Файл: Брейман, М. И. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 86
Скачиваний: 0
в реакторах возможен проскок водорода в сборники ТИБА и дру гие аппараты и, как следствие этого, опасное повышение давле
ния в них; при высоком уровне жидкости в реакторах возможно
заклинивание перемешивающих |
устройств вследствие попадания |
в их подшипники алюминиевой |
пыли, шлама и растворителя. |
При непрерывном процессе синтеза ТИБА весьма важным являет
ся регулирование давления в реакторах и обеспечение аварийного
стравливания газов при опасном повышении давления в них.
Наличие алюминиевой пыли и шлама в реакционной массе
снижает надежность действия предохранительных клапанов, уста новленных на реакторах (на рисунке предохранительные клапаны
не показаны).
Ручное аварийное стравливание, которое применяют при экс плуатации аппаратов с легковоспламеняющимися жидкостями или сжиженными углеводородными газами, в условиях производства
алюминииалкилов является опасным. При недопустимом повыше нии давления находиться в отсеке реакторов для открытия запор
ной арматуры на системе ручного стравливания нельзя. Ручное стравливание давления из реакторов должно производиться толь
ко дистанционно. Запорным органом может служить пневматиче
ский отсекатель или электрозадвижка, управление которыми про
изводится только снаружи производственного здания или из по
мещения КИП. Стравливание газов из реактора 7 посредством
клапана регулятора давления производится через холодильник 15,
охлаждаемый веретенным маслом. Аварийное ручное стравлива
ние газов со всех реакторов производится помимо холодильника
15. Такое техническое решение связано с требованиями безопас
ной эксплуатации: трубное пространство холодильника может
создать недопустимое сопротивление при большом объеме страв
ливаемых газов — холодильник может оказаться забитым алюми ниевой пылью и шламом. Раствор ТИБА после реактора 7" дрос
селируется до атмосферного давления и поступает в сборник 11,
откуда насосом 14 откачивается в отстойник 12 или на центрифу
гирование (центрифуги на рисунке не показаны).
Узел приготовления суспензии, содержащей ТИБА, алюминие
вый порошок и толуол, практически такой же, как при периоди ческом синтезе ТИБА. Для непрерывной дозировки суспензии в
схеме предусмотрены емкости 13 и 13', в одну из них произво дится прием суспензии, а из другой суспензия подается непрерыв но насосом 6 на синтез ТИБА.
Оборудование и арматура
К оборудованию, запорной и регулирующей арматуре промыш
ленных установок синтеза алюминийалкилов предъявляются по
вышенные требования.
Технологический процесс протекает при сравнительно высоком давлении, поэтому конструкция оборудования и арматуры долж-
320
на обеспечивать надежную герметичность. При получении алюми-
нийалкилов основные исходные продукты и реакционная |
|
масса |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
представляют собой суспензии. Получающиеся при этом алюми- |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
нийалкилы содержат значительное количество шлама. Эффектив |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ность химических превращений и иск |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
лючение осаждения |
|
|
взвешенных |
|
|
ча |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
стиц |
достигается |
|
|
интенсивным |
|
пере |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
мешиванием, |
поэтому все |
аппараты, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
в которых имеются суспензии, обору |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
дованы мешалками с экранированны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
ми |
электродвигателями. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
На рис. VI.5 показана типовая кон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
струкция реактора, который применя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
ется |
на |
|
промышленных |
установках |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
синтеза |
триизобутилалюминия. |
Объем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
реактора |
|
2 |
м3, расчетное |
давление |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
60 кгс/см2, корпус реактора изготовлен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
из |
стали. |
К |
|
корпусу |
1 |
приварена |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
стальная |
рубашка |
|
|
2, |
|
|
в которую |
|
|
по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
дается веретенное масло для подогре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
ва (охлаждения) реакционной массы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
