Министерство  образования и науки РФ

     Государственное образовательное учреждение

     высшего профессионального образования

     «Санкт-Петербургский  государственный

     инженерно-экономический  университет»

     Факультет экономики и управления в химической

     промышленности  и природопользовании 

Кафедра экономики и менеджмента в  химической промышленности

  КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

  по  дисциплине

    ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 

на тему:

«Проект организации производства серной кислоты»

Вариант №10. 

Выполнила:  студентка группы № 681

Очного отделения        4  курса

Ясенкова П.Г.

Руководитель:_к.э.н. проф.

Дыбаль С.В.

Дата сдачи проекта  : _____________            
 
 
 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург 

2011 г.

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………...…....3

2. Характеристика выпускаемой продукции………………………………….....4

3. Описание технологического метода производства………………………......7

4. Выбор и расчет потребности в основном технологическом оборудовании для выполнения производственной программы…………………………….....10

5. Заключение…………………………………………………………………….27

6. Список использованной литературы………………………………………...28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение

     Организация производства - комплекс мероприятий, направленных на рациональное сочетание процессов труда с вещественными элементами производства в пространстве и во времени с целью повышения эффективности, т. е. достижения поставленных задач в кратчайшие сроки, при наилучшем использовании производственных ресурсов.

     Сущность  организации производства состоит  в объединении и обеспечении взаимодействия личных и вещественных элементов, установление необходимых связей и согласованных действий участников производственного процесса, создание организационных условий для экономических интересов производственного предприятия.

     Целью курсового проекта является проверка и закрепление полученных в ходе изучения дисциплины знаний и приобретение практических навыков в вопросах организации и проектировании производственной системы промышленного предприятия, специализирующегося на производстве химической продукции. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2. Характеристика выпускаемой продукции

       Среди минеральных кислот, производимых  химической промышленностью, серная кислота по объему производства и потребления занимает первое место. Объясняется это и тем, что она самая дешевая из всех кислот, а также ее свойствами. Серная кислота не дымит, в концентрированном виде не разрушает черные металлы, в то же время является одной из самых сильных кислот, в широком диапазоне температур (от –40…-20 до 260-336,5 ºС) находится в жидком состоянии.

          Области применения серной кислоты  чрезвычайно обширны. Существенная ее часть используется как полупродукт в различных отраслях химической промышленности, прежде всего для получения минеральных удобрений, а также солей, кислот, взрывчатых веществ. Серная кислота применяется и при производстве красителей, химических волокон, в металлургической, текстильной, пищевой промышленности и т. д. 

ПРИМЕНЕНИЕ  СЕРНОЙ КИСЛОТЫ. 

          Серная кислота может существовать как самостоятельное химическое соединение H2SO4, а также в виде соединений с водой

     H2SO4*2H2O, H2SO4*H2O, H2SO4 *4H2O и с триоксидом серы H2SO4*SO3, H2SO4*2SO3.

          В технике серной кислотой называют и безводную H2SO4 и ее водные растворы (по сути дела, это смесь H2O, H2SO4 и соединений H2SO4*nH2O), и растворы триоксида серы в безводной H2SO4 – олеум (смесь H2SO4 и соединений H2SO4*nSO3)

          Безводная серная кислота –  тяжелая маслянистая бесцветная  жидкость, смешивающаяся с водой и триоксидом серы в любом соотношении. Физические свойства серной кислоты, такие, как плотность, температура кристаллизации, температура кипения, зависят от ее состава.

          Безводная 100%-ная серная кислота  имеет сравнительно высокую температуру  кристаллизации 10,7ºC. Чтобы уменьшить возможность замерзания товарного продукта при перевозке и хранении, концентрацию технической серной кислоты выбирают такой, чтобы она имела достаточно низкую температуру кристаллизации. Промышленность выпускает три вида товарной серной кислоты (башенная кислота, контактная кислота и олеум). 
 

     Технические параметры согласно ГОСТу 2184-77

     Настоящий стандарт распространяется на техническую  серную кислоту следующих видов: контактную (улучшенную и техническую); олеум (улучшенный и технический); башенную и регенерированную.

