Содержание:
Введение…………………………………………………………………..5
Технико-экономическое обоснование места строительства…………..7
Характеристика сырья и материалов……………………………………9
Характеристика готового продукта…………………………………….11
Характеристика и выбор методов технологического производства…14
Описание выбранного процесса в технологическом производстве….16
Физико-химические основы процесса…………………………...16
Описание технологической схемы………………………………17
Расчёт и описание основного аппарата в технологическом
производстве……………………………………………………………..20
Материальный и тепловой расчёты……………………………...20
Расчёт основного аппарата……………………………………….31
Механический расчёт……………………………………………..37
Гидравлический расчёт…………………………………………...38
Описание основного аппарата…………………………………....39
Автоматизация технологического процесса…………………………....41
Охрана труда и окружающей среды…………………………………….43
Экономическое обоснование…………………………………………….45
Активная инвестиционная политика в области модернизации предприятий, техническому и технологическому перевооружению,
а также развитие новых производств, основанных на высоких технологиях………………………………………………………………..59
Вывод………………………………………………………………………60
Литература…………………………………………………………………61
Введение
Химическая промышленность является ведущей отраслью экономики страны. Развитие химической промышленности имеет политический характер. В годы независимости было инвестировано много средств для реконструкции предприятий и создания новых химических комплексов. Президент Республики И.А. Каримов обратил особое внимание на развитие химической промышленности. В своей книге он пишет следующее: «Важнейшей основой независимого развития страны явилось формирование национальной экономики и её реформирование. Перед республикой стала острая и жизненно высшая проблема надёжного обеспечения потребностей страны и населения, прежде всего топливно-энергетическими ресурсами, потребительскими и продовольственными товарами.». [1]
Кроме этого, он особо подчёркивает следующее: «Как высшая стратегическая задача был поставлен вопрос о достижении топливно-энергетической и продовольственной независимости».
Президент пишет о том, что Узбекистан, располагая огромными промышленными запасами природного газа, нефти и газового конденсата вынужден был для обеспечения потребности ежегодно завозить порядка 6-7 млрд. тонн нефти и нефтепродуктов и истратить на это огромные валютные ресурсы. [1]
За короткое время были разработаны и реализованы целевые программы по добыче и переработке собственного углеводородного сырья, изысканы для этого необходимые инвестиции. Построен новый современный Бухарский нефтеперерабатывающий завод, модернизирован и расширен Ферганский нефтеперерабатывающий завод.
Построен беспрецедентный и уникальный по своим возможностям Шуртанский газо-химический комплекс. [1]
По мере развития азотной промышленности в нашей стране значительно возросли единичные мощности агрегатов производства аммиака. Так, если перед Второй Мировой Войной, производительность колонны синтеза аммиака составляла 30 т/сут, в конце 30-тых годов 100 т/сут, в конце 60 – 300-600 т/сут ,то в настоящее время в азотной промышленности эксплуатируются агрегаты мощностью 1360-1420 т/сут и проектируются агрегаты мощностью 2700-3000 т/сут. [2]
Современные агрегаты синтеза аммиака мощностью 1360 т/сут созданы на основе последних достижений науки и техники, что позволило достичь значительного снижения энерго-материальных затрат, обеспечить низкую себестоимость выпускаемой продукции и высокую производительность труда. Всё это достигнуто в результате разработки современных энергетических систем, обеспечивающих высокий к.п.д. использования сырья и топлива, применения высокопроизводительного оборудования и более эффективных машин (центробежных компрессоров и насосов, абсорбционно-холодильных установок и т.д.), применения более активных катализаторов, новых эффективных поглотителей, комплексной автоматизации производства и т.д. [2]
Технико-экономическое обоснование места строительства
Правильный выбор места для строительства цеха имеет очень важное технико-экономическое значение. Местом для строительства цеха выбирается пустая площадка, расположенная на юго-западе второй площадки предприятия ОАО «Farg`onaazot». Таким образом мы перемещаем цех производства аммиака из первой площадки на вторую. В результате этого расходы на транспортирование жидкого аммиака из цеха «Аммиак-3» к потребителю резко сокращаются. Кроме этого, будет представлена возможность обмениваться с высоко- и низкопотенциальными цехами других производств теплотой отходящих и технологических газов агрегата синтеза аммиака.
Выбранное место для строительства цеха имеет очень выгодную позицию для обеспечения сырьевыми и энергетическими ресурсами. Цех обеспечивается тепловой и электрической энергией из близлежащей Ферганской ТЭЦ, расположенной в 8 км на юго-востоке. Водой и азотом цех обеспечивается из цехов НХС и РВ, расположенных на первой площадке предприятия ОАО «Farg`onaazot».
Цех обеспечен трудовыми ресурсами и квалифицированными кадрами, поскольку в 12 км от него расположен Ферганский политехнический институт и энергетический и строительный колледжи города Ферганы.
На юге, в 12 км от цеха расположен жилой городской комплекс со всеми удобствами и возможностью обеспечения транспорта для рабочих, культурными строениями, школами и детскими садами.
Для ввоза и вывоза сырья, полупродуктов и продуктов, материалов и оборудования на территории цеха запланировано наличие автомобильных и железнодорожных линий.
На границе города Маргилана и Жилого района Киргулей имеется Ахунбабаевская железнодорожная станция, обслуживающая не только проектируемый цех, но и все остальные предприятия и населённые пункты, расположенные в данном районе.
Погода в регионе строительства резко-континетальная. Осадки бывают в основном весной и в зимнее время года. В летнее время года осадки могут достигать количества 7-10 % от общего количества годовых осадков.
С западной стороны дуют Бекобадский и Кокандский ветра, сила которых достигает 30-40 м/с, что учитывается в расчёте аппаратов на ветровую нагрузку.
Уровень грунтовых вод в этом районе составляет 10-12 м, что является безопасным для строительства и монтажа тяжёлых крупнотоннажных аппаратов.
Сейсмичность по шкале Рихтера в ферганской долине не превышает 4 баллов, по шкале VSR- 6 баллов, то есть район по сейсмостойкости относится к третьей категории, что позволяет строить на данной площадке технологические здания и сооружения.
Площадь места строительства позволяет расположить аппараты технологической схемы в нужном порядке, с расстоянием между ними в 1-2 м, предусмотренным техникой безопасности при эксплуатации данного типа аппаратов.
Характеристика сырья и материалов
В производстве аммиака по технологии ГИАПАМ-76 используется в качестве сырья природный газ, технологический воздух , метилдиэтаноламин, умягчённая и обессоленная вода, а также электроэнергия.
Природный газ состоит из следующих компонентов: метан – 94,47 %, этан – 3%, пропан – 0,6%, бутан – 0,24%, пентан – 0,1%, гексан – 0,01%, двуокись углерода – 0,6%, азота – 0,1%. [3]
По ГОСТ 5542-87 природный газ регламентируется следующими показателями: общее содержание серосоединений не должно превышать 80 мг/м3, содержание газового конденсата – не более 0,015 мг/м3, механических примесей – не более 0,01 мг/м3, кислорода – 1%. [3]
Технологический воздух регламентируется содержанием сернистых соединений не более 0,05 мг/м3, хлора – не более 0,01 мг/м3.
Метилдиэтаноламин используется для поглощения двуокиси углерода. Он выпускается двух марок. в нашем случае наиболее подходит марка «Г» так как он отличается от других марок более избирательной селективностью по отношению к двуокиси углерода и обладает наименьшим коррозирующем действием. Марка «Г» содержит 85% МДЭА и характеризуется следующими показателями: молекулярный вес – 111 г/моль, предельно-допустимой концентрацией в рабочей зоне – 5 мг/м3,массовая доля киперазина – 10%, массовая дол вода – 5%.
Азото-водородная смесь для восстановления катализаторов и гидрирования сернистых соединений природного газа по технологическому регламенту каталитического реформинга Л35/11-300 содержит водорода не менее 70% и азота – не более 30%. [3]
Азот для пуска и остановки агрегата, поддержания восстановленных катализаторов в инертной среде, создания азотных подушек для продувки оборудования по ГОСТ 9293-74 «Азот газообразный и жидкий» должен содержать кислорода не более 0,02% при полном отсутствии масла и влаги.
Вода оборотная по нынедействующему технологическому регламенту цеха «Аммаик 3» предприятия ОАО «Farg`onaazot» регламентируется следующими показателями: карбонатная жёсткость – не более 3,5 мг-экв/л, хлориды – 50-60 мг/л, рН=7-8,5. [3]
Умягчённая вода по технологическому регламенту цеха НиОПСВ предприятия ОАО «Farg`onaazot» регламентируется следующими показателями: общая жёсткость – не более 1,5 мг-экв/л, общее солесодержание – не более 350 мг/л, рН=7-8,5. [3]
В производстве аммиака используются следующие вспомогательные материалы: катализатор НИАП-03-01, катализатор ЧПС-03, катализатор G-3S, катализатор ГИАП-8, масло турбинное, катализатор НКМ-1, катализатор НТК-4, катализатор НИАП-01-01, силикагель и катализатор СА-1. \
Катализатор СА-1 имеет состав:
железо – 32-38%,
К2О – 0,7-1%,
Al2O3 – 3-4%,
СаО – 2,3%,
SiO – 2-3%.
Размер зёрен – 1-3мм, насыпная плотность – 2800кг/м3, удельная поверхность – 0,1 м2/г, свободный объём слоя – 0,465 м3/м3, срок службы – 2 года.
