Бензола, бензина) из паровоздушной смеси методом адсорбции

и разработка плана локализации

и ликвидации аварийных ситуаций
(номера вариантов от 20 до 39)

Из паровоздушной смеси пары летучего растворителя можно выделить, используя метод адсорбции. Адсорбцией называют процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси или раствора твердым пористым веществом – адсорбентом.

Рассматриваемые адсорбционные установки предназначены для улавливания из паровоздушной смеси паров бензола при производстве искусственной кожи и паров бензина при производстве резинотехнических изделий. Технологические схемы адсорбционных установок улавливания из паровоздушных смесей паров бензола и паров бензина принципиально не отличаются друг от друга. Поэтому ниже приведена схема и дано описание технологического процесса адсорбционной установки общее для первого (улавливание бензола) и второго (улавливание бензина) случаев (рис. 17).

Поступающая на установку по линии 1 паровоздушная смесь (в первом случае воздух с парами бензола, во втором – воздух с парами бензина) имеет концентрацию 20 г горючего вещества в 1 м³ воздуха. Паровоздушная смесь (ПВС) подсасывается на установку центробежным вентилятором 3 и под избыточным давлением 400 мм рт. ст. и температуре 20 ºС поступает по линии 4 в адсорбер 7. Находящийся в адсорбере активированный уголь поглощает 90 % паров горючего вещества из ПВС, а воздух с остатком пара выбрасывается по линии 9 в атмосферу. В адсорбере 8 в этот же момент (т.е. когда в адсорбере 7 идет поглощение) происходит процесс десорбции – обратное извлечение из активированного угля паров растворителя.

Для осуществления процесса десорбции в адсорбер по линии 10 подают водяной пар давлением 0,3 МПа. Смесь водяного пара и извлеченных из угля паров растворителя по линии 11 поступает в холодильник-конденсатор 12 на конденсацию. Охлаждение паров в конденсаторе происходит за счет подачи через трубки холодной воды. Полученный в холодильнике 12 конденсат, представляющий собой смесь горючей жидкости (бензола, бензина) и воды, поступает в отстойник 13 на разделение эмульсии путем ее расслаивания. Вода, как наиболее тяжелая, скапливается в нижней части отстойника и по трубе 18 отводится в канализацию. Горючая жидкость, как более легкая, из верхней части отстойника 13 насосом 15 подается в емкость растворителя 16. Емкость имеет дыхательную трубу 17.

Несконденсировавшиеся пары из отстойника по линии 14 поступают снова в адсорбер на улавливание. После процесса поглощения паров адсорбер 7 переключается на десорбцию, а адсорбер 8 после десорбции переключается на поглощение паров растворителя. Для сушки увлажненного после десорбции угля, пропускаемую через адсорбер паровоздушную смесь подогревают некоторое время в кожухотрубчатом паровом подогревателе 6 до температуры 80 ºС. При аварийной ситуации на ректификационной станции ПВС выбрасывается в атмосферу по трубе 5. От распространения пламени линии ПВС защищены гравийными огнепреградителями 2, а для защиты их от разрушения при взрыве имеются мембраны.

Рис.17. Установка улавливания паров ЛВЖ из паровоздушной

смеси методом адсорбции:

а – принципиальная технологическая схема;

б – план и продольный разрез установки

Адсорберы расположены на открытой металлической этажерке, примыкающей к зданию II степени огнестойкости, где размещены все остальные аппараты установки. План размещения адсорберов и технологических аппаратов в здании, а также продольный разрез установки показаны на рис. 17. Размеры помещений и данные по отдельным аппаратам приведены в табл. 22, 23 и 24.

Обучающиеся, у которых вариант находится в диапазоне от 20 до 29, после краткого изложения сущности технологического процесса улавливания паров бензола из паровоздушной смеси должны дать анализ пожарной опасности аппаратов (данные указаны в табл. 23) и определить расчетным путем категорию взрывопожароопасности помещения с емкостями бензола. Данные о помещении с емкостями бензола приведены в табл. 23.

Обучающиеся, у которых вариант находится в диапазоне от 30 до 39, после краткого изложения сущности технологического процесса улавливания паров бензина из паровоздушной смеси должны дать анализ пожарной опасности аппаратов (данные указаны в табл. 24) и определить расчетным путем категорию взрывопожароопасности помещений сепараторов и насосов. Данные о помещении приведены в табл. 24.

Таблица 22

Основные характеристики оборудования

Позиция на рисунке	Наименование аппаратов	Режим работы	Размеры
Р, МПа	t, ºС	d или l, м	H, м
	Линия подачи паровоздушной смеси (ПВС)	0,09		0,4
	Огнепреградитель	–	–	–	–
	Вентилятор центробежный	0,12		–	–
	Линия ПВС	–	–	0,3	–
	Линия аварийная ПВС	–	–	0,3
	Подогреватель1	0,12
	Адсорберы угольные2,3	0,11		–	–
	Адсорберы угольные2,3	0,11		–	–
	Линия выброса воздуха	0,105		0,3
	Линия подачи водяного пара	0,4		0,1	–
	Линия к конденсатору	0,15		0,15	–
	Конденсатор кожухотрубчатый1	0,105
	Сепаратор-отстойник3	0,101		0,8	1,6
	Линия несконденсированного пара	–	–	–	–
	Насос растворителя2,3	0,15		–	–
	Емкость для растворителя 2	0,101
	Дыхательная линия резервуара	–	–	–	–
	Линия отвода воды	–	–	–	–

Примечания:

1. С линзовым компенсатором.