     По  физико-химическим показателям серная кислота должна соответствовать  нормам, указанным в таблице. 
 
 
 

3. Краткое описание  технологической схемы производства серной кислоты.

      Производство серной кислоты из серосодержащего сырья включает несколько химических процессов, в которых происходит изменение степени окисления сырья и промежуточных продуктов. Это может быть представлено в виде следующей схемы:

     где: I     —    стадия получения печного газа (оксида серы (IV)), II   —    стадия каталитического окисления оксида серы (IV) до оксида серы (VI) и абсорбции его (переработка в серную кислоту).

     В реальном производстве к этим химическим процессам добавляются процессы подготовки сырья, очистки печного газа и другие механические и физико-химические операции. В общем случае схема производства серной кислоты может быть выражена  в следующем виде:

     Сырье  → подготовка сырья → сжигание (обжиг) → очистка печного газа сырья → контактирование → абсорбция  контактированного газа → СЕРНАЯ КИСЛОТА.

     В данном проекте серная кислота будет  производиться из элементарной серы.

     Расплавленная и отфильтрованная сера сжигается в потоке предварительно высушенного воздуха. Обжиговый газ после грубой очистки от пыли в огарковых электрофильтрах при 300^оС поступает в полую промывную башню, где разбрызгивается холодная серная кислота (≈75%-ная Н₂SO₄). При охлаждении газа имеющиеся в нем трехокись серы и пары воды конденсируются в виде мельчайших капель. В этих капельках растворяется окись мышьяка. Образуется мышьяковокислотный туман, который частично улавливается в первой и второй башне с керамической насадкой. Одновременно улавливаются остатки пыли, селен и другие примеси. Образуется грязная серная кислота (до 8% от общей выработки), которую выдают как нестандартную продукцию. Окончательная очистка газа от трудноуловимого мышьяковокислотного тумана производится в мокрых электрофильтрах, которые устанавливают последовательно (два или три). Принцип действия мокрых электрофильтров таков же, как и сухих. Капельки тумана осаждаются на трубчатых осадительных электродах, изготовленных из свинца или пластмассы «АТМ», и стекают вниз. Очистка газа завершается осушкой его от паров воды купоросным маслом в башне с насадкой. Обычно устанавливаются последовательно две сушильные башни. Башни, газоходы и сборники кислоты в отделении очистки обычно устанавливаются стальные, футерованные кислотоупорным кирпичом или диабазовой плиткой. Сухая двуокись серы трехокись серы не агрессивны, поэтому всю последующую аппаратуру вплоть до моногидратного абсорбера можно монтировать из обычной углеродистой стали без защиты от коррозии.

     Большое количество аппаратуры создает значительное сопротивление потоку газа (до 2 м вод. ст.), поэтому для транспортировки газа устанавливается турбо компрессор. Компрессор, просасывая газ из печей через всю аппаратуру,  нагнетает его в контактный узел. Контактный узел состоит из контактного аппарата,  кожухотрубного теплообменника и огневого пускового подогревателя газа. В теплообменнике пускового подогревателя газ нагревается перед поступлением в аппарат при пуске или при падении температуры в аппарате ниже нормы. Обычно применяются полочные контактные аппараты. Такой аппарат имеет цилиндрический корпус диаметром от 3 до 12 и высотой 10-25 м. Внутри корпуса установлены четыре-пять решеток со слоем гранул контактной массы на каждой из них. Между слоями контактной массы установлены промежуточные трубчатые или коробчатые теплообменники. Свежий газ подогревается за счет тепла прореагировавшего горячего газа сначала во внешнем теплообменнике, потом он частично или полностью проходит для подогрева последовательно три-четыре внутренних теплообменника, при 440-450^оС поступает в первый слой контактной массы. Эта температура регулируется открыванием задвижек на байпасном газоходе. Главное назначение внутренних теплообменников – охлаждение частично окисленного и разогретого в слое катализатора газа таким образом, чтобы режим ступенчатого вида приближался к кривой оптимальных температур.