Перед пуском производства катализатор следует восстанавливать до элементарного железа при следующих условиях:
- рабочее давление – 20 МПА;
- температура – 500-550 °С;
- скорость газа – 15000 ч-1;
длительность восстановления – 3-4 дня. [3]
Характеристика готового продукта
Техническое наименование продукта – аммиак жидкий технический. Химическая формула – NH3. Продукт выпускается в соответствием с требованием ГОСТ 6221-90. По физико-химическим показателям продукт должен соответствовать нормам, указанным ниже.
Таблица 4.1.
Физико-химические показатели жидкого технического аммиака
П/п
|
Наименование показателей
|
Марки
|
А
|
Ак
|
Б
|
1
|
Массовая доля аммиака, % не менее
|
99,9
|
99,6
|
99,6
|
2
|
Массовая доля азота, % не менее
|
-
|
82
|
82
|
3
|
Массовая доля воды, % (после испарения)
|
-
|
0,1-0,4
|
02-04
|
4
|
Массовая доля воды, % (метод Фишера)
|
0,1
|
-
|
-
|
5
|
Массовая концентрация железа, мг/дм3, не более
|
1
|
1
|
2
|
6
|
Массовая концентрация масла, мг/дм3, не более
|
2
|
2
|
8
|
7
|
Массовая концентрация общего хлора, мг/дм3, не более
|
-
|
0,5
|
-
|
8
|
Массовая концентрация оксида углерода, мг/дм3, не более
|
-
|
30
|
-
|
Допускается массовая доля воды в жидком аммиаке марки Ак, транспортируемом в цистернах, и марки Б, менее 0,2%. [3]
Жидкий аммиак – бесцветная прозрачная жидкость. в газообразном состоянии он бесцветный прозрачный газ. И в жидком и в газообразном состоянии он обладает резким раздражающим запахом. Объёмный вес жидкого аммиака при температуре (-12) °С и давлении 0,1732 МПа – 6540 кг/м3, а газообразного аммиака при тех же условиях – 2,21 кг/м3. [3]
Молекулярная масса аммиака – 17,0304, Мольный объём – 22,049 дм3, температура кипения при давлении 0,1 МПа – (-33,5) °С, температура плавления при давлении 0,1 МПа – (-77,8) °С, критическая температура – 132,4 °С, критическое давление – 11,15 МПа. [3]
При нормальных условиях аммиак устойчив к действию окислителей. Жидкий аммиак относится к трудногорючим веществам, в отличии от газообразного аммиака, который относится к горючим газам.
В присутствии кислорода аммиак горит по реакции:
4NH3+3O2=2N2+6H2O+Q [3]
При окислении аммиака в присутствии катализатора образуются окислы азота и вода по реакции:
4NH3+5O2=4NO+6H2O+Q [3]
Аммиак хорошо растворяется в воде, образуя нитрат окиси аммония:
4NH3+H2O=NH4OН [3]
При температуре 20 °С и давлении 0,1 МПа в 1 объёме воды растворяется 760 объёмов аммиака. Жидкий аммиак – легколетучее вещество, сам является хорошим растворителем для многих органических и неорганических веществ. В жидком аммиаке при повышенном давлении растворяются азот, метан, аргон и другие газы. Аммиак обладает токсичными свойствами – вызывает острое раздражение слизистой оболочки дыхательных путей, удушье и ожоги.
Технический аммиак является сырьём для получения азотной кислоты. Процесс разделяется на две стадии:
Окисление аммиака в окись азота:
4NH3+5O2=4NO+6Н2О [3]
Окисление оксида азота в высшие окислы с поглощением их водой:
4NО+5O2=2NO2 [3]
3NО2+Н2O=2НNO3+NО [3]
С азотной кислотой аммиак образует очень ценное удобрение – аммиачную селитру:
NH3+ НNO3=NH4NO3+Q [3]
При взаимодействии аммиака с диоксидом углерода под давлением получается высококонцентрированное удобрение – синтетический карбамид:
NH3+ СO2=(NH2)2CO+H2O [3]
Аммиак широко применяется в качестве удобрения и в своём натуральном виде – он является сырьём для получения аммиачной воды. Аммиак находит широкое применение в качестве хладогента в криогенной технике и холодильной промышленности, а также в медицине.
Характеристика и выбор методов технологического производства.
Существуют три способа синтеза аммиака – при низком, среднем и высоком давлении. Эти способы различаются способом выделения аммиака из цикла, температурой синтеза, применяемым оборудованием и т.д.
Характерной особенностью синтеза при низком давлении является низкая температура процесса синтеза аммиака – 400 °С, вместо обычных 450-500 °С в схемах среднего давления. При 400 °С, объёмной скорости газа 3000 ч-1 и давлении 9 МПа на выходе из аппарата благодаря применению активного катализатора, состоящего из комплексной соли, содержащей цианид железа, получают 8-13 % аммиак. [2]
Недостатком процесса является низкая стабильность, необходимой применения сложной системы очистки газа, поступающего в систему, сложность выделения аммиака. В последствие на установках УДЭ, являющихся родоначальниками этого способа, давление было повышено до 16 МПа.
Установки среднего давления получили наибольшее распространение во всём мире.
На промышленной установке, где синтетический аммиак получают по методу Габера-Бана, применяли давление порядка 22,5 МПа. В связи с тем, что в то время выход аммиака на катализаторах составлял лишь 10 % его абсорбировали водой с последующим извлечением из раствора безводного аммиака. [2]
Широкое распространение начиная с 1922 года получила система синтеза аммиака, разработанная М. Фаузером. По этой схеме синтез проводился под давлением 25 МПа, выделение аммиака происходило методом конденсации с использованием аммиачного охлаждения.
В конце 20-х годов прошлого века наибольшее распространение получила разработанный в США процесс Найтроджеи, протекающий под давлением 30-35 МПа. В нём очистку свежего газа проводили в фильтре для отделения масла, а затем, очищенный газ, вместе с конверсированным газом обезвоживали в аммиачном холодильнике. Аммиак конденсировали охлаждением газа в два этапа – сначала водой, затем жидким аммиаком.
Учтановки высокого давления были созданы на основе технологических схем ,разработанных Ж.Клодом и К. Казам.
Процесс, предложенный Ж. Клодом вели под давлением 90-100 МПа, что позволяло получить высокую степень превращения азото-водородной смеси в аммиак. На практике при температуре 500-600 °С и объёмной скорости газа 100000 ч-1 концентрация аммиака на выходе из колонны достигала 25 %, то соответствует превращению в аммиак 40% азото-водородной смеси. Принятое Клодом последовательно – параллельное расположение колонн синтеза, когда процесс ведут без циркуляции газа с конденсацией и сепарацией аммиака после каждого синтеза, обеспечивало высокий выход продукта.
Процесс Казам осуществлён при давлении 80-90 МПа по циркуляционной схеме с одноступенчатой конденсацией аммиака. Простота схемы и небольшой объём колонны способствовали широкому распространению процесса в 30-40-е годы. [2]
Усовершенствование действующих установок широко проводится Государственным Институтом Азотной Промышленности (ГИАП). Основными стадиями производства аммиака по технологии ГИАПАМ-76 являются следующие:
Сжатие природного газа до давления 4,5 МПа.
Очистка природного газа от сернистых соединений.
Паровая каталитическая конверсия метана в трубчатой печи.
Паровоздушная конверсия метана в шахтном конвертере.
Двухступенчатая конверсия оксида углерода на среднетемпературном и низкотемпературном катализаторе.
Двухступенчатая метилдиэтаноаминовая очистка газа от углекислоты.
Тонкая очистка азото-водородной смеси от СО и СО2 путём их гидрирования в метанаторе.
Сжатие азотоводородной смеси и синтез аммиака при 19 МПа.
Описание выбранного процесса технологического производства.
Физико-химические основы процесса.
В процессе катализа азото-водородная смесь переходит в аммиак лишь частично. Для рекуперации азото-водородной смеси из неё нужно выделить аммиак. По технологии ГИАПАМ-76 выделение аммиака из газовой смеси происходит в двух ступенях: охлаждение газовой смеси воздухом в аппарате воздушного охлаждения и жидким аммиаком в испареители жидкого аммиака.
Содержание аммиака в газовой смеси в зависимости от температуры и давления можно определить по формуле:
[4]
где Р – давление смеси, атм; Т – температура газовой смеси, К.
Если свежая азото-водородная смесь вводится в цикл до колонны синтеза, то степень выделения аммиака из газа можно определить по формуле:
[4]
где Р – общее давление в системе, атм; р – парциальное давление аммиака при данных условиях, атм; х1 – концентрация аммиака в газе, %.
Если свежая азото-водородная смесь вводится в цикл после колонны синтеза, то формула принимает вид:
[4]
Эти формулы показывают, что с повышением давления и понижением температуры степень конденсации аммиака возрастает, а количество его в циркуляционном газе падает. Степень выделения аммиака из газа в значительной степени влияет на производительность установки, так как количество образовавшегося в колонне синтеза аммиака соответствует разности его содержания в выходящем из колонны и поступающем в колонну газе.
Процессы конденсации аммиака характеризуются резким снижением упругости газообразного аммиака и превращением его в жидкость.
Описание технологической схемы
Свежая азото-водородная смесь направляется в нижнюю часть конденсационной колонны поз. 605, где барботируя через слой жидкого аммиака, промывается от следов влаги и углекислот и смешивается с циркуляционным газом.
