Отчет по практике

Введение.

Открытое акционерного общества ''ТНХК'', представляет собой комплекс крупнейших в России нефти химических предприятий по производству пластичных масс и синтетических смол, созданный в рамках правительственной программы '' Освоение Западно-Сибирских месторождения нефти и газа.

  Территория предприятия составляет 640 га. Первый пусковой комплекс введен в строй с 1981г. :

-         производство пропилена мощностью 100 тыс. т. в год.

-         Установки получения катализатора.

-         Объекты вспомогательного назначения (электростанция, котельная, установка получения водорода, сети водоснабжения и канализации …)

Второй пусковой комплекс введен в строй с 1983г. :

-         производство метанола мощностью 750 тыс. т. в год.

-         Объекты вспомогательного назначения.

-         Поликлиника на 600 посещений в день.

Третий пусковой комплекс введен в строй с декабря 1993 по январь 1994.

-         производство этилена-пропилена мощностью 300 тыс. т. в год.

-         Производство полиэтилена высокого давления  мощностью 150 тыс. т. в год.

19. 04.74. вышло в свет постановление ЦК КПСС и СМСССР № 290 '' О создании ТНХК''.

14.09.76. забита первая свая на строительство комбината.

24.02.81. получен первый полипропилен.

09.07.83. получен первый метанол продукт.

04.02.85. начался выпуск народного хозяйства.

08.05.85 получен первый формалин.

06.11.85. получена первая корбамильная смола.

19.12.93. получен первый товарный пропилен.

24.12.93. получен первый товарный этилен.

01.01.94. государственное предприятие ''ТНХК'' преобразовано в  акционерное общество открытого типа.

10.01.94. получен первый полиэтилен высокого давления на основе собственного этилена.

03.04.95. по итогам работы за 1994г. ''ТНХК'' получил международный приз за качество, учрежденный издательством домов и клубом лидеров торговли.

20.03.99. в Мехико ''ТНХК'' присуждена международная ''золотая и серебреная награда'' за профессиональную активность и высокое качество продукции. 

1.    Общая характеристика производства.

Полимеризация – основная стадия всего процесса, превращение мономера (этилен) в конечный продукт (полиэтилен), количество и качество которого определяет эффективность производства.

В настоящее время в мировой промышленности существуют четыре метода производства полиэтилена: один метод при высоком давлении и три – при низком давлении.

Производство полиэтилена при низком давлении осуществляется полимеризацией этилена по ионно-координационному механизму при давлении 2-4 МПа в суспензии, в растворе или в газовой фазе.

Промышленным методом производства полиэтилена высокого давления (ПЭВД), является свободно-радикальная полимеризация этилена в массе при температуре около 200 – 308˚С и давлением около 200 – 340 МПа. Процесс полимеризации состоит из следующих стадий: иниционирование, рост цепи, обрыв цепи, передача цепи на мономер.

Иниционирование кислородом.

Согласно существующим представлениям процесс инициирование кислородом протекает через образование промежуточных продуктов реакции кислорода с этиленом или полимером и последующим образованием активных радикалов, инициирующих полимеризацию.

   C2H4 + O2              [C2H2 – O2]

    [C2H2 – O2]              2R         

   R + C2H4              R – CH2 – CH2

Скорость каждой из этих реакций могут по-разному зависеть от давления, температуры и состава реакционной смеси.

Рост цепи.

Рост цепи заключается в быстром последовательном присоединении молекул этилена к радикалу:

                                                                                                  

R – CH2 – CH2  +  CH2=CH2                RCH2 – CH2 – CH2 – CH2   

…………………………………………………………………… и т.д.

                                                                                    

R(CH2)n – CH2  +  CH2=CH2                R(CH2)n+2 – CH2

Скорость роста цепи совпадает со скорость полимеризации, так как количество образовавшегося полимера равно количеству израсходованного мономер.

Обрыв цепи.

