Синтез формальдегида - Технологический расчет контактного аппарата

Образование формальдегида из метанола происходит в контактном аппарате поз. Р10 при прохождении метаноло-воздушной смеси через слой катализатора при температуре (550-600) °С ("мягкий режим") или с добавлением воды при температуре (650-700) °С ("жесткий режим").

Контактный аппарат поз. Р10 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, в нижней части которого расположен кожухотрубный теплообменник, в межтрубное пространство которого подается водяной конденсат, а по трубному пространству проходят реакционные газы. Катализатор укладывается на 2 слоя нержавеющей сетки [(10-10) мм и (1-1) мм], высотой (120-150) мм, а сверху слоя катализатора помещается электрозапал.

Разогрев контактной массы, при пуске до температуры (300-350) °С, при которой начинается реакция превращения метанола в формальдегид, осуществляется включением электрозапала, а дальнейший подъем температуры происходит за счет тепла реакций.

Температура в слое катализатора поддерживается автоматически, подачей пара в греющую камеру поз. Т7 спиртоиспарителя, и сопровождается световой и звуковой сигнализацией при температуре в слое катализатора 620 °С - в "мягком режиме" и 720 °С - в "жестком режиме". При достижении температуры в слое катализатора в "мягком режиме" 650 °С, а в "жестком режиме" 750 °С происходит автоматическое отключение воздуходувки поз. М5/1-3.

В результате реакций, протекающих в слое катализатора, из метаноло-воздушной смеси образуются контактные газы, в состав которых входят: формальдегид, водород, углекислый газ, окись углерода, азот, пары воды, непрореагировавший метанол.

Для предотвращения термического разложения образовавшегося формальдегида и прекращения побочных реакций, контактные газы выходящие из зоны контактирования резко охлаждаются в подконтактном холодильнике до температуры не более 200 °С за счет испарения водного конденсата, поступающего из паросборника поз. Е12 в межтрубное пространство подконтактного теплообменника. Образовавшаяся в подконтактном холодильнике паро-водяная смесь за счет естественной циркуляции поступает в паросборник поз. Е12, где отделяется пар от конденсата. Давление пара в паросборнике поз. Е12 (0,18-0,2) МПа [(1,8-2) кгс/см2], поддерживается паром подаваемым в паросборник поз. Е12 из теплопункта от коллектора поз.10Т.

Конденсат из теплообменника поз. Т7 спиртоиспарителя собирается в конденсатосборник поз. Е13, откуда насосами поз. Н14/1-2 через обратный клапан подается в паросборник поз. Е12.

Узел синтеза формальдегида контролируется и регулируется следующими приборами:

Реактор поз. Р10.

    - Давление на входе в реактор контролируется с помощью прибора поз. PIR-50 на щите ЦПУ. - Давление в нижней части реактора контролируется с помощью прибора поз. PIR-50 на щите ЦПУ. - Давление на выходе из реактора контролируется с помощью прибора поз. PIR-51 на щите ЦПУ. - Температура в слое катализатора контролируется и регулируется с помощью приборов поз. TJRSA-49, поз. TIRС-49 - I технологическая линия, поз. TIRA-49, поз. TIRS-49, поз. TIRС-49 - III технологическая линия с ЦПУ. Регулирование температуры осуществляется клапаном установленным на подаче пара в греющую камеру поз. Т7 спиртоиспарителя. При достижении температуры в слое катализатора 620 °С ("мягкий режим") и 720 °С ("жесткий режим") предусмотрена предупредительная световая и звуковая сигнализация, а при 650 °С и 750 °С воздуходувка поз. М5/1-3 отключается. Температура над слоем катализатора в реакторе поз. IIIР10 контролируется с помощью прибора TIA-49 и сопровождается световой и звуковой сигнализацией при температуре более 200 °С на щите ЦПУ. - Температура контактных газов на выходе из подконтактного теплообменника реактора поз. Р10 контролируется с помощью прибора поз. TIR-31 - I технологическая линия, поз. TIR-31 (3 точка) - III технологическая линия. - Для предотвращения превышения давления в реакторе, разрушений аппарата и коммуникаций контактные аппараты поз. I, II, IIIР10 снабжены предохранительными мембранами с выбросом в безопасную зону: - контактный аппарат поз. IР10 одной мембраной Рвзр.=(0,11-0,15) МПа [(1,1-1,5) кгс/см2]; - контактный аппарат поз. IIР10 тремя мембранами Рвзр.=(0,11-0,15) МПа [(1,1-1,5) кгс/см2]; - контактный аппарат поз. IIIР10 двумя мембранами Рвзр.=(0,08-0,1) МПа [(0,8-1) кгс/см2]. - Трубопроводы на входе спиртовоздушной смеси в реактор поз. Р10, на выходе из него контактных газов, а также обводной трубопровод снабжены электрозадвижками поз. Р10-2з, Р10-3з, Р10-1з, открытие и закрытие которых осуществляется с ЦПУ и по месту и сопровождается световой сигнализацией на щите ЦПУ.

Паросборник поз. Е12.

    - Давление контролируется с помощью приборов поз. PIR-53 на щите ЦПУ. - Уровень (30-70) % контролируется с помощью прибора поз. LIRCA-52 и регулируется подачей конденсата в конденсатосборник поз. Е13 от насоса поз. Н14/1,2 и сопровождается световой и звуковой сигнализацией максимального - 80 % и минимального - 20 % значений уровня на щите ЦПУ. - От превышения давления паросборник снабжен двумя предохранительными клапанами Роткр.=0,23 МПа (2,3 кгс/см2).

Конденсатосборник поз. Е13.

    - Уровень (30-70) % контролируется с помощью приборов поз. LIRCA-302 с ЦПУ и регулируется автоматически: при снижении уровня - подачей деминерализованной воды или конденсата, а при повышении уровня - отбором конденсата в теплопункт, сопровождается световой и звуковой сигнализацией максимального - 80 % и минимального - 20 % значений уровня на щите ЦПУ. - Давление в кондесатосборнике поз. Е13 контролируется с помощью манометра поз. PI-303 по месту.

Насос поз. Н14.

    - Давление на трубопроводе нагнетания контролируется с помощью прибора поз. PISA-306 и сопровождается световой и звуковой сигнализацией при давлении менее 0,25 МПа (2,5 кгс/см2) на щите ЦПУ и остановкой насоса. - Работа, включение и отключение насоса сопровождается световой сигнализацией на ЦПУ.

Похожие статьи




Синтез формальдегида - Технологический расчет контактного аппарата

Предыдущая | Следующая