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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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