком, покидает его через штуцер в верхней части корпуса. Охлажденный кретоновый альдегид из змеевика холодильника 27 через штуцер в плоском днище перетекает в горизонтальный сборник 28. Приемный штуцер расположен в верхней части корпуса. Далее кретоновый альдегид направляется на производство н-бутилового спирта.
Конденсат чистого ацетальдегида из емкости 26 после отделения флегмы отводится в межтрубное пространство холодильника 29 через штуцер под верхней трубной решеткой. Ацетальдегид охлаждается рассолом при температуре минус 10°С, который подводится в трубы холодильника 29 через штуцер в нижней крышке. Охлажденный ацетальдегид из межтрубного пространства аппарата 29 через штуцер над нижней трубной решеткой стекает в горизонтальный сборник 30.Штуцер входа расположен в верхней части корпуса. Готовый продукт из сборника 30 перегружается в емкости хранения или подается потребителям на переработку. Не сконденсировавшиеся в дефлегматоре 25 пары ацетил альдегида, воды и газы из емкости 26 подают в насадочный абсорбер31, орошаемый водой. Штуцер входа для паров расположен в нижней части корпуса под парораспределительной решеткой. Воду для орошения подают в верхнюю часть корпуса абсорбера над слоем насадки, равномерно распределяя ее по сечению аппарата оросительным устройством. При взаимодействии паров с орошающей жидкостью ацетальдегид полностью поглощается водой. Образующийся раствор через штуцер в днище колонны насосом 31 нагнетается в сборник ацеталь-дегида-сырца 9. Не поглощенные в абсорбере газы через штуцер в крышке направляют в магистраль оборотного газа, который выводится из процесса и направляется на регенерацию.

Вариант 07 (аппараты 27, 28, 30 –33)

Производство органических веществ из торфа
(вторая фаза производства)
Установка перегонки органических кислот (аппараты 27, 28, 30-33)
Упаренный раствор, представляющий собой сырые кислоты, из выпарного аппарата 25 через штуцер в коническом днище стекает в испаритель 28 через штуцер вверху корпуса. Испаритель 28 представляет собой емкость, снабженную рубашкой, в которую через нижний штуцер подводится теплоноситель для подогрева продукта. Из накопленных в испарителе 28 органических сырых кислот отгоняют легколетучие. С этой целью температура в аппарате 28 повышается постепенно до тех пор, пока не начнется интенсивное парообразование. Пары из испарителя 28 через штуцер в крышке направляются во внутреннею трубу односекционного наклонно установленного теплообменного аппарата типа "труба в трубе", выполняющего функцию конденсатора 27.
Конденсация протекает при охлаждении паров двигающейся противотоком к ним холодной водой в межтрубном пространстве при температуре на входе 20°С.
Охлаждение кислот проводится в холодильнике 32. Сконденсированные кислоты стекают из конденсатора 27 в змеевик холодильника 32 через штуцер в плоской крышке.
Хладагентом среды служит вода, подводимая в аппарат 32 через нижний штуцер в цилиндрическом корпусе. Отвод воды из холодильника 32 производится через верхний штуцер корпуса. Охлажденные кислоты из змеевика холодильника 32 через штуцер в плоском днище сливаются в горизонтальный сборник 33.
Оставшиеся в испарителе 28 после отгона легкой фракции кислоты через штуцер в коническом днище направляются на охлаждение в холодильник 30 (конструкция и принцип действия холодильника 30 аналогичны аппарату 32 описываемой схемы). После охлаждения в аппарате 30 кислоты сливаются в горизонтальный сборник 31 через штуцер в корпусе.
Накопленные в сборниках 31 и 33 кислоты отправляются на переработку по назначению.

Вариант 09 (аппараты 16-22)

Производство фенола щелочным гидролизом хлорбензола

(Вторая фаза производства)
Установка выделения фенола (аппараты 16-22)
Фенолят натрия C6H5ONa из сборника 16 через штуцер в крышке подается центробежным насосом 17 в насадочный абсорбер 18 через штуцер вверху корпуса (над насадкой). Одновременно с раствором фенолята в абсорбер 18 через другой штуцер вверху корпуса для орошения насадки подводится вода. В нижнюю часть абсорбера 16 через штуцер в корпусе (под насадкой) вводится двуокись углерода. Фенолят с водой из верхней части колонны 18 стекает тонким слоем по поверхности насадки навстречу поднимающемуся газу. Насадка в абсорбере 18 обеспечивает развитую поверхность контакта фаз. При взаимодействии фаз происходит поглощение газа жидкостью.