Смесь свежего и циркуляционного газа пройдя по трубкам теплообменника конденсационной колонны, направляется в межтрубное пространство выносного теплообменника поз. 602, где нагревается до температуры не выше 195 °С и далее поступает в колонну синтеза аммиака.
Основной поток газа поступает в нижнюю часть колонны синтеза поз. 601 и поднимается по кольцевому зазору между корпусом колонны и стенкой катализаторной коробки в верхнюю часть колонны, где расположен встроенный теплообменник. Проходя по межтрубному пространству встроенного теплообменника, газ нагревается до температуры начала реакции (400-450 °С) за счёт теплообмена с газом, выходящим из катализаторной коробки и поступающем на слой катализатора. [3]
Газ последовательно проходит три полки с катализаторами при давлении 19 МПа и температуре 400-500 °С, где происходит экзотермическая реакция образования аммиака:
N2 +3H2=2NH3+Q [3]
Пройдя третий слой катализатора азото-водородная смесь с содержанием аммиака 16,3 % (об.) и температурой 500 °С поднимается по центральной трубе, а затем проходит по трубкам выносного теплообменника, охлаждаясь до температуры 300-350 °С. Далее газ поступает в трубное пространство подогревателя воды поз. 603, где охлаждается до температуры не более 240 °С. Затем газовая смесь проходит трубное пространство выносного теплообменника поз. 602, охлаждаясь до температуры 65-75 °С, газом, идущим по межтрубному пространству, и поступает в аппараты воздушного охлаждения поз. 604, где из газа конденсируется часть аммиака. [3]
Сконденсировавшийся аммиак отделяется в сепараторе поз. 621, а газовая смесь ,содержащая около 11-12 % аммиака, направляется на всос циркуляционного колеса азото-водородного компрессора, где сжимается до 20 МПа, компенсируя потри давления в системе.
Из циркуляционного колеса газ поступает во вторичную конденсационную систему, состоящую из конденсационной колонны и испарителя жидкого аммиака. Газ подеется сверху в конденсационную колонну поз. 605, охлаждаясь до 18-25 °С, поступает в испаритель жидкого аммиака поз. 609, где проходит по U-образным трубкам, охлаждаясь до температуры (-3 ÷ -6) °С. Смесь циркуляционного газа и жидкого аммиака поступает в испарительную часть конденсационной колонны, где проходит отделение жидкого аммиака и газа. В сепарационной части конденсационной колонны циркулирующий газ смешивается со свежим газом, смесь проходит корзину с кольцами Рашига, где дополнительно сепарируется от капель жидкого аммиака и цикл циркуляционного газа в системе повторяется. В результате дросселирования жидкого аммиака с высокого давления до 1,8-2 МПа происходит выделение танковых газов, содержащих растворённые азот, водород, аргон и метан. [3]
Конденсация аммиака из танковых газов происходит в трубном пространстве испарителя поз. 631, за счёт холода испаряющегося аммиака при температуре (-34) °С в межтрубном пространстве. [3]
Из испарителя сконденсировавшийся аммиак отделяется от газа и подаётся в сборник поз. 610. Продувочные газы под давлением 18 МПа с температурой 21-43 °С направляются на вымораживание аммиака, для чего поступают в теплообменник конденсационной колонны поз. 611, затем проходит по U-образным трубкам испарителя поз. 612. аммиак конденсируется при (-34) °С. Из испарителя продувочные газы возвращаются в сепарационную часть конденсационной колонны, где происходит отделение жидкого аммиака от газа. Продувочные газы поднимаются по трубкам теплообменника, нагреваясь до температуры не более 40 °С, затем направляются на использование в качестве топлива в трубчатую печь отделения конверсии метана и окиси углерода. [3]
Расчёт и описание основного аппарата в технологическом производстве.
Материальный и тепловой расчёт.
Материальный расчёт цикла синтеза аммиака.
Исходные данные:
производительность цеха: кг/ч;
Содержание аммиака в циркуляционном газе на входе в колонну синтеза =3,88 %;
Содержание аммиака в циркуляционном газе на выходе из колонны синтеза =16,5 %;
Условия первичной конденсации аммиака:
давление – Р3=18 МПа,
температура – t3=40 °С;
Условия вторичной конденсации аммиака:
давление – Р0=20МПа,
температура – t0=-4 °С;
Содержание инертных примесей в циркуляционном газе на входе в колонну:
метана – =6,99 %,
аргона – = 8,1 %;
Содержание инертных примесей в свежем газе:
метана – =0,59 %,
аргона – = 0,59 %;
Доля отбора циркуляционного газа на продувку:
γпр.=0,0146 м3/м3 газа.
Расчёт.
Определение общего объёма газа, поступающего в колонну синтеза аммиака:
[4]
где 0,771 – плотность аммиака при нормальных условиях, кг/м3; П=45167 кг/ч – производительность.
Получаем:
м3/ч
Состав газа на входе в колонну синтеза:
Аммиак - 21076,8 м3/ч; - 3,88%
АВС - 440168 м3/ч; - 81,03 %
Аргон - 44000,5 м3/ч; - 8,1%
Метан - 37971 м3/ч; - 6,99%
Всего - 543216,3 м3/ч; - 100 %.
Определение состава газа на выходе из колонны синтеза:
Состав выходящих из колонны газов:
Аммиак - 21076,8+58584,3=79661,1 м3/ч; - 16,1%
АВС - 440168-58584,3*2,03=321241,9 м3/ч; - 66,53 %
Аргон - 44000,5 м3/ч; - 9,11%
Метан - 37971 м3/ч; - 7,16%
Всего - 482874,5 м3/ч; - 100 %.
То есть V2 = 482874,5 м3/ч.
Расчёт узла первичной конденсации аммиака.
Конденсация происходит около 18 МПа и 40 °С. Равновесное содержание аммиака при этих условиях определяется по формуле [4]:
Здесь Р – давление при первичной конденсации, 183,6 кгс/см3 (18МПа), Т= 273,15+40=313,15 К.
Отсюда =13,2%.
Выход сконденсировавшегося аммиака определяется по формуле:
[2]
где ΣРI – количество растворившихся газов на 1 м3 жидкого аммиака, которое определяется по формуле:
[2]
Искомые данные определяются по уравнениям [2]:
м3/кг/см2
м3/кг/см2
м3/кг/см2
Отсюда:
м3/м3 газа.
Выход сконденсировавшегося аммиака:
м3/ч.
Количество газов, растворённых в жидком аммиаке, определяется по формулам [2]:
м3/ч
м3/ч
м3/ч
Состав газа на выходе из сепаратора:
Аммиак - 79661,1+18413=61248,1 м3/ч; - 13,2%
АВС - 321241,1-221,7=321020,2 м3/ч; - 61,17%
Аргон - 44000,5-45,5=43955 м3/ч; - 8,47%
Метан - 37971-88=37883 м3/ч; - 8,16%
Всего - 464106,3 м3/ч; - 100 %.
То есть V3 = 464106,3 м3/ч.
Определение объёма продувочных газов.
м3/ч
где 0,0146 – доля отбора циркуляционного газа на продувку. [3]
Состав продувочных газов:
Аммиак - 894,4 м3/ч; - 13,2%
АВС - 4687 м3/ч; - 61,17%
Аргон - 641,7 м3/ч; - 9,47%
Метан - 552,9 м3/ч; - 8,16%
Всего - 6776 м3/ч; - 100 %.
То есть Vпр = 6776 м3/ч.
Определение объёма газа, поступающего в конденсационную колонну.
м3/ч
Аммиак - 61248,1-894,4=60353,7 м3/ч; - 13,2%
АВС - 321020,2-4687=316333,2 м3/ч; - 61,17%
Аргон - 43955-641,7=43313,3 м3/ч; - 9,47%
Метан - 37883-552,9=37330,1 м3/ч; - 8,16%
Всего - 457330,3 м3/ч; - 100 %.
То есть V4 = 457330,3 м3/ч.
Расчёт узда вторичной конденсации аммиака.
Конденсация аммиака в испарителе проходит при (-4) °С и 20 МПа, после чего газ возвращается в конденсационную колонну. При вводе свежего газа в слой жидкого аммиака в конденсационной колонне температура газожидкостной среды повышается примерно на 2 °С и часть жидкого аммиака, сконденсировавшегося в испарителе испаряется.
Расчёт количества растворённых газов и определение производительности вторичной конденсации вследствие этого следует вести для температуры (-2) °С а содержание аммиака при этих условиях примем равным 3,7 %.
Расчётные формулы вторичной конденсации аналогичны формулам первичной конденсации. Растворимость газов на 1 м3 жидкого аммиака равна:
м3/кг/см2
м3/кг/см2
м3/кг/см2
Количество растворённых газов на 1 м3 жидкого аммиака:
м3/м3
Выход сконденсировавшегося аммиака составит:
м3/ч.
За счёт повышения температуры жидкого аммиака при вводе свежего газа происходит испарение последнего в количестве:
[4]
Количество жидкого аммиака, оставшегося в конденсационной колонне, определяется следующим образом:
м3/ч
Отсюда:
м3/ч
Количество растворённых в жидком аммиаке газов составляет:
м3/ч
м3/ч
м3/ч
Определение объёма свежего газа.