Для направленного движения масла в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
рубашке имеются поперечные перего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
родки (на рисунке не показаны). Мас |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
ло поступает через |
|
штуцер |
20 |
и выхо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
дит |
через |
штуцер |
|
|
22. |
Винтовая |
|
|
ме |
Рис. |
λ∏.5. Конструкция реакто |
|
|||||||||||||||||||||||||
шалка |
3 |
приводится |
|
|
во |
вращение эк |
|
для |
синтеза |
алюминийалки- |
|
||||||||||||||||||||||||||
ранированным |
|
|
электродвигателем |
|
19 |
ра |
|
|
|
|
|
лов: |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
типа ДМГ-41-4. Соединение |
|
вала |
і — корпус; |
2 — рубашка; |
3 — ме |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
электродвигателя |
|
|
с |
|
|
валом |
|
мешалки |
17 — штуцера для подачи смазочного |
|
|||||||||||||||||||||||||||
осуществляется при помощи муфтово |
масла; |
6 — патрубок для |
освобож |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
го соединения 7. Положение вала ме |
шалка; |
4 |
— вал |
мешалки; 5, |
8 |
и |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
шалки фиксируется |
верхним |
одноряд |
для входа и выхода охлаждающего |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
ным |
подшипником |
16 |
и |
двухрядным |
дения |
аппарата |
от |
|
продукта; |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
масла; |
И — штуцер для |
выхода |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
подшипником |
|
|
|
|
|
Подача |
смазочного |
7 — муфтовое |
соединение; 9 — барно |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
21. |
|
электродвигателя; |
10, 18 — штуцера |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
поодуктов; |
|
13— отбойная |
резьба; |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
масла |
на подшипники электродвигате |
ная |
воронка; |
16 — однорядный |
под |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
8, 5 |
|
|
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
— |
отбойный |
козырек; |
15 |
— защит |
|
|||||||||||
ля и |
вала |
мешалки производится через |
продукта; |
12 |
— штуцер |
для |
входа |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
шипник; |
19 — электродвигатель; |
20, |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
штуцера |
|
|
|
и |
|
|
|
|
соответственно. |
|
По |
охлаждающего |
масла; |
2/ —двух |
|
||||||||||||||||||||||
дача |
охлаждающего |
|
|
|
масла |
для |
|
ох |
22 — штуцера |
для |
входа |
и выхода |
|
||||||||||||||||||||||||
лаждения |
статора |
|
|
электродвигателя |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
рядный подшипник; 23 — лаз. |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
производится |
|
через |
штуцер |
10, |
выход |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
масла |
через |
штуцер |
|
|
18. |
На валу |
|
ме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
шалки имеется отбойная |
резьба |
13, |
отбойники |
14 |
и |
воронка12, |
15, |
||||||||||||||||||||||||||||||
предназначенные |
для |
|
предотвращения |
попадания |
суспензии в |
под |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
штуцер |
|
|
|||||||||||||||
шипники. Загрузка реактора производится через |
|
|
|
вы |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
грузка |
продукта — через |
штуцер |
|
|
|
(при |
периодическом |
синтезе) |
|||||||||||||||||||||||||||||
и |
через |
штуцер |
6 |
|
(при непрерывном |
синтезе). |
Для внутреннего |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
осмотра и ремонта реактора имеется люклаз 23.
321
В процессе освоения производства межремонтный пробег ре
актора составлял не более 360 ч, что было связано главным об
разом с выходом из строя подшипников мешалки и электродвига
теля. По первоначальной эксплуатационной инструкции все под
шипники смазывались консистентной смазкой ЦИАТИМ-201. При
периодическом синтезе триизобутилалюминия после трех-четырех операций на подшипники через штуцера 5, 8, 17 подавали смазку
с помощью шприц-масленки. Однако под воздействием темпера туры и изобутилена смазка ЦИАТИМ-201 обезжиривалась и при
попадании суспензии (порошка алюминия) на подшипник он
преждевременно выходил из строя. Для восстановления работо
способности реактора необходимо было прекратить синтез продук
та, освободить реактор от него, разрушить химическим способом остаток продукта, промыть реактор растворителем, вскрыть его и заменить пришедшие в негодность подшипники. Учитывая пиро
форные свойства ТИБА, легко представить трудоемкость и опас
ность этих операций.