     Ниже  на рисунке  представлена схема получения серной кислоты контактным способом:  

     1 – печь для обжига в кипящем  слое; 2 – циклон; 3 – электрофильтр,  4 – сушильная башня;

     5 – теплообменник; 6 – контактный аппарат; 7 – поглотительная башня 
 

4. Выбор и расчет потребности в основном технологическом оборудовании для выполнения производственной программы. 

     Производственной  программной предусматривается  производство двух видов однородной продукции, отличающейся друг от друга физико-химическими параметрами: кислота серная техническая (с содержанием моногидрата 92,5%)  и реактивная (с содержанием моногидрата 94%). Необходимо провести перерасчет суммарного объема производства. Пересчитываем на 100% моногидрата.

     Серная  кислота, техническая 25000*0,925=23125 тонн

     Серная кислота, реактивная 25000*0,94= 23500 тонн

Итого плановый годовой объем производства продукции составит 23125+23500 = 46625 тонн

     Годовой фонд рабочего времени составляет 8640 часов.

     Таблица 1.

     1.Расчитаем  необходимое количество  печей для сжигания  серы:

а) эффективный фонд времени в среднем за год:

      = -  

     Т_ном – номинальный (режимный) фонд времени работы оборудования за год, устанавливаемый согласно установленному режиму работы предприятия (цеха);

      - время простоя оборудования  в ремонтах в среднем за  год в течение ремонтного цикла.

     Т_ном=8640 ч

     Вычислим  Т_ппр^ср:

      =

 – продолжительность ремонта  к-го типа (час),

m – продолжительность ремонтного цикла (лет).

       _кап = = 1

      _ср = = 2

      _ср = 2 - 1 = 1

      _тек = = 48

 - количество планируемых средних  ремонтов, не совмещенных с капитальным ремонтом, в течение ремонтного цикла;

1 – количество  капитальных ремонтов в межремонтном  цикле.

      _тек = 48-1-1 = 46

       m = = 4

      =393 ч

      = 8640-393=8247 ч

б) вычислим необходимое количество оборудования:

- расчетное количество оборудования  j-го типа,

N_j – часовая производительность единицы оборудования j-го типа,

- эффективный фонд времени работы оборудования j-го типа в среднем за год в течение межремонтного цикла.

       = =0,98

       = 0.98 → = 1.

     2.Расчитаем  необходимое количество  промывных башен:

а) эффективный фонд времени в среднем за год:

      = -

     Вычислим :

       =

       _кап  =    = 1

      _ср = = 4

      _ср = 4 - 1 =3

      _тек = = 48

      _тек = 48 – 3 – 1 = 44

       m= = 4

      ч

      = 8640 – 492 = 8148 ч

б) вычислим необходимое количество оборудования:

       = = 1,66

       = 1,66 → = 2.

     3.Расчитаем  необходимое количество  контактных аппаратов:

а) эффективный фонд времени в среднем за год:

      = -

     Вычислим :

      =

       _кап = = 1

      _ср = = 2

      _ср = 2 – 1 = 1

      _тек = = 48

      _тек = 48 – 1 – 1 = 46

       m= = 4

      ч

      ч

б) вычислим необходимое количество оборудования:

       = = 1,91

       = 1,91 → = 2.

     4.Расчитаем  необходимое количество  сушильных башен:

а) эффективный фонд времени в среднем за год:

      = -

     Вычислим :

       =

       _кап = =1

      _ср = = 4

      _ср = 4 – 1 = 3

      _тек = = 48

      _тек = 48 – 3 – 1 = 44

       m= = 4

      ч

      ч

б) вычислим необходимое количество оборудования:

       = = 1, 61

       = 1,61 → = 2.

     5.Расчитаем  необходимое количество  абсорберов для  кислоты технической:

а) эффективный фонд времени в среднем за год:

           = -

     Вычислим :

      =

       _кап = = 1

      _ср = = 5

      _ср = 5 – 1 = 4

      _тек = = 120

      _тек = 120 – 4 – 1 = 115

       m= = 10

      ч

      ч

б) вычислим необходимое количество оборудования:

       = = 0,79

       = 0,79 → = 1.

     6.Расчитаем  необходимое количество  абсорберов для  кислоты реактивной:

а) эффективный фонд времени в среднем за год:

          = -

     Вычислим :

       =