Состав свежего газа:
Аммиак - 21076,8-60353,7 +39276,9=0
АВС - 440168-316333,2+285,3=124130,1 м3/ч; - 98,82%
Аргон - 44000,5-43313,2+52,2=739,4 м3/ч; - 0,59%
Метан - 37971-37330,1+97,7=738,6 м3/ч; - 0,59%
Всего - 125608,1 м3/ч; - 100 %.
Состав газа на выходе из конденсационной колонны:
Аммиак - 60353,7-39776,9 =21076,8 м3/ч; - 3,88%
АВС - 316333,2-285,3+124130,1=440168 м3/ч; - 81,3%
Аргон - 43313,2-52,2+739,4=44000,5 м3/ч; - 8,1%
Метан - 37330,1-97,7+738,6=37971 м3/ч; - 6,88%
Всего - 543216,3 м3/ч; - 100 %.
Сводный материальный баланс производства аммиака
Таблица 7.1.
Свежий газ на входе в конденсационную колонну
Размерность
|
Компоненты
|
Всего
|
NH3
|
CH4
|
Ar
|
H2
|
N2
|
%
|
0
|
0,59
|
0,59
|
74,12
|
24,70
|
100
|
м3/ч
|
0
|
738,6
|
739,4
|
93097,6
|
31032,5
|
125608,1
|
кг/ч
|
0
|
527,6
|
1320,4
|
8312,3
|
38790,1
|
48950,4
|
м3/т NH3
|
0
|
16,35
|
16,37
|
2061,9
|
687,06
|
2780,97
|
Таблица 7.2.
Газ на входе в колонну синтеза
Размерность
|
Компоненты
|
Всего
|
NH3
|
CH4
|
Ar
|
H2
|
N2
|
%
|
3,88
|
6,99
|
8,1
|
60,77
|
20,26
|
100
|
м3/ч
|
21076,8
|
37971
|
44000,5
|
330126
|
110042
|
543216,3
|
кг/ч
|
16249,7
|
27122,1
|
78572,3
|
29475,5
|
132552,5
|
288972,1
|
м3/т NH3
|
466,6
|
840,7
|
924,2
|
7301
|
2436,3
|
12026,8
|
Таблица 7.3.
Состав газа на выходе из колонны синтеза
Размерность
|
Компоненты
|
Всего
|
NH3
|
CH4
|
Ar
|
H2
|
N2
|
%
|
16,5
|
7,86
|
9,11
|
49,9
|
16,63
|
100
|
м3/ч
|
79661,1
|
37971
|
44000,5
|
240841,4
|
80320,5
|
482874,5
|
кг/ч
|
61416,7
|
27127,1
|
765723
|
21472,8
|
100788,1
|
288972,1
|
м3/т NH3
|
1763,7
|
840,7
|
974,2
|
5334,2
|
1778,1
|
10690,9
|
Таблица 7.4.
Газ на выходе из сепаратора
Размерность
|
Компоненты
|
Всего
|
NH3
|
CH4
|
Ar
|
H2
|
N2
|
%
|
13,2
|
8,16
|
9,47
|
51,88
|
17,29
|
100
|
м3/ч
|
61248,1
|
37883
|
43955
|
240765,2
|
80255
|
464106,3
|
кг/ч
|
47220,8
|
27059,3
|
78491,1
|
21496,9
|
100318,8
|
274586,9
|
м3/т NH3
|
1356,0
|
838,7
|
973,2
|
5330,6
|
1776,9
|
10275,4
|
Таблица 7.5.
Продувочные газы
Размерность
|
Компоненты
|
Всего
|
NH3
|
CH4
|
Ar
|
H2
|
N2
|
%
|
13,2
|
8,16
|
9,47
|
51,88
|
17,29
|
100
|
м3/ч
|
894,4
|
552,9
|
641,7
|
3515,3
|
1171,7
|
6776
|
кг/ч
|
689,6
|
394,9
|
1145,9
|
313,9
|
1464,6
|
4008,9
|
м3/т NH3
|
19,8
|
12,24
|
14,21
|
7283,
|
25,94
|
150,02
|
Таблица 7.6.
Состав газа перед конденсационной колонной
Размерность
|
Компоненты
|
Всего
|
NH3
|
CH4
|
Ar
|
H2
|
N2
|
%
|
13,2
|
8,16
|
9,47
|
51,18
|
17,29
|
100
|
м3/ч
|
60353,7
|
37330,1
|
43313,3
|
237250
|
79083,2
|
457370,3
|
кг/ч
|
46531,2
|
26664,4
|
71345,2
|
21183
|
98854
|
270577,8
|
м3/т NH3
|
1336,2
|
826,5
|
959,0
|
5252,7
|
1750,9
|
10125,3
|
Таблица 7.7.
Жидкий аммиак из сепаратора
Размерность
|
Компоненты
|
Всего
|
NH3
|
CH4
|
Ar
|
H2
|
N2
|
%
|
98,11
|
0,47
|
0,24
|
0,89
|
0,29
|
100
|
м3/ч
|
18413
|
88
|
45,5
|
166,3
|
55,4
|
18768,2
|
кг/ч
|
14195,9
|
62,9
|
81,3
|
14,8
|
69,3
|
14424,2
|
м3/т NH3
|
107,7
|
1,148
|
1,007
|
3,682
|
1,227
|
415,564
|
Таблица 7.7.
Жидкий аммиак из сепаратора
Размерность
|
Компоненты
|
Всего
|
NH3
|
CH4
|
Ar
|
H2
|
N2
|
%
|
98,87
|
0,25
|
0,13
|
0,56
|
0,19
|
100
|
м3/ч
|
39276,9
|
97,7
|
52,2
|
221,5
|
73,8
|
39722,1
|
кг/ч
|
30281,5
|
69,8
|
13,2
|
19,8
|
92,3
|
30556,6
|
м3/т NH3
|
869,6
|
2,163
|
1,156
|
4,904
|
1,634
|
879,456
|
Тепловой расчёт конденсационной колонны.
Приход тепла.
Тепло, приносимое газом с содержанием аммиака 13,2 % в конденсационную колонну при 40 °С:
МДж/ч
Тепло, приносимое свежим газом:
МДж/ч
Тепло, приносимое газами, содержащими 3,7 % аммиака в конденсационную колонну колону из испарителя при (-5) °С:
МДж/ч
здесь 3570, 4350, 3925 – энтальпии указанных газов при данных условиях. [5]
Расход тепла.
Тепло, уносимое из конденсационной колонны газами:
МДж/ч
Тепло, уносимое в испаритель:
МДж/ч
Тепло, уносимое жидким аммиаком:
МДж/ч
здесь 4200, 3400, 860 – энтальпии отходящих газов при данных условиях. [5]
Приход
|
МДж/ч
|
Расход
|
МДж/ч
|
Тепло, приносимое газами в конденсационную колонну
|
966000
|
Тепло, уносимое газами из конденсационной колонны
|
1185000
|
Тепло, приносимое свежим газом
|
213000
|
Тепло, уносимое газами в испаритель
|
920000
|
Тепло, приносимое газом из испарителя
|
943000
|
Тепло, уносимое жидким аммиаком:
|
17000
|
Всего
|
2122000
|
Всего
|
2122000
|
Расчёт основного аппарата.
Расчёт поверхности теплообменника кожухотрубчатого типа в конденсационной колонне.
Исходные данные:
Внутренний диаметр конденсационной колонны – 2000мм;
Характеристики кожухотрубчатого теплообменника конденсационной колонны:
- Dвнут.=1940 мм;
- Трубы: 14 2 7414 мм;
- Количество труб – 7808;
- Площадь поверхности теплообменника – 2120 м2;
- Количество перегородок – 30;
- Диаметр перегородок – 550 мм.
Расчёт.
Температурный режим в теплообменнике:
30 → 16,5
20 ← 0
tб=10 tм=16,5 [6]
Движущая сила процесса теплообмена:
tср=(tб+tм)/2=(10+16,5)/2=13,25°С
Средняя температура для горячего газа:
tср1 =30+16,5/2=23,25°С
Средняя температура для холодного газа:
tср1=30+16,5/2=23,25°С
Расщитываем коэффициент теплоотдачи для холодного газа.
Объёмный расход горячего газа в рабочих условиях определяется по формуле:
м3/ч
Здесь 1,158 – коэффициент сжимаемости газа при 204 кгс/см2 и 23,25°С.
Площадь поперечного сечения в межтрубном пространстве:
Fор.=0,785*(1,952-780/*0,0142-0,552)=1,9696 м2
где 1,85 – внутренний диаметр теплообменника, м.
Скорость горячего газа в межтрубном пространстве:
м/с
Плотность горячего газа при рабочих условиях
кг/м3
Критерий Рейнольдса:
[5]
Критерий Нуссельта
[6]
При Е4=0,6 [7], получим:
Коэффициент теплоотдачи:
[6]
здесь λ – коэффициент теплопроводности газа при 23,25 °С, равный 159,3*10-3 Вт/(м*К). [6]
Получаем:
Расщитываем коэффициент теплоотдачи для холодного газа.
Объёмный расход холодного газа при рабочих условиях:
м3/ч
Скорость газа в трубах:
м/с
Плотность холодного газа при рабочих условиях:
кг/м3
Критерий Рейнольдса:
[5]
Критерий Нуссельта
Коэффициент теплоотдачи:
[6]
здесь λ=154,1*10-3 Вт/(м*К). [6]
Коэффициент теплопередачи:
Здесь 2800 Вт/(м*К) – тепловая проводимость загрязнений стенок; 46,5 Вт/(м*К) - коэффициент теплопроводности для стали.
