Проектирование оборудования узла получения метанола

Так как часть помещений относится к «помещениям с повышенной опасностью» то в них необходимо применять электрооборудование во взрывобезопасном исполнении.Степень огнестойкости зданий согласно СП 112.13330.2011–II.Ширина санитарно-защитной зоны для производства метилового спирта составляет 500 м (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03).Категория зданий по молниезащите согласно РД 34.21.122-87 –II.Предусмотрены следующие виды защиты от поражения молнией:-молниеприемники, установленные на зданиях;-заземление технологических аппаратов.4.4 Санитарно-гигиеническая характеристика производстваВ связи с тем, что основная часть технологического оборудования расположена на открытой площадке, то обслуживающий персонал большую часть времени проводит на открытом воздухе при различных погодных условиях. Поэтому необходимо предусмотреть, чтобы в помещениях были допустимые параметры микроклимата, которые будут способствовать поддержанию работоспособности персонала. В цехе в основном осуществляются работы со 2 а категорией по уровню энергозатрат 175-232 Вт. Допустимые параметры микроклимата (СанПиН 1.2.3685-21) приведены в таблице 4.3.Таблица 4.3 – Допустимые параметры микроклиматаПериод годаКатегория работ по энергозатратамТемпература воздуха, °СТемпература поверхностей, °СОтносительная влажность воздуха %Скорость движения воздуха,м/соптим.допус.оптим.допус.оптим.допус.холодный2а17-18,921,1-2316,0-2415-750,10,3теплый2а18-19.922.1-2717.0-28.015-750,10,4Показатели микроклимата будут поддерживаться при помощи системы отопления и вентиляции (СНиП 41-01-2003).Вентиляция должна быть резервирована, работать круглосуточно. Рассчитаем кратность воздухообмена общеобменной вентиляции:, (4.1)где Lв - производительность вентиляционной установки, м3/ч;V = 10400 м3 – объем помещения.Рассчитаем производительность вентиляционной установки:, (4.2)где Gвр = 0,05 кг/ч - скорость выделения вредных веществ в воздух рабочей зоны;СПДК = 0,5 мг/м3 – предельно-допустимая концентрация самого опасного компонента в воздухе рабочей зоны;Сп = 0 – концентрация компонента в воздухе рабочей зоны.100000 м3/ч.Тогда кратность воздухообмена составит:9,6 ч-1.Кратность воздухообмена общеобменной вентиляции удовлетворяет нормируемым значениям для вентиляции промышленных помещений К=3-10ч-1. В цехе предусмотрена также аварийная вентиляция, с кратностью воздухообмена, равной 10 ч-1.Для обеспечения нормального температурного режима производственных помещений в холодный период необходимо предусмотреть отопление. Для помещений отделения рекомендовано воздушное отопление, объединенное с вентиляцией.В производстве метанола источниками шума являются компрессоры, вентиляционные установки, насосы. Предельно допустимый уровень звукового давления не должен превышать 80дБА (СанПиН 1.2.3685-21).Индивидуальными средствами защиты от шума являются «бируши».Гигиенические нормативы вибрации действующие на человека в производственных условиях не должны превышать указанных в таблице 4.4. согласно ГОСТ 12.1.012-2004.Таблица 4.4 – Гигиенические нормативы вибрации.Наименование показателяДопустимый уровень виброскорости, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц81631.563125250500Локальная вибрация115109109109109109109Предусмотрена система совмещенного освещения: естественное боковое за счет боковых световых проемов –КЕО – 1% и искусственное -освещенность рабочей поверхности- 200 лк(согласно СП 52.13330.2016). Освещение осуществляется люминесцентными лампами согласно ГОСТ Р 59175-2020.Предусмотрено аварийное освещение в размере не менее 5% от нормируемого значения освещенности, с автономным питанием а также эвакуационное – в местах проходов и на лестничных клетках.Предусмотрена система общеобменной вентиляции согласно СНиП 41-01-2003.Для защиты персонала от вредных веществ в цехе должны применяться следующие средства индивидуальной защиты: фильтрующие противогазы марки «А» и «М», «КБФ» «КД», шланговые противогазы, кислородно-изолирующие противогазы КИП-10, респираторы, каски, спецодежда, спецобувь.4.5 Освещение производственных помещенийХарактеристика зрительной работы: периодическое наблюдение за ходом производственного процесса при периодическом пребывании в помещении. Разряд работ VIIIв, подразряд 6, наименьший размер объекта различения не регламентируется.