2. Обучающиеся, у которых вариант находится в диапазоне от 20 до 29, должны брать данные об указанных аппаратах в табл. 23.

3. Обучающиеся, у которых вариант находится в диапазоне от 30 до 39, должны брать данные об указанных аппаратах в табл. 24.

Таблица 23

Основные характеристики оборудования и помещений (варианты от 20 до 29)

Пози-ция на рис.	Исходные данные	Данные для вариантов
Адсорбер угольный для улавливания паров бензола
	Диаметр, м	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9		2,5	2,6	2,8
Высота слоя угля, м	0,6	0,7	0,8	0,9		1,2	1,2	0,8	0,9
Давление, МПа	0,11	0,11	0,12	0,12	0,11	0,11	0,11	0,12	0,11	0,12
Температура, ºС
Защита от давления	ПК*	МК	ПК	ПК	ПК	МК	МК	ПК	МК	МК
Стационарная система тушения	Вода	Нет	Нет	Вода	Нет	Вода	Вода	Вода	Вода	Вода
Давление пара при десорбции	0,3	0,32	0,34	0,36	0,38	0,4	0,4	0,38	0,36	0,4
Насос для откачки бензола центробежный
	Давление, МПа	0,12	0,12	0,13	0,14	0,15	0,15	0,13	0,14	0,15	0,15
Температура, ºС
Диаметр всасывающей линии,
Диаметр нагнетательной линии
Вид сальникового уплотнения	СУ	ТУ	СУ	ТУ	СУ	СУ	ТУ	ТУ	СУ	ТУ
Диаметр вала, мм
Производительность, м3/мин	0,42	0,42	0,44	0,46	0,48	0,5	0,52	0,52	0,54	0,56
Емкость для бензола
	Объем, м3
Степень заполнения	0,95	0,95	0,9	0,3	0,95	0,95	0,9	0,9	0,95	0,9
Температура жидкости ºC
Давление рабочее, МПа	0,101	0,102	0,103	0,104	0,105	0,101	0,103	0,103	0,104	0,105
Защита дыхательной линии	ДК*	ДК	ДК	ДК	ДК	ДК	ДК	ДК	ДК	ДК
Аварийный слив	Нет	Нет	Нет	Нет	Есть	Есть	Есть	Нет	Есть	Есть
Помещения, где размещены емкости с бензолом
	Ширина, м
Длина, м
Высота, м
Кратность воздухообмена, 1/ч
Скорость воздуха, м/с	0,04	0,06	0,05	0,06	0,05	0,08	0,06	0,04	0,05	0,02
Диаметр линий, мм
Расстояние до задвижек, м
Привод задвижек	Ручн	Ручн	Авт	Авт	Ручн	Ручн	Авт	Авт	Ручн	Руч
Средства тушения	Нет	Нет	Нет	Вода	Вода	Вода	Нет	Нет	Нет	Вода

ПК^*– предохранительный клапан

МК^* – мембранный клапан

ДК^*** – дыхательный клапан

Таблица 24

Основные характеристики оборудования и помещений (варианты от 30 до 39)

Позиция на рис.	Исходные данные	Данные для вариантов
Адсорбер угольный для улавливания паров бензина
	Диаметр, м	3,0	3,2	3,4	3,6	3,8	3,6	3,4	3,2	3,0	3,2
Высота слоя угля, м	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,6	1,5	1,4	1,4	1,5
Давление при адсорбции, МПа	0,12	0,12	0,12	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11	0,12	0,12
Температура адсорбции, ºС
Защита от давления	ПК1	МК2	МК	ПК	ПК	МК	МК	ПК	ПК	ПК
Давление насыщенного пара при десорбции
Средства тушения	Нет	Нет	Вода	Вода	Вода	Вода	Вода	Нет	Нет	Нет
Насос для откачки бензина центробежный
	Давление, МПа	0,15	0,14	0,13	0,15	0,2	0,25	0,14	0,15	0,2	0,25
Температура, ºС
Диаметр всасывающей линии, мм
Диаметр нагнетательной линии, мм
Вид сальникового уплотнения	ТУ3	ТУ	СУ4	СУ	ТУ	ТУ	СУ	СУ	ТУ	ТУ
Диаметр вала, мм
Производитель-ность, м3/мин	0,52	0,51	0,5	0,49	0,48	0,42	0,43	0,44	0,45	0,5
Сепаратор для воды
	Диаметр, м	1,2	1,4	1,0	0,8	0,8	1,0	1,4	1,2	1,2	1,4
Высота слоя бензина, м	0,8	0,6	0,4	0,6	0,8	0,4	0,6	0,8	0,6	0,8
Температура жидкости, ºС
Давление, МПа	0,101	0,102	0,101	0,101	0,101	0,102	0,102	0,102	0,101	0,101
Контроль уровня «бензин-вода»	Смотровое стекло	Авт	Авт	Авт	Авт	Смотровое стекло
Помещение сепараторов и насосов
	Ширина, м
Длина, м
Высота, м
Кратность воздухообмена, 1/ч
Скорость воздуха, м/с	0,02	0,04	0,06	0,05	0,06	0,08	0,04	0,04	0,06	0,08
Диаметр линии, мм
Расстояние до задвижек, м
Привод задвижек	Авт	Авт	Руч	Руч	Руч	Авт	Авт	Авт	Руч	Авт
Средства тушения	Пена	Нет	Пена	Нет	Нет	Нет	Пена	Пена	Пар	Пар

ПК¹ – предохранительный клапан

МК² – мембранный клапан

ТУ³ – торцевое уплотнение

СУ⁴ – сальниковое уплотнение