Тепловая нагрузка в теплообменнике:
Вт.
Расщётная площадь поверхности теплообмена:
м2.
Запас площади поверхности теплообмена:
%
Запас площади поверхности теплообмена достаточен.
Расчёт диаметра штуцеров.
Диаметр штуцера для входа газа в конденсационную колонну равен:
м.
Принимаем 250 мм.
Диметр штуцера на выходе из конденсационной колонны составляет:
м.
Принимаем 250мм.
Газ, возвращаемый в конденсационную колонну из испарителя, поступает по коаксальной трубе. Внутренний диаметр наружной трубы при этом определяется следующим образом:
м.
Принимаем 40 мм.
Диметр штуцера для подачи свежего газа.
Определяем объёмный расход свежего газа при рабочих условиях:
м3/ч
Получаем диаметр:
м.
Принимаем 150мм.
Уровень жидкого аммиака в колонне примем 3,5 м. Скорость истечения жидкого аммиака равна:
м/с.
Здесь У=0,82 – коэффициент скорости.
Массовый расход сконденсировавшегося жидкого аммиака 30281,5 т/ч, а плотность жидкого аммиака при рабочих условиях – 641,6 кг/м3 [7]. Объёмный расход жидкого аммиака при рабочих условиях составляет:
м/с.
Диаметр штуцера для отвода жидкого аммиака из конденсационной колонны:
м.
Принимаем 50 мм.
Уточняем уровень жидкого аммиака в колонне:
м/с
м.
Механический расчёт
Корпус конденсационной колонны состоит из обечайки и двух эллиптических днищ. Нижнее днище приварное, а верхнее днище укрепляется к корпусу болтовым затвором принудительного уплотнения с пластинчатым плоским обтюратором. Днище изготавливают ковкой, а обечайку – рулонированием из двухслойной стали марок 20Н и 12Х18Н10Т. Спиральный слой выполняют из легированной стали 12ХМ. Расчётная температура 200 °С, давление 22 МПа.
Расчёт толщины обечайки.
Определяем допускаемое напряжение для спиральных слоёв. [4]
где σв, σ0 – предел прочности и текучести для стали 12ХМ, равный соответственно 430 МПа и 217,5 МПа [8]; пв, пт – коэффициенты запаса прочности, соответственно 2,6 и 1,5.
Получим:
МПа
Расчётный диаметр конденсационной колонны составит Dр=2+2*0,015=2,03 м. Здесь 2 – внутренний диаметр конденсационной колонны, 0,015 – толщина гильзы. [4]
Коэффициент толстостенности принимаем равным 1,1626, согласно производственным данным.
Толщину спиральных слоёв определяем, зная допустимое напряжение для гильзы 119 МПа [4]:
S=0,5*Dp*(В-1)=0,5*2,03*(1,1626-1)=0,161 м.
Допускаемое напряжение для рулонного корпуса принимаем 128,6 МПа [4], коэффициент толстостенности для рулонного корпуса составляет 1,185 [4]. Общая толщина обечайки определяется по формуле:
S=0,5*Dp*(В-1)+ Sv+Sт =0,5*2*(1,185-1)+0,015+0,01=0,210 м
здесь Sv= 15 мм – толщина гильзы; Sт=10 мм – прибавка на минусовой допуск.
Таким образом, толщина обечайки составляет 210 мм.
Гидравлический расчёт
Гидравлическое сопротивление в межтрубном пространстве пучков труб, при поперечном омывании их определяется по формуле [7]:
здесь Р=20 МПа, Е=5,83 (коэффициент поперечного омывания), 0,397 и 96,05 – коэффициенты, определяющие расположение труб и шаг между ними.
Получаем:
Па
Гидравлическое сопротивление в трубном пространстве определятся по формуле:
[7]
Здесь l – длинна трубопровода – 741 мм, λ=0,042 – коэффициент трения в трубах при Re=76286, Σξ=2 – коэффициент местных сопротивлений [7]. Используя данные технологического расчёта, получаем:
Па.
Описание основного аппарата.
Конденсационная колонна служит для рекуперации холода газа, выходящего из испарителя аммиака, а также для сепарации жидкого аммиака, сконденсировавшегося в испарителе газа. Корпус конденсационной колонны состоит из обечайки и двух эллиптических днищ. Нижнее днище приварное, а верхнее днище укрепляется к корпусу болтовым затвором принудительного уплотнения с пластинчатым плоским обтюратором. Днище изготавливают ковкой, а обечайку – рулонированием из двухслойной стали марок 20Н и 12Х18Н10Т, при этом ленту толщиной 3-4 мм наматывают на на гильзу толщиной 15 мм в несколько слоёв. Спиральный слой выполняют из легированной стали 12ХМ. Расчётная температура 200 °С, давление 22 МПа.
Основные характеристики:
Внутренний диаметр корпуса 2000 мм.
Толщина корпуса – 210 мм.
Общая высота колонны – 22680 мм.
Высота обечайки – 17000 мм.
Высота слоя жидкого аммиака – 3419 мм.
Время опорожнения колонны – 12 мин 55 сек.
Геометрическая ёмкость колонны – 30000л.
Общий перепад давления – 3,4 кгс/см2.
Насадка конденсационной колонны состоит из кожухотрубчатого теплообменника, служащего для рекуперации холода, и сетки с кольцами Рашига, соплоотбойника, служащего для сепарации жидкого аммиака из газа.
В сепарационной части колонны накапливается слой жидкого аммиака высотой 3419 мм, служащий для промывки свежего газа от следов влаги и углекислоты.
Характеристика теплообменника:
Внутренний диаметр – 1950 мм.
Трубы: 14 2 7414 мм;
- Количество труб – 7808;
- Площадь поверхности теплообменника – 2120 м2;
- Количество перегородок – 30;
- Диаметр перегородок – 550 мм.
Характеристика насадочной части:
Размер элемента - 8 8 1,5 мм.
Свободный объём – 0,64 м3/м3.
Удельная поверхность – 570 м2/м3.
Объём насадки – 5,853 м3.
Внутренний диаметр корзины – 1950 мм.
Автоматизация технологического процесса.
Регулирование расхода газа в колонне синтеза осуществляется при помощи заслонки HCV 606 из ЦПУ с центрально пульта. Температура газа на входе в колонну синтеза поддерживается автоматически при помощи оборудования ТПСА-601. Регулирование подачи газа по бойпасу осуществляется автоматически на позициях Т1ПС-604, Т1ПС-605 и Т1ПС-608 по температуре в катализаторных слоях колонны синтеза.
Максимальная температура газа стабилизируется в ЦПУ ТПА-613, также стабилизируется максимальная температура подогреваемой воды ТПА-625. Управление подачей подогретой воды производится из ЦПУ с помощью клапана HCV 607. Уровень аммиака в аппарате поддерживается системой автоматического регулирования ИПСА-610 для подачи аммиака в сборник поз.610. [3]
Уровень в сборнике поддерживается автоматическим регулятором ИПСА-605, при максимальном значении уровня открывается очистной клапан HCV 608 для выдачи жидкого аммиака в аварийное хранилище.
В сепараторе поз 621 и конденсационной колонне поз. 605 автоматически поддерживается уровень жидкого аммиака при помощи регуляторов поз. 601,602,603, 604.Предусмотрена сигнализация при максимуме, минимуме, и аварийная сигнализация максимум-минимум. Предусмотрен автоматический регулятор на позю603 для поддержки давления в сборнике жидкого аммиака. С помощью постоянной продувки клапаном позиции PIC-601 поддерживается давление в агрегате синтеза аммиака.
В конденсационной колонне поз.611 автоматически поддерживается уровень жидкого аммиака и продувочных газов на поз.606. [3]
Для предотвращения прорыва газа из конденсационной колонны в сборник жидкого аммиака поз. 610, а также переброса жидкого аммиака из колонны в линию продувочных газов предусмотрена автоматическая сигнализация и блокирующая заглушка на поз. 606, позволяющая очистить линию спуска жидкого аммиака при минимальном уровне в конденсационной колонне.
В испарителях продувочных газов автоматически поддерживается уровень жидкого аммиака регуляторами поз. 608 и 609.
Предусмотрена автоматическая защитная блокировка подогревателя путём закрытия клапана поз 605 на подаче природного газа в подогреватель синтез-газа поз. 607. Минимальный расход азото-водородной смеси регулируется поз 606. [3]
Уровень жидкого аммиака в расширительных сосудах поз. 916, 917 автоматически регулируется приборами этих же позиций. Давление в расширительном сосуде поддерживается регулятором поз.916 и 917. [3]
Необходимое количество жидкого аммиака для цехов АС/АК-72М и карбамида обеспечивается регуляторам поз 910,911 и 913.
Давление в изотермическом хранилище поддерживается регулятором поз. 901.
Охрана труда и окружающей среды.
В производстве аммиака имеются выбросы газов в атмосферу и сточные воды, а также присутствуют твёрдые отходы.
Выбросы в атмосферу делятся следующим образом:
постоянные выбросы газов, обусловленные нормальным ведением технологического процесса;
периодические выбросы газов в период пуска и остановки производства;
Периодические выбросы газов, обусловленные нарушением технологического процесса.