Контраст объектов с фоном и характеристика фона не учитывается.В производственных помещениях применяются следующие виды освещения:В светлое время суток– естественное, боковое двухстороннее; в темное время суток - верхнее искусственное.Определяем нормированное значение коэффициента естественного освещения (KEO) еN для зданий, располагаемых в различных районах:, (4.3)где N – номер группы обеспеченности естественным светом;eH= 1,5% - значение КЕО для естественного комбинированного освещения (IIIпояс светового климата);mN= 1 – коэффициент светового климата. 1,5 %.Искусственное освещение делится на: рабочее, дежурное и аварийное (безопасности и эвакуационное).Светильники аварийного освещения должны быть присоединены к сети, не зависящей от сети рабочего освещения, начиная от щита подстанции (распределительного пункта освещения). Допускается применение аварийного освещения от аккумуляторов, сухих элементов, а так же дизель-генераторной батареи.Нормированная освещенность для работ VIIIв разряда при периодическом пребывании людей в помещении ЕН=50 лк.Произведем расчет искусственного освещения и количества светильников, необходимого для обеспечения нормируемой освещенности, по методике и по следующим исходным данным:длина освещаемого участкаА = 24 м;ширина освещаемого участкаВ = 15 м;высота освещаемого участкаН = 15 м;высота подвесаНр = 4,5 м;нормированная освещенностьЕН= 50 лк.Световой поток для одной люминесцентной лампы определим по формуле:, (4.4)где S = АВ = 24∙15 = 360 м2– площадь освещаемого помещения;k= 1,5 – коэффициент запаса;z=1,15– коэффициент минимальной освещенности для газоразрядных ламп высокого давления; - коэффициент использования светового потока;Nр - количество рядов светильников;n1– количество светильников в ряду;n2– количество ламп в светильнике; Принимаем к установке светильник ДРЛ-400(6)-4. При ширине помещения 15 м - число рядов светильников – 3, число светильников в ряду – 5, число ламп в светильнике – 1.Коэффициент использования светового потока определяется по индексу помещения i и коэффициентам отражения потолка, стен и пола.Индекс помещения рассчитывается по формуле:, 2,05.Индекс помещения округляется до ближайшего большего значения i = 2,25.Коэффициенты отражения потолка, пола и стен равны соответственно 50%, 50% и 30%.Коэффициент используемого светового потока составит 0,69. Световой поток лампы равен: 3000 лм.Принимаем к установке светильники с ртутными лампами высокого давления ДРЛ-400(6)-4 со световым потоком 3000 лм.Отклонение светового потока составит: 8 %/что соответствует нормам (от минус 10 % до плюс 20 %).4.6 Безопасность технологического процесса и оборудования. ЭлектробезопасностьВо избежание несчастных случаев и аварийных ситуаций необходимо строго выполнять общие требования техники безопасности:1.Перед проведением работ внутри технологических аппаратов, сосудов, колодцев рабочие должны быть проинструктированы о правилах безопасного проведения работ и методах оказания первой медицинской помощи;2.Запрещается работать в условиях, при которых невозможно оказание немедленной помощи в случае аварии, т.е. в рабочем помещении должно находиться не менее двух человек;З.Лица, не прошедшие инструктаж к работе не допускаются;4.Проведение огневых работ допускается только при наличии письменного оформленного разрешения на проведение огневых работ во взрывоопасных и пожароопасных объектах.5.Запрещается приступать к работе без спецодежды и средств индивидуальной защиты.При работе с электрооборудованием возможны случаи поражения электротоком и возникновение пожаров (короткое замыкание).Ремонт электрооборудования, электродвигателей должен проводиться при отключенном напряжении. Все оборудование должно быть заземлено ГОСТ 12.1.019-2017. На работах, связанных с опасностью поражения электротоком, необходимо применять защитные средства (штанги, клещи, изолированные подставки, инструмент с изолированными ручками, диэлектрические болты, калоши, диэлектрические коврики)Необходимо строго соблюдать нормы технологического режима, которые предусматривают:-герметичность соединений аппаратов и коммуникаций;-поддержание в исправном состоянии предохранительных устройств на аппаратах и трубопроводах;-бесперебойную работу блокировок, сигнализации, КИП И вентиляции.