Получение акролеина газофазным окислением пропилена кислородом воздуха

10 Расчёт вспомогательного оборудования

1) Подбор холодильника реакционных газов после реактора.

Подбор теплообменной аппаратуры проводится по основному уравнению теплопередачи:

где Q – тепловая нагрузка на теплообменный аппарат, Вт

Кор – ориентировочное значение коэффициента теплопередач

и, Вт/(м2 · К)

– средняя движущая сила процесса теплообмена, °С

Согласно п.3.9, тепловая нагрузка на холодильник составляет:

Qx = 19243,4 кВт; Кор = 60 Вт/(м2 · К)

Среднюю движущую силу определяем из температурных схем движения теплоносителей:

380

50

°С

Подставив полученные значения в уравнение теплопередачи, получим:

Согласно ГОСТ 15518-78 выбираем теплообменник марки ТК с F = 2800 м2, D = 1800 мм, L = 9 м, dнар = 25 * 2 мм, n = 3670

2) Подбор вентилятора для подачи газовой смеси в реактор

Подбор вентилятора сводится к определению мощности двигателя вентиляционной установки. Мощность N (кВт), расходуемая вентиляционной установкой, определяется по формуле:

где Q – подача вентилятора, м3/с

Р – давление, создаваемое вентилятором, Па

η – общий КПД установки

η = ηв · ηп · ηдв

ηв – КПД вентилятора, ηв = 0,8

ηп – КПД передачи, ηп = 0,98

ηдв – КПД двигателя, ηдв = 0,96

η = 0,8 · 0,98· 0,96 = 0,75

Q = 0,0847 м3/с – объёмный расход исходной реакционной смеси,

Р = 0,1 МПа

Установочная мощность электродвигателя определяют по формуле:

где – коэффициент запаса мощности, принимаемый по таблице 4.1.

По таблице 4.2. выбираем вентилятор Ц-4-68 с N = 15 кВт и Q = 400 м3/ч.

11 Основные специфические вредности в производстве и меры защиты от них

Производство акролеина является взрывоопасным и токсичным. Основными факторами, определяющими степень пожарной опасности химических производств, являются температура вспышки и предел взрываемости газообразных применяемых веществ.

Пределы взрываемости пропилена: 2% об. (нижний) и 11,1% об (верхний); акролеина: 2,8% об (нижний) и 31% об (верхний). Так как нижние пределы этих веществ меньше 10% об, то по степени пожароопасности производство относится к категории А, поэтому помещение цеха должно находиться в одноэтажном здании. Кроме того, пропилен, акролеин, оксид и диоксид углерода являются токсичными веществами.

Акролеин сильно раздражает слизистые оболочки, обладает слабым наркотическим действием. При вдыхании небольших концентраций – жжение в глазах, слезотечение, отек век, кашель и т.д. При больших концентрациях факторы проявляются сильнее, кроме того появляются легкое головокружение, боли в животе, тошнота. В тяжелых случаях – замедление пульса, похолодание конечностей, приглушенные тоны сердца. Вдыхание акролеина 0,35мг/л в течение 10 мин для человека смертельно, пороговая концентрация по рефлекторному действию 0,00005мг/л. ПДК=2,0мг/л. Запах пропилена ощутим при 0,0173-0,024мг/л. Концентрация 15% вызывает потерю сознания через 30 мин, 24% – через 3 мин, 35-40% – через 20 сек. Действует как сильный наркотик, поражает печень, нарушает кровообращение, возникают приступы головной боли, потемнение в глазах. Действует на кожу мало выражено. ПДК 50мг/л.

Угарный газ (СО) – вытесняет кислород оксигемоглобина, нарушает тканевое дыхание, влияет на деятельность печени, сердца, мозга. Влияет на углеводный обмен, повышает уровень сахара. При вдыхании небольших концентраций (до 1мг/л) – тяжесть и сдавливание головы, головокружение, шум в ушах и т.д. Больше всего от отравления страдает ЦНС. ПДК – 20мг/м3.

Углекислый газ – наркотик, раздражает кожу и слизистые ,изменяет функцию дыхания и кровообращения, вызывает головную боль и учащение сердцебиения, повышение кровяного давления. ПДК в воздухе рабочей зоны не установлено (в США 9000мг/м3).

Во избежание отравления необходимо соблюдать меры безопасности:

- Борьба с выделением паров акролеина;

- Удаление их с места образования;

- Надлежащая вентиляция;

- Использование изолирующих противогазов марки А;

- Герметизация оборудования;

- Использование автоматических приборов и сигнализирующих устройств на случай опасности;

- Обязательный медосмотр 1 раз в год;

- В качестве профилактики приметь витамины комплекса В.

Ещё желательно исключить попадание этих веществ в окружающую среду. Для этого из отходящих газов вначале рекуперируют ценные вещества, то есть нужно создать малоотходные технологии, которые исключат попадание вредных веществ в окружающую среду в количествах выше санитарных норм. Так же нужно дополнить технологию системой замкнутого водооборота, при которой технологические и сточные воды после соответствующей обработки и очистки вновь возвращают в производство. Несмотря на дополнительные и капитальные затраты. Создание и эксплуатация очистных сооружений экономически оправдывается.

12 Экономика и организация производства

По условиям материального баланса для производства 1081,522 кг/т акролеина, необходимо затратить 1306,386 кг/т пропилена.

Стоимость пропилена 17 руб/кг. Так как в качестве второго реагента принимаем атмосферный воздух, тогда стоимость сырья равна стоимости затрачиваемого пропилена:

Учитывая, что себестоимость сырья составляет 60% полной себестоимости, найдем полную себестоимость акролеина:

(37,01 руб за 1 кг акролеина)

Для расчета оптовой цены акролеина и полученной прибыли берем норматив рентабельности 25%:

Где: R- рентабельность, %

П – прибыль, руб/т (руб/кг)

С – себестоимость, руб/кг

 Скачать реферат