В производстве аммиака имеются постоянные выбросы газов, содержащие вредные примеси:
- дымовые газы после прогорания природного газа;
- дымовые газы после трубчатой печи;
- чистые и грязные фракции СО2;
- дымовые газы пускового подогревания.
Вредными веществами в выбрасываемых дымовых газах являются сернистый ангидрит, окислы азота, окись углерода, метилдиэтаноамин и сероводрод.
Периодически при пуске установки или нарушении технологического режима предусмотрено сжигание газов в факельной шахте, для предотвращения загрязнений атмосферы.
Сточные воды.
Для обеспечения надёжности водяных ресурсов при аварийных случаях и остановках на ремонт предусмотрено наличие аварийных и дренажных ёмкостей. Все вредные смеси направляются на очистительные сооружения. Сбросы после химической очистки и метилдиэтаноламиновой очистки перекачиваются в накопительные ёмкости и далее на очистительные сооружения. Сливов, содержащих аммиак, в блоке синтеза не имеется.
Твёрдые отходы отработанных катализаторов направляются на специальные склады для хранения.
Таблица 9.1.
Выбросы в атмосферу при синтезе аммиака
П/п
|
Наименование выбросов
|
Объём, м3
|
Периодичность
|
Температура, °С
|
1
|
Дымовые газы после трубчатой печи
|
848000
|
постоянно
|
220
|
2
|
Дымовые газы после подогревателя природного газа
|
340000
|
постоянно
|
250
|
3
|
Дымовая труба пускового подогревателя
|
290000
|
Во время пуска
|
850
|
4
|
Циркуляционный газ из агрегата синтеза
|
2160000
|
При пуске, остановке и аварии
|
50
|
В проектируемом цехе подразумевается наличие прямоточно-вытяжной вентиляции, достаточной освещенности для создания хороших условий труда. а именно в рабочем, административном корпусах и ЦПУ – не менее 20 лк.
Предусмотрен систематический контроль воздуха рабочей зоны на содержание в нём токсичных и концерогенных веществ.
В производственных помещениях установлены газоанализаторы с выводом сигнализации на ЦПУ и в диспетчерскую предприятия.
Кроме того, предусмотрена ручная система сигнализации на содержание в воздухе запаха аммиака.
Экономическое обоснование.
Расчёт эффективного фонда рабочего времени.
Для производства аммиака заданной производительности необходимо эффективное рабочее время.
Производственная мощность цеха определяется по формуле:
М=П*Тэф*N
Где П- часовая производительность оборудования, Тэф – эффективное рабочее время, N – количество оборудования.
Эффективное рабочее время оборудования определяется по формуле:
Тэф=Ткал-Трем-То-Тр.о.-Тпуск.
здесь Ткал – 365*24=8760 часов – календарное рабочее время; То – аварийная остановка – 0 часов; Тр.о. – рабочая плановая остановка, 3*24=72 часа; Тпуск= 40 часов – время, отводимое на пуск установки; Трем – время затрачиваемое на ремонт – (25*24)+(4*16)+(8*8) часов.
Получаем:
Тэф=(8760-72-40-600-64-64)/24=330 дней
Коэффициент полезного действия
φ=330/364=0,904
Таким образом, в производстве аммиака эффективный фонд рабочего времени 330 дней.
Расчёт капитальных затрат.
Таблица 10.1.
Сметная стоимость зданий и сооружений.
-
№
|
Наименование
|
Цена
|
Амор. норма
|
Год ввода в эксп.
|
Месячная амортизация
|
Износ с начала эксп.
|
Стоимость
|
1
|
Котельная
|
133034221
|
5
|
1982
|
277154,63
|
105762205
|
27272016
|
2
|
Блоки 1-9
|
676176609
|
5
|
1982
|
537560,405
|
488568027,7
|
187608581,3
|
3
|
Здание произ. воды
|
55017873
|
5
|
1982
|
114620,57
|
43078994
|
11938879
|
4
|
Блок компр.
|
22891141
|
5
|
1982
|
47273,21
|
18697408
|
3993642
|
5
|
Корпус блока А
|
37945596
|
5
|
1982
|
79053,33
|
31267172
|
6678424
|
6
|
Корпус произ.
|
56068431
|
5
|
1982
|
0
|
56068431
|
-
|
Всего
|
-
|
981133871
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Таблица 10.2.
Сметная стоимость оборудования
-
№
|
Наименование
|
Кол.
|
Цена
|
Стоимость
|
1
|
Колонна синтеза
|
1
|
1044531300
|
1044531300
|
2
|
Паросборник
|
1
|
8865054
|
8865054
|
3
|
Конвертор СО 1 ст.
|
1
|
21343894
|
21343894
|
4
|
Под. пиш. воды
|
1
|
54497617
|
54497617
|
5
|
Конвертор СО 2 ст.
|
1
|
61868953
|
61868953
|
6
|
Аппарат сепар.
|
1
|
4379390
|
4379390
|
7
|
Аппарат сероочист.
|
2
|
7820706
|
15641412
|
8
|
Под. прир. газа
|
1
|
1942782
|
1942782
|
9
|
Конвертер метана
|
1
|
143482504
|
143482504
|
10
|
Вспомогат. печь
|
1
|
136690490
|
136690490
|
11
|
Испаритель жид. ам.
|
1
|
10487803
|
10487803
|
12
|
Конденс. колонна
|
1
|
7510792
|
7510792
|
13
|
Конденс. колонна
|
1
|
1301809
|
1301809
|
14
|
Подогр. вода
|
1
|
8297392
|
8297392
|
15
|
Сепаратор
|
1
|
1471316
|
1471316
|
16
|
Выносной теплооб.
|
1
|
12363924
|
12363924
|
17
|
Исп. жтд. ам.
|
1
|
14220005
|
14220005
|
18
|
Насос центр.
|
2
|
13506108
|
27012216
|
19
|
Абсорбер
|
1
|
30916606
|
30916606
|
20
|
Реген. ректиф.
|
2
|
9588112112
|
19176224100
|
21
|
Компрессор
|
1
|
768359586
|
768359586
|
22
|
Компрессор
|
1
|
1226135121
|
1226135121
|
23
|
Котёл-утил.
|
1
|
211394268
|
211394268
|
24
|
Котёл-утил.
|
1
|
348033008
|
348033008
|
25
|
Труб. печь
|
1
|
8918507108
|
8918507108
|
|
Всего
|
27
|
-
|
32388265100
|
Общая стоимость основных фондов:
А1=32388265100 сум.
Стоимость оборудования не вошедшего в указанный список:
А2=32388265100*1,05=34007678355 сум.
Стоимость монтажа оборудования:
А3=34007678355*0,05=1700383918 сум.
Стоимость транспортирующих средств, электрообрудования, КИПиА:
А4=34007678355*0,18=6121382104 сум.
Стоимость технологических трубопроводов:
А5=34007678355*0,05=1700383918 сум.
Прочие производственные расходы:
А6=34007678355 сум.
Стоимость всего оборудования и установок в цехе:
А=ΣА(2÷6)=77537506650 сум.
Амортизация производственных фондов.
Таблица 10.3
Амортизационные отчисления основных фондов
№
|
Наименование
|
Кол
|
Сумма
|
Амортизация
|
1
|
Здания и сооружения
|
6
|
981133871
|
49056693,5
|
2
|
Оборудование
|
27
|
77537506650
|
11630625997,5
|
|
Всего
|
33
|
78518640521
|
11679682691
|
Таблица 10.4
Расчёт годового эффективного рабочего времени производственного персонала
№
|
Наименование
|
Непрерывный
режим работы
|
Периодический
режим работы
|
1
|
Годовое календарное время
|
365
|
365
|
2
|
Нерабочие дни:
Отдых
Праздник
Всего
|
91
-
91
|
104
8
112
|
3
|
Норм. фонд рабочего времени
|
274
|
253
|
4
|
Плановые нерабочие дни
Отпуск
Больничный
Государственный
Прочие
Всего
|
27
5
1
1
34
|
24
2
1
1
38
|
5
|
Эффективное рабочее время
|
1920 часов
|
1845 часов
|
6
|
Внерабочий коэф.
|
1,14
|
1,12
|
Таблица 10.5
Определение количества работающих в технологическом процессе.
№
|
Наименование должности
|
Гр.см.
|
Пр.см.
|
Р
|
Кол
|
Кол. зам.
|
Кол. раб.
|
Кс
|
Штат
|
В см.
|
В сут.
|
1
|
Опер. пульта управ.
|
4
|
8
|
7
|
1
|
3
|
1
|
4
|
1,14
|
5
|
2
|
Опер. д.п.у. конверсии
|
4
|
8
|
6
|
2
|
6
|
2
|
8
|
1,14
|
9
|
3
|
Опер. д.п.у. синтеза
|
4
|
8
|
6
|
2
|
6
|
2
|
8
|
1,14
|
9
|
4
|
Опер. д.п.у. МДМЭА очистки
|
4
|
8
|
6
|
3
|
9
|
3
|
12
|
1,14
|
14
|
5
|
Опер. д.п.у. компрессии
|
4
|
8
|
6
|
3
|
3
|
3
|
12
|
1,14
|
14
|
6
|
Опер. скл. ж. ам.
|
4
|
8
|
6
|
1
|
9
|
1
|
4
|
1,14
|
5
|
7
|
Опер. котель
|
4
|
8
|
5
|
4
|
3
|
4
|
16
|
1,14
|
18
|
8
|
Аппарат. подог. сырья
|
4
|
8
|
5
|
1
|
12
|
1
|
4
|
1,14
|
5
|
9
|
Маш. комп. уст.
|
4
|
8
|
5
|
1
|
3
|
1
|
4
|
1,14
|
5
|
10
|
Маш. комп. уст. с ф. клад.
|
4
|
8
|
5
|
1
|
3
|
1
|
4
|
1,14
|
5
|
11
|
Машинст. пожаротуш.
|
4
|
8
|
5
|
1
|
3
|
1
|
4
|
1,14
|
5
|
12
|
Аппар. обессаливания
|
4
|
8
|
4
|
1
|
3
|
1
|
4
|
1,14
|
5
|
13
|
Аппар. подготовки сырья
|
4
|
8
|
4
|
1
|
3
|
1
|
4
|
1,14
|
5
|
14
|
Машинсит нас. уст.
|
4
|
8
|
4
|
2
|
6
|
2
|
8
|
1,14
|
9
|
|
Всего
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
113
|
Таблица 10.6
Штатное расписание рабочих.