По предложению рационализаторов была проведена рекон струкция системы смазки подшипников электродвигателя и пере
мешивающего устройства. Взамен периодического смазывания подшипников смазкой ЦИАТИЛ1-201 они стали смазываться не
прерывно жидкой смазкой. Для этой цели смонтировали много точечный лубрикатор, с которого подведены трубки к местам смазки. Раньше смазка ЦИАТИМ-201 подавалась через штуцер 5
только для двухрядного подшипника 21. C установкой лубрика
тора жидкая смазка подается дополнительно и на верхний одно рядный подшипник 16. Указанные усовершенствования позволи ли увеличить межремонтный пробег перемешивающего устройства
до 3000 ч, а электродвигателя до 4000 ч, что безусловно улучши
ло условия безопасной эксплуатации.
В процессе освоения реактора имели место и другие неполад
ки. Например, нарушалось перемешивание продукта в реакторе
из-за проворачивания ротора по валу электродвигателя. Причиной
этого была свободная посадка ротора на валу. Эту неполадку уда лось устранить за счет устройства шпоночного соединения рото
ра с валом электродвигателя.
Насосы, применяемые в производстве алюминийалкилов, долж ны соответствовать специальным требованиям: обеспечивать высо кое давление при относительно малой производительности и
нормальную работу при перекачке суспензии, а также иметь вы
сокую степень герметичности.
Вначальный период освоения производства триизобутилалю
миния применяли плунжерные насосы типа РПН, которые не
обеспечили указанные требования.
Внастоящее время Всесоюзный научно-исследовательский кон
структорский и технологический институт гидромашиностроения
ВПИИГИДРОМАШ освоил изготовление опытной партии дозиро
вочного мембранного насоса 2,5ДМ250/63, предназначенного для
322
перекачивания растворов ТИБА. Техническая характеристика это
го насоса приведена ниже:
Производительность, л/ч................................... |
40—220 |
Давление нагнетания, кгс/см2 |
|
номинальное ............................................. |
63 |
максимальное ............................................. |
70 |
Подпор на приеме, м вод. ст............................ |
3—5 сверх давления |
|
паров перекачивае |
|
мой жидкости |
Перекачиваемая жидкость.............................. |
раствор ТИБА (с при |
|
месью до 20% алю |
|
миния) |
Температура перекачиваемой жидкости, 0C |
35—45 |
Число оборотов вала, об/мин......................... |
150 |
Hacoc оборудован асинхронным электродвигателем КОМ 21-4 |
|
трехфазного тока в исполнении ВЗГ, мощностью 1,7 кВт, с числом |
|
оборотов 1420. |
|
Насос состоит из гидравлической части, |
|
приводной части и электродвигателя, |
|
смонтированных на общей раме. В гидрав |
|
лической части имеется мембранная голов |
|
ка и плунжер. В мембранной головке смон |
|
тированы две мембраны, образующие про |
|
межуточную (между рабочей жидкостью |
и |
маслом, на которое действует плунжер) ка
меру, заполняемую обезвоженным транс форматорным маслом. Мембрана, воспри нимающая давление масла плунжерной
полости, имеет ограничители; мембрана,
соприкасающаяся с рабочей жидкостью, свободна. В крышке мембранной головки
помещаются шаровые всасывающий и наг
нетающий рабочие клапаны.
Безопасность эксплуатации промышлен
ных установок синтеза алюминийалкилов
зависит от надежности запорной арматуры, применяемой на этих установках.
В производственной |
|
практике |
хорошо |
||||
зарекомендовали |
себя |
вентили |
запорные |
||||
угловые фланцевые 15с76нж (рис. |
VI.6). |
||||||
Они рассчитаны на: ру |
|
(условное |
давле |
||||
ние)— 320 |
кгс/см2, |
pnp |
(пробное |
давле |
|||
ние— 450 |
кгс/см2 |
и |
Pp |
(рабочее |
давление) |
||
при температуре |
≤200oC — 320 |
кгс/см2. |
Соединение корпуса и фонаря для вен
Рис. VI.6. Запорный уг ловой фланцевый вентиль
15с76нж.
тилей с диаметром от 6 до 40 мм — резьбовое. Уплотнение в затво
ре конусное. Уплотнительные поверхности корпуса вентилей на плавлены твердым сплавом. Рабочая среда подается под клапан. Верхнее уплотнение обеспечивает отклонение сальниковой камеры
2 1* |
323 |