Обрыв цепи происходит при взаимодействии двух растущих радикалов с образованием одной или двух реактивных молекул полиэтилена рекомбинацией (1) или диспропорционированием (2):

                R  +  R              R – R     (1).

                                                                       

R(CH2)nCH2 + R(CH2)mCH2                 R(CH2)nCH3  +  R(CH2)m=CH2 (2).

Передача цепи.

Кроме этих основных реакций есть еще реакции, оказывающие большое влияние на молекулярные и структурные характеристики образующего полиэтилена.

Передача цепи на мономер:

R – CH2 – CH2 + CH2 = CH2             R – CH2 – CH3  +  CH = CH2.

Или  R – CH2 – CH2 + CH2 = CH2             R – CH = CH2  +  CH2 – CH3.

Межмолекулярная передача цепи на полимер: 

R – CH2 – CH2  +  R – CH2 – CH2 – R’         R – CH2 – CH3  + R – CH – CH3 – R’.

      Вторичный радикал способен к дальнейшему росту с образованием длинно цепных ответвлений.

Внутримолекулярная передача цепи на мономер:

R – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2          R – CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH3.

При этой реакции образуются коротко цепные ответвления.

Побочные реакции при полимеризации этилена.

К побочным реакциям в процессе производства полиэтилена относятся реакции разложения в реакторах и реакции деструкции – сшивание полиэтилена. Такие реакции приводят к нарушению работы производства и ухудшению качества полиэтилена.

Реакция разложения:

Сжатый этилен при высокой температуре может разлагаться на углерод, водород и метан:

C2H4              CH4  +  C

C2H4              2H2   +  2C

Аналогичные реакции протекают при разложении полиэтилена:

(C2H4)n              nCH4  +  nC

(C2H4)n              2nH2  +  2nC.

При разложении всегда образуется смесь метана, водорода и углерода. Доля выделения водорода тем выше, чем более интенсивно идет реакция разложения. Реакция разложения экзотермична и энергии надо существенно больше, чем для реакции полимеризации.

Разложению всегда предшествует повышение температуры в результате ускорения процесса полимеризации и превышение тепловыделения над теплоотводом. Реакция разложения начинаются по достижении определенной температуры (более 320˚С) и имеют характер теплового взрыва в последствии высокого теплового эффекта этих реакций.

Реакция деструкции – сшивание полиэтилена:

Наличие двойных связей и полимерных радикалов является причиной разнообразных реакций передача цепи с образованием разветвленной структуры полимера образованием сшивок. Сшитый полимер в виде отложения  остается на стенках реактора, отделителя высокого давления и  особенно низкого давления.

Промышленным методом производства полиэтилена высокого давления, является свободно – радикальная  полимеризация этилена. Полимеризация осуществляется реакторе непрерывного действия, на двух технологических линиях «А» и  «Б» мощностью по 75000 т/год.

На данный момент производство «полимеризация этилена» может выпускать различные марки полиэтилена. Пример: ГОСТ 15303 – 003; ГОСТ 15803 – 020; ГОСТ 16405 – 020; ГОСТ 16204 – 020 и многие другие.

В Томске потребителем полиэтилена является завод «Авангард» (из полиэтилена производят различную бытовую продукцию), так же полиэтилен скупают и зарубежные государства Китай, Швейцария.

Производство полимеризации делиться на три цеха: 408, 409, 410, 411.

Цех 408 полимеризация этилена. Сам цех делиться на множество узлов производства: узел компрессии,

                 узел приема этилена, пропана и азота,

                 реакторный узел и инициаторная станция,

                 узел первичной грануляции              

                    охлаждение и отчистка возвратного газа,

                    станция горячей воды.

Цех 409 производство гептана.

Цех 410 распределение и расфасовка полиэтилена.

Цех 411 дозирование полиэтилена.

Применяемые энергосредства.

1.     Промтеплофикационная вода (ПТВ).