№
|
Наименование
|
кол
|
Р
|
Тарифная ствка
|
1
|
Слесарь ремонтник
|
33
|
6
|
1190-60
|
2
|
Электросварщик
|
2
|
6
|
1106-82
|
3
|
Сл. рем. с функц. маш. крана
|
5
|
5
|
1106-82
|
4
|
Слесарь ремонтник
|
10
|
5
|
1190-66
|
5
|
Слесарь ремонтник механник
|
1
|
5
|
1106-12
|
6
|
Электромонтёр по рем.
|
9
|
6
|
1190-82
|
7
|
Электромонтёр по рем.
|
9
|
5
|
1106-82
|
8
|
Электромонтёр по обслуж.
|
5
|
6
|
1190-66
|
9
|
Электромонтёр по обслуж.
|
1
|
5
|
1190-66
|
10
|
Слесарь КИПиА
|
11
|
5
|
1190-66
|
11
|
Слесарь КИПиА
|
4
|
6
|
1106-82
|
12
|
Слесарь КИПиА (деж)
|
4
|
5
|
1190-66
|
13
|
Сл. рем. КИПиА
|
2
|
5
|
1106-82
|
14
|
Лаборант хим. анализа
|
18
|
5
|
896-71
|
|
Всего
|
112
|
-
|
-
|
Таблица 10.7
Годовой фонд заработной платы, работающих в технологическом процессе.
№
|
Ниаменование
|
Р
|
Ставка
|
Кол
|
ГФРВ
|
Фонд зарпл.
|
Год. фонд
|
Страх. отчисл
|
1
|
Опер. пульта управ.
|
7
|
2110,735
|
5
|
1920
|
2311056
|
10787135
|
1510199
|
2
|
Опер. д.п.у. конверсии
|
6
|
1196,10
|
9
|
1920
|
20668608
|
35056268
|
4907877
|
3
|
Опер. д.п.у. синтеза
|
6
|
1196,10
|
9
|
1920
|
20668608
|
35056268
|
4907877
|
4
|
Опер. д.п.у. МДМЭА очистки
|
6
|
1196,10
|
14
|
1920
|
32151168
|
54583306
|
7641663
|
5
|
Опер. д.п.у. компрессии
|
6
|
1196,10
|
14
|
1920
|
32151168
|
54583306
|
7641663
|
6
|
Опер. скл. ж. ам.
|
6
|
1196,10
|
5
|
1920
|
11482560
|
17678358
|
2474970
|
7
|
Опер. котель
|
5
|
1111,88
|
18
|
1920
|
10674048
|
18121420
|
2536998
|
8
|
Аппарат. подог. сырья
|
5
|
1111,88
|
5
|
1920
|
38426573
|
65237113
|
9133196
|
9
|
Маш. комп. уст.
|
5
|
1111,88
|
5
|
1920
|
10674048
|
18121420
|
2536198
|
10
|
Маш. комп. уст. с ф. клад.
|
5
|
1111,88
|
5
|
1920
|
10674048
|
18121420
|
2536198
|
11
|
Машинст. пожаротуш.
|
5
|
1111,88
|
5
|
1920
|
10674048
|
18121420
|
2536198
|
12
|
Аппар. обессаливания
|
4
|
1027,65
|
5
|
1920
|
9865440
|
5896655,7
|
825531,8
|
13
|
Аппар. подготовки сырья
|
4
|
818,72
|
5
|
1920
|
7956288
|
18507786
|
189090
|
14
|
Машинсит нас. уст.
|
4
|
1027,65
|
9
|
1920
|
985440
|
5896688
|
125531,8
|
|
Всего
|
-
|
-
|
113
|
-
|
-
|
339217891
|
47490504
|
Таблица 10.8
Годовой фонд заработной платы рабочих.
№
|
Наименование
|
Р
|
Ставка
|
Кол
|
Раб. врем.
|
Фонд з.п.
|
Год. фонд
|
Страх. отчисл.
|
1
|
Слесарь ремонтник
|
6
|
1190-60
|
33
|
1845
|
72403334
|
121239609
|
16973545
|
2
|
Электросварщик
|
6
|
1106-82
|
2
|
1845
|
4084165
|
7882440
|
1103541
|
3
|
Сл. рем. с функц. маш. крана
|
5
|
1106-82
|
5
|
1845
|
10210414
|
16642975
|
2330016
|
4
|
Слесарь ремонтник
|
5
|
1190-66
|
10
|
1845
|
21867677
|
67020243
|
3782834
|
5
|
Слесарь ремонтник механник
|
5
|
1106-12
|
1
|
1845
|
2042083
|
19256845
|
2695858
|
6
|
Электромонтёр по рем.
|
6
|
1190-82
|
9
|
1845
|
19770909
|
68978506
|
9656991
|
7
|
Электромонтёр по рем.
|
5
|
1106-82
|
9
|
1845
|
18378746
|
64121403
|
8976996
|
8
|
Электромонтёр по обслуж.
|
6
|
1190-66
|
5
|
1845
|
10983838
|
46132120
|
6458497
|
9
|
Электромонтёр по обслуж.
|
5
|
1190-66
|
1
|
1845
|
2196768
|
20715520
|
2900173
|
10
|
Слесарь КИПиА
|
5
|
1190-66
|
11
|
1845
|
24164445
|
80401699
|
11256238
|
11
|
Слесарь КИПиА
|
6
|
1106-82
|
4
|
1845
|
8168332
|
13722798
|
13722798
|
12
|
Слесарь КИПиА (деж)
|
5
|
1190-66
|
4
|
1845
|
8787071
|
14607595
|
2045063
|
13
|
Сл. рем. КИПиА
|
5
|
1106-82
|
2
|
1845
|
4084116
|
7882440
|
1103542
|
14
|
Лаборант хим. анализа
|
5
|
896-71
|
18
|
1845
|
29779739
|
44239456
|
6197524
|
|
Всего
|
-
|
-
|
112
|
-
|
-
|
552843649
|
77898111
|
Таблица 10.9
Годовой фонд заработной платы руководителей, специалистов и технических работников.
№
|
Наименование
|
Кол
|
Оклад
|
Год. Фонд
|
Страх. отчис.
|
1
|
Нач. цеха
|
1
|
324186
|
392650
|
1169060
|
2
|
Нач. смены
|
5
|
254577
|
3354701
|
1341881
|
3
|
Зам. нач. по тех.
|
1
|
276715
|
2646426
|
1458570
|
4
|
Нач. отдел. МДЭМ
|
1
|
240879
|
2914636
|
1165854
|
5
|
Нач. отд. синтеза
|
1
|
240879
|
2914636
|
1165854
|
6
|
Энергетик
|
1
|
254577
|
3080382
|
1232153
|
7
|
Механник
|
3
|
240879
|
2914636
|
1165854
|
8
|
Нач. лабор.
|
1
|
221608
|
2621487
|
1072683
|
9
|
Ст. маст. по рем.
|
2
|
218599
|
3222650
|
1165854
|
10
|
Маст. электр.
|
2
|
221608
|
3354701
|
1072583
|
11
|
Маст. по спецпож.
|
1
|
221608
|
3080382
|
1018019
|
12
|
Инженер по рем.
|
2
|
221608
|
2681457
|
1072583
|
13
|
Маст. по рем.
|
3
|
221608
|
2681457
|
1072583
|
14
|
Инженер 1 кат.
|
1
|
221608
|
2681457
|
1072583
|
15
|
Инженер технол.
|
1
|
218599
|
2604548
|
1058019
|
16
|
Экономист
|
1
|
215071
|
2602359
|
1048943
|
17
|
Инженер хим ан.
|
5
|
221608
|
2681457
|
1072583
|
|
Всего
|
32
|
|
49643901
|
19857560
|
Таблица 10.10
Расход на эксплуатацию и хранение.
№
|
Статья
|
Сумма
|
1
|
Расходы на эксплуатацию и хранение
|
4913631632
|
2
|
Амортизация оборудования
|
11630625998
|
|
Всего
|
16554257670
|
Таблица 10.11
Цеховые расходы.
№
|
Статья
|
Сумма
|
1
|
Руковод., спец. и тех. раб.
|
49643901
|
2
|
Рабочие
|
552843645
|
3
|
Страхов. отчисл. 1
|
19857560
|
4
|
Страхов. отчисл. 2
|
77398111
|
5
|
Ремонт зданий и сооруж.
|
49056693
|
6
|
Эксплуатац. и хранение оборуд.
|
9811338
|
7
|
Амортизация
|
49056693
|
8
|
Охрана труда и окр. ср.
|
242300384
|
9
|
Прочие расходы
|
161533589
|
|
Всего
|
1211501920
|
Таблица 10.12
Калькуляция производства аммиака.