Аппараты, работающие под давлением, периодически, через установленный срок, должны подвергаться проверке в соответствии с ФНиП«Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением».4.7 Защита окружающей средыК твердым отходам производства относится отработанный катализатор синтеза изреактора синтеза,используется как вторичное сырье для производства цветных металлов.Газовые отходы:-продувочные газы Р=2,7 МПа (циркуляционный газ синтеза карбинола), направляются на установку крекинга для получения конвертированного газа для производства аммиака;-танковые газы Р=0,4 МПа (из сборника метанола), направляются на сжигание в факельную систему сбросных газов производства.- жидких отходов нет.ЗАКЛЮЧЕНИЕЦелью данной работы являлось проектирование оборудования узла синтеза метанола.В ходе работы была рассмотрена технологическая схема производства метанола и изучено основное оборудование схемы.В работе были произведены технологический и прочностной расчет ректификационной колонны.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВАТК 26-02-1-89 Тарелки клапанные прямоточные для аппаратов колонного типа. Параметры. Конструкция и основные размерыГОСТ 12.1.005-88. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоныГОСТ 12.1.004-91. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требованияГОСТ 12.1.012-2004. Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требованияГОСТ 12.1.019-2017. Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защитыГОСТ 28759.2-2022. Фланцы сосудов и аппаратов стальные плоские приварные. Конструкция и размеры.ГОСТ 28759.6-2022. Фланцы сосудов и аппаратов. Прокладки из неметаллических материалов. Конструкция и размеры. Технические требования ГОСТ 34233.1-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требованияГОСТ 34233.2-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышекГОСТ 34233.4-2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединенийГОСТ 34233.9-2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Аппараты колонного типаГОСТ 34283-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность при ветровых, сейсмических и других внешних нагрузках.ГОСТ 31610.20-1-2020. Взрывоопасные среды. Часть 20-1. Характеристики веществ для классификации газа и пара. Методы испытаний и данныеНПБ 105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасностиРД 34.21.122-87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений.СанПиН 1.2.3685-21 "Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания"СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 "Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов"СНИП 41-01-2003 отопление вентиляция и кондиционированиеСП 112.13330.2011. Пожарная безопасность зданий и сооружений.СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение.ФНиП «Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением»ПРОЕКТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ «Строительство производства метанола мощностью 500 тыс. т/г»Производство основных органических химических веществ. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. ИТС 18-2016. М. Бюро НДТ. 2016, с. 130.Воробьёва Г. Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. Изд. 2-е пер. и доп. М., «Химия», 1975. 816 с.Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. /Касаткин А.Г Учебник для вузов - 10-е изд., стереотипное, доработанное. Перепечатано с изд. 1973 г. — М.: ООО ТИД «Альянс», 2004. — 753 с.Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Учебное пособие для вузов. Под редакцией члена-корреспондента АН СССР П. Г. Романкова. - 9-е издание, переработанное и дополненное — Ленинград: Химия, 1981 год - 560 с.Хазеев А.А., Черепанова М.В. Пермский национальный исследовательский политехнический институт, Пермь, Россия ПРОБЛЕМЫ УЗЛА РЕКТИФИКАЦИИ МЕТАНОЛА-СЫРЦА И ПУТИ ЕГО МОДЕРНИЗАЦИИ«Метанол 2022». Конференция. https://creon-conferences.com/creon_conferences/methanol-2022/«Метанол 2022 – итоги отраслевой конференции». https://chem.ru/news/41152-otrasl-zhdet-rezultatov-proizvodstva-metanola-v-rf.html