ПТВ используется для обогрева маслопроводов гидравлических систем, обогрева шкафов КИПиА, обогрева линии подачи дем. воды и возврата конденсата.

ПТВ подается с ТЭЦ – 3

2.     Теплофикационная вода (ТВ).                                                                                                                                                                                                                                                              

ТВ используется для отопления зданий, для подачи на калориферы систем приточной и технологической вентиляции.

ТВ подается из котельного цеха «ТНХЗ»

3.     Пар

Пар – 22 (22 кгс/см²) используется для обогрева линии низкомолекулярного полиэтилена (НМП), обогрева сепараторов, отделителя высокого давления (ОВД), обогрева материала провода, обогрева быстродействующих клапанов (БК), разогрев контура циркуляционной воды.

Пар – 22 подается с узлов редуцирования пара – 39.

Пар – 6 (6 кгс/см²) используется для обогрева емкостного оборудования узлов отчистки и охлаждения возвратного газа.

2. Характеристика сырья.

  Характеристика сырья, продуктов и полупродуктов:

таблица №1.

3. Описание технологической схемы.

Полимеризация осуществляется в реакторах непрерывного действия на двух технологических линиях ''А'' и ''Б''.

Свежий этилен с давлением 1,3 – 1,7 МПа, с завода ''ЭП – 300'' или с завода ''Подготовки сырья и готовой продукции'', поступает в цех и подается в подогреватель. Этилен после подогревателя подается в ресивер низкого давления. В ресивер подается возвратных газ среднего давления. Этилен из ресивера после смешивания с кислородом  поступает на всас компрессора I, где сжимается до давления 20 – 28 МПа, и подается на всас компрессора II.

После компрессоров газ с давлением до 210 МПа и температурой не более 90˚С, тремя потоками (при двух работающих компрессорах) подается на реакторных блок. Этилен по первому потоку подается в подогреватель 301, где нагревается до температуры начала реакции (155-210˚С) горячей водой поступающей в рубашку подогревателя из рубашки первой зоны реактора 302. При температуре газа более 210˚С срабатывает сигнализация, при температуре более 230˚С – программа А1.

Газ после подогревателя 301, с температурой  (155-210˚С) поступает в первую зону реактора 302. При температуре 310˚С в зоне реактора срабатывает сигнализация, а при температуре 320˚С  срабатывает аварийная программа А1.

Из 1-ой зоны реактора реакционная смесь подается во 2-ю зону реактора 305. Перед второй зоной реактора реакционная смесь смешивается с этиленом второго потока. Для повышении конверсии этилена по длине реактора вводится холодный этилен с отделения компрессии по второму и третьему потоку (если 3-х зонный процесс). Реактор работает при двух зонном процессе, этилен подается в реактор по двум потокам, третий отключен. Второй поток газа проходит через подогреватель 303. Температура этилена после подогревателя устанавливается таким образом, чтобы в точке смешения с основным потоком температура реакционной смеси была не ниже температуры начала реакции. Объем регулирующего газа по второму и третьему подогревателю 303, подогревается до температуры 120 – 160˚С  и подается в точку смешения. При температуре 250˚С срабатывает программа А1.

Реакционная масса после точки смешивания подается во вторую зону реактора 305, где при температуре 310˚С срабатывает сигнализация, а при температуре 320˚С программа А1, останавливается процесс полимеризации и открываются сбросные клапана. Для снятия тепла реакции полимеризации в рубашку реактора 305 подается горячая вода из рубашки третьей зоны реактора 306, температура контролируется на дисплее информационно-вычислительной системы (ИВС)

Реакционная масса из второй зоны реактора 305 переходит подается в третью зону 306. При трех зонном процессе полимеризации этилен с отделения компрессии по третьему потоку через холодильник 304 подается на смешение с реакционной массой после второй зоны реактора 305.температура 200 – 305˚С в точке смешения газа и реакционной массы. При двух зонном процессе полимеризации  холодильник 304 отключается.