№
|
Статья
|
Ед. изм.
|
кол
|
Цена
|
Сумма
|
I
|
Сырьё и мат.
|
|
|
|
|
1
|
Вода
|
Т
|
0,000026
|
1128271
|
10493733
|
2
|
Кислота серная
|
Т
|
0,00007
|
82780
|
2072860
|
3
|
МДЭА
|
Кг
|
0,23
|
5641
|
464154506
|
4
|
Природный газ
|
М3
|
1450
|
83
|
43336883700
|
5
|
Трикальцийфосфат
|
т
|
0,00009
|
3461261
|
111434610
|
|
Всего
|
|
|
|
43925039410
|
II
|
Вспомогательные материалы
|
|
|
|
|
1
|
Смола
|
кг
|
0,07
|
32365
|
20390040
|
2
|
Антивспениватель
|
кг
|
0,007
|
17263
|
810437804
|
3
|
НИАП-03-01
|
кг
|
0,004
|
18832
|
24701782
|
4
|
Гидразин
|
кг
|
0,02
|
37529
|
134737384
|
5
|
ЧПС-03
|
кг
|
0,0023
|
7198
|
30877349
|
6
|
ГИАП-8
|
кг
|
0,2
|
12857
|
515010199
|
7
|
G3S
|
кг
|
0,076
|
4230
|
349546368
|
8
|
Ку2-8
|
кг
|
0,025
|
10613
|
37833272
|
9
|
Масло компресс.
|
кг
|
0,037
|
16872048
|
140425273
|
10
|
Масло турбин.
|
кг
|
0,0001
|
537398
|
19223818
|
11
|
НКМ-1
|
кг
|
0,00015
|
62131
|
28835727
|
12
|
НТК-4
|
кг
|
0,042
|
21967
|
933478267
|
13
|
НИАП01-018
|
кг
|
0,18
|
8941
|
1414483992
|
14
|
НСО-С
|
кг
|
0,013
|
3000
|
415579659
|
15
|
1А1С
|
кг
|
0,045
|
3280
|
52800759
|
16
|
Селикагель
|
кг
|
0,007
|
3200
|
8012928
|
17
|
Уголь активир.
|
кг
|
0,01
|
18500
|
6678200
|
|
Всего
|
|
|
|
4628611820
|
III
|
Энергетические ресурсы
|
|
|
|
|
1
|
Азот
|
м3
|
60
|
252,6
|
5421604320
|
2
|
Вода ум.
|
м3
|
5,24
|
301,4
|
565447832,8
|
3
|
Вода обес.
|
м3
|
4,3
|
5985,75
|
9207256707
|
4
|
Электроэнергия
|
кВт/ч
|
192,5
|
77,29
|
6323380346
|
|
Всего
|
|
|
|
20517689100
|
IV
|
Зарплата рабочих
|
сум
|
|
|
339217891
|
V
|
Страх. отчисл.
|
сум
|
|
|
47490504
|
VI
|
Эксплуат. оборуд.
|
сум
|
|
|
16554257670
|
VII
|
Цеховые расх.
|
сум
|
|
|
1211501920
|
|
Себестоимость
|
сум
|
|
|
87223808320
|
Таблица 10.13
Технико-экономические показатели.
№
|
Наименование
|
Ед. изм.
|
Показатели
|
1
|
Мощность производства
|
т/год
|
357720
|
2
|
Работающие в тех.
|
Чел.
|
113
|
3
|
Рабочие
|
Чел.
|
112
|
4
|
Руководители
|
Чел.
|
39
|
5
|
Зарплата рабочих
|
Сум/год
|
339217891
|
6
|
Средняя зар. плата в тех.
|
Сум/год
|
3001928
|
7
|
Средняя зар. плата 1 раб.
|
Сум/год
|
3567066
|
8
|
Амортизация
|
Сум/год
|
11679682691
|
9
|
Себестоимость
|
Сум
|
87223808320
|
10
|
Цеховая прибыль
|
Сум
|
26167215000
|
11
|
Рентабельность
|
%
|
21,4
|
12
|
Производительность труда
|
т/(чел*год)
|
3167,7
|
13
|
Произ. труда по себест.
|
Сум/(чел*год)
|
330393213,3
|
14
|
Срок окупаемости
|
год
|
4,7
|
11. Активная инвестиционная политика в области модернизации предприятий, техническому и технологическому перевооружению, а также развитие новых производств, основанных на высоких технологиях
В результате активной инвестиционной политики ,проводимой в нашей стране в 2011 году были освоены капитальные вложения стоимостью более 10 млрд. 800 мил. долларов [11]. В ежегодном росте объёма инвестиций, вкладываемых в нашу экономику, необходимо отметить важное значение имеющихся в стране инвестиционных условий и удобств инвестиционного климата. При этом будет уместно подчеркнуть следующие основные факторы:
политическая стабильность;
развитие рациональной экономики стабильными темпами;
географическая и геополитческая предрасположенность;
наличие развитой инфраструктуры;
выгодная налоговая и молодёжная политика;
наличие высококвалифицированной рабочей силы.
Произошли коренные изменения в области источников, привлекаемых в экономику страны, инвестиций и их использования.
Если основываться на структуре источников финансирования в 2011 году в общем объёме инвестиций доля средств государственного бюджета составляла 5,1 %, иностранных инвестиций – 25,3 %, средств предприятий и населения – 49%, средств, привлечённых из других источников – 20,6 % [11].
В 2011 году за счёт различных источников финансирования были сданы в использование 1006 производственных объектов, имеющих 14084 рабочих мест.
В результате проведения систематических работ и продуманной инвестиционной политики в 2011 году введены в использование десятки современных предприятий.
Активно ведутся монтажно-строительные работы по осуществлению таких крупных проектов, как возведение паро-газовой установки на Навоийской тепловой электростанции, третьего направления газопровода между Узбекистаном и Китаем.
Развитие химической промышленности напрямую связано с деятельностью государственной акционерной компании «Узкимсаноат». Эта компания имеет два основных направления:
Организация современных производств химической продукции и реализация проектов по реализации имеющихся производств с привлечением инвестиций зарубежных инвесторов;
Привлечение иностранных инвесторов в процессы приватизации и разгосударствления ведущих химических предприятий Узбекистана.
Вывод
В дипломном проекте был спроектирован цех производства аммиака производительностью 357720 т/год. При этом был детально разработан аппарат – конденсационная колонна с основными характеристиками: Внутренний диаметр корпуса 2000 мм, Толщина корпуса – 210 мм, Общая высота колонны – 22680 мм, Высота обечайки – 17000 мм, Высота слоя жидкого аммиака – 3419 мм, Время опорожнения колонны – 12 мин 55 сек, Геометрическая ёмкость колонны – 30000л, Общий перепад давления – 3,4 кгс/см2.
Насадка конденсационной колонны состоит из кожухотрубчатого теплообменника, служащего для рекуперации холода, и сетки с кольцами Рашига, соплоотбойника, служащего для сепарации жидкого аммиака из газа.
В сепарационной части колонны накапливается слой жидкого аммиака высотой 3419 мм, служащий для промывки свежего газа от следов влаги и углекислоты.
Характеристика теплообменника: Внутренний диаметр – 1950 мм, Трубы: 14 2 7414 мм; Количество труб – 7808; Площадь поверхности теплообменника – 2120 м2; Количество перегородок – 30; Диаметр перегородок – 550 мм.
Характеристика насадочной части: Размер элемента - 8 8 1,5 мм, Свободный объём – 0,64 м3/м3, Удельная поверхность – 570 м2/м3, Объём насадки – 5,853 м3, Внутренний диаметр корзины – 1950 мм.
В ходе проектирования основного аппарата я пришёл к выводу, что производительность цеха зависит только от колонны синтеза, а конденсационная колонна является вспомогательным оборудованием.
Но функция этого аппарат очень велика, поскольку колонна одновременно выступает в качестве теплообменника, сепаратора и промывателя.
Литература
И.А. Каримов «По пути модернизации страны и устойчивого развития экономики», Т.16 – Т.: Узбекистан, 2008 – 280 с.
Синтез аммиака. – Под редакцией Л.Д. Кузнецова, М.: Химия 1982 – 296 с.
Постоянный технологический регламент цеха «Аммиак 3» предприятия ОАО «Fargʼonaazot»
А.И. Тетеревков «Оборудование заводов неорганических веществ», М.: Высшая школа 1981 – 335 с.
Справочник азотчика, I том. М.: Химия 1967 – 492 с.
В.И. Атрошенко «Методы расчёта по технологии связанного азота», Киев: Высшая школа, 1987 – 312 с.
К.Ф. Павлов и др., «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии», М.: Химия, 1986 – 575 с.
Сосуды и аппараты – ГОСТ 14249-89, издательство стандартов, Москва 2007.
Справочник азотчика, II том. М.: Химия 1967 – 492 с.
Д.Л. Дытнерский «Основные процессы и аппараты химической технологии», М.: Химия 1991 – 496 с.
www.zieonet.uz
www.usfu.ru
www.books.uz
www.fwipx.uz
www.spreaw.uz
Do'stlaringiz bilan baham: |