Контактированию фенолята с двуокисью углерода и водой сопутствует реакция нейтрализации фенолята 2C6 H5 ONa = С02 +Н2 O → 2С6 Н5 ОН +Na2 CO3

Не поглощенная жидкостью двуокись углерода из абсорбера 18 через штуцер в крышке отводится на очистку (процесс очистки СO 2 не рассматривается) и затем снова используется в производстве фенола.
Продукт реакции - раствор, в котором кроме фенола содержатся также фенолят, хлористый натрий и углекислый натрий, из абсорбера 18 через штуцер в днище стекает в разделительную емкость19. Входной штуцер в плоской крышке емкости. Смесь в разделительной емкости 19 расслаивается. Верхний фенольный слой (жидкость с меньшей плотностью) из емкости 19 через штуцер в верхней половине корпуса направляется в нейтрализатор с мешалкой 20, поступая в него через штуцер вверху корпуса. Сырой фенол нейтрализуется серной кислотой при непрерывном перемешивании раствора мешалкой. Кислота из мерника 21 через штуцер в плоском днище загружается в нейтрализатор 20 через штуцер вверху корпуса. Во избежание сильного вспенивания жидкости и выброса ее из аппарата 20 разбавленная серная кислота добавляется в раствор постепенно.
Реакция нейтрализации протекает с преобразованием, оставшегося в растворе фенолята в фенол. После завершения нейтрализации сырой фенол из аппарата 20 через штуцер в коническом днище отводится в горизонтальный сборник фенола 22 через штуцер в в корпусе. Отсюда по мере накопления продукт направляется на разгонку с целью получения товарного фенола.

Вариант 10 (аппараты 1-5, 9)

Производство циклогексиламина
Установка гидрирования (аппараты 1-5,9)
Циклогексималин C5H11NH2 - жидкость специфического запаха; температура кипения 134С, плотность при нормальных условиях -0,819 г/см3. Циклогексиламин относится к промежуточным продуктам при производстве капролактима из аналина. Сырьем для производства циклогексиламина по описываемой схеме являются аналин и водород.
Анилин из горизонтальной емкости 1 через штуцер в крышке подается насо-сом 2 в буферную емкость 3. Подача в емкость 3 производится через штуцер в верх-ней части корпуса. Буферная емкость 3 имеет рубашку, в которую через верхний штуцер подводится пар для подогрева анилина.
Конденсат отводится из рубашки через нижний штуцер. Уровень анилина в емкости 3 поддерживается постоянным. Избыток анилина возвращается в емкость 1 через переливной штуцер, расположенный в верхней части корпуса емкости 3.
Нагретый анилин из емкости 3 через штуцер в коническом днище стекает в испаритель трубчатого контактного аппарата 4, поступая в него через штуцер в верхней части корпуса. Испарителем служит нижний элемент контактного аппарата 4, снабженный змеевиком и барботером. Трубы реактора 4 загружаются катализатором (смесь никеля и окиси хрома). Межтрубное пространство аппарата 4 через штуцер в корпусе над нижней трубной решеткой почти полностью заполняется горячей водой.
Подачей греющего пара в змеекик аналин в испарителе доводится до кипения. Одновременно в барботер испарителя реактора 4 компрессором 8 нагнетается водород. До ввода в испаритель водород предварительно очищается от примесей в масляном фильтре 7 и подогревается в трубах теплообменника "труба в трубе" 6. Водород из барботера поступает в кипящий в испарителе анилин; пузырьки водорода, барботируя через слой анилина, ускоряют процесс его испарения.
Пары анилина с водородом удаляются из испарителя и попадают в трубы контактного аппарата 4. Здесь в результате их взаимодействия в присутствии катализатора протекает реакция гидрирования с образованием циклогексиламина:
C6 H5 NH2 + 3Н2 = C6 H11 NH2
Для обеспечения нормального хода реакции температура в трубах контактного аппарата должна быть доведена примерно до 140°С. Указанная температура в трубах реактора поддерживается за счет переноса теплоты к трубам от перегретой воды в межтрубном пространстве.
Перегретая вода с заданной температурой получается путем повышения давления в межтрубном пространстве реактора 4. Давление, позволяющее достичь не-обходимую температуру подогретой воды, создается нагнетанием воздуха газодувкой 9 в межтрубное пространство аппарата 4 через штуцер под верхней трубной решеткой.
Реакция образования циклогексиламина сопровождается выделением теплоты. Тепло реакции снимается испарением воды в межтрубном пространстве реакто-ра 4. Образующийся водяной пар через другой штуцер в корпусе под верхней трубной решеткой направляется в трубы конденсатора 5 через штуцер в верхней крышке.
Вода для конденсации паров подводится в межтрубное пространство конденсатора 5 через штуцер в корпусе над нижней трубной решеткой и отводится через штуцер под верхней трубной решеткой. Конденсат из аппарата 5 через штуцер в нижней крышке возвращается в межтрубное пространство контактного аппарата 4. Входной штуцер расположен в средней части корпуса.