В качестве вспомогательного оборудования выбираем кожухотрубный теплообменник, предназначенный для подогрева исходной смеси с 180°С до 250°С. В качестве теплоносителя используются продукты реакции выходящие из реактора с температурой 300°С.

Найдем тепло необходимое для подогрева исходной смеси с 180°С до 250°С. Разность температур:

                                                                                                          (4.28)

где    F - мольный поток вещества, берем из материального баланса;

с - теплоемкость веществ при средней температуре смеси

соксида углерода = 30,22 Дж/моль∙К [7, с. 75]

сметан - 46,60 Дж/моль∙К [7, с. 83] сазот=29,96 Дж/моль∙К [7, с. 72]

соксида углерода (IV)= 44,97Дж/моль∙К [7, с. 75]

сводорода=29,08 Дж/моль∙К [7, с. 72]

скарбинола=74,01 Дж/моль∙К [7, с. 85]

своды=35,37 Дж/моль∙К [1, с. 78]

Q= ( 2,198∙30,22 + 3,008∙46,80 + 1,389∙29,96 + 1,078∙0,935 + 1,307∙44,97 + 11,632∙

•29,08 + 0,124 ∙74,01 + 0,08∙35,37) ∙70∙103/3600

Q= 12,81-103Вт

                   [II, с. 149]                                                               (4.29)

К - коэффициент теплоотдачи

(4.30) α1 - коэффициент теплоотдачи нагреваемой смеси α1=500Вт/м2∙К;

α2 - коэффициент теплоотдачи охлаждаемой смеси α2=600Вт/м2∙К.

Сумма технических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали и загрязнения органических паров:

                                                                                                                             (4.31)

= 17,5 [10, с. 505] - коэффициент теплопроводности нержавеющей стали

= =11600 [11, с. 531]

Рис. 4.4.   Схема тепловых потоков в теплообменнике

В соответствии с таблицей 2.3. [10, с. 51] поверхность, близкую к необходимой, может иметь теплообменник dтруб 25X2 с длиной труб 1,5м;

Dкожуха-159мм, поверхность теплообмена F=1,5m2. Запас поверхности теплообмена для выбранного теплообменника:

4.3.2. Аппарат воздушного охлаждения

          Циркуляционный газ в аппаратах воздушного охлаждения охлаждается с

температуры 1200С до 400С, воздух нагревается с 150С до 700С.

                   1200С  40 0С

                     700С  150С

Следовательно

Ориентировочно значение коэффициента теплопередачи К от газа к жидкости при

вынужденном движении принимаем 50 Вт / (м2·К)

          Определяем ориентировочное значение площади поверхности теплообмена

                   [15]                                                                                             (5.39)

где    Q – количество передаваемой теплоты, Вт;

К – коэффициент теплопередачи, Вт / (м2·К);

           - средняя разность температур холодного и горячего теплоносителей, 0С.

Определяем расход тепла, передаваемого от циркуляционного газа к воздуху

где    - массовый расход циркуляционного газа, кг/с;

           - теплоёмкость циркуляционного газа, кДж/(кг·К);

          - начальная и конечная температуры циркуляционного газа, 0С

Q= 141,730·2,416·(120-40)=27393,57 кВт

Тогда                                        м2

          Так как циркуляционный газ перед аппаратами воздушного охлаждения делится на

два потока, то поверхность теплообмена соответственно будет равна 7305 м2.

          По ГОСТ 14246-79 выбираем аппарат воздушного охлаждения зигзагообразного

типа с диаметром труб 25Х2 мм, длиной труб 6000 мм, числом ходов 1 и площадью

поверхности теплообмена 1875 м2.

4.3.3. Расчёт и подбор ёмкостей

          Расход конденсата (карбинола – сырца) после сепаратора составляет 15000 кг/с по таблице.

Требуемый объём ёмкости определяется по формуле

                                                                                                                                                (5.40)

где    - расход конденсата, кг/с;

           - время заполнения ёмкости, ч; =0,5ч

           - плотность карбинола – сырца, кг/м3

           = 831 кг/м3   [20]

           - коэффициент заполнения, принимаем = 0,8 в соответствии с требованиями Госгортехнадзора;

м3

По ГОСТ 9317-84 выбираем ёмкость горизонтальную цилиндрическую с двумя эллиптическими отбортированными днищами, сварную [18].

Основные размеры сборника:

                   - вместимость 12,5 м3;

                   - внутренний диаметр 2000 мм;

                   - длина цилиндрической части 3200 мм;

                   - общая длина аппарата 4280 мм.

4.3.4. Подбор насосно – компрессорного оборудования

          Для компримирования свежего синтез – газа выбираем центробежный, четырёхступенчатый компрессор марки К-160-131-1 с приводом от электродвигателя типа СТДП-6300-2УХЛ4:

          - объёмная подача 70812 м3/ч;

          - избыточное давление всаса 0,69 МПа;

          - избыточное давление нагнетания 4,41 МПа;

          - масса 72 т.

Для циркуляции газа выбираем центробежный одноступенчатый компрессор марки К-270-14-7 с приводом от электродвигателя типа СТМН-400-В:

          - объёмная подача 600000 м3/ч;

          - избыточное давление всаса 4,8 МПа;

          - избыточное давление нагнетания 5,3 МПа;

          - масса 46,2 т.

5. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1. Основные исходные данные

Производство карбинола является производством с непрерывным технологическим процессом при трехсменном режиме работы. Нагрузка по сменам равномерная.

Так как производство карбинола является пожаро- и взрывоопасным, то электрооборудование должно применяться во взрывозащищенном исполнении [12].

По степени надежности и бесперебойности электроснабжения основное оборудование относится к первой категории, гак как перерыв в электроснабжении этого оборудования может привести к опасности для жизни людей и значительному материальному ущербу, связанному с повреждением оборудования и длительному расстройству сложного технологического процесса.

Часть электрооборудования входит в особую группу по надежности электроснабжения. Это маслонасосы компрессоров, электроприводы задвижек, аварийное освещение. Это оборудование необходимо для безаварийной остановки производства в случае выхода из строя как основного, так и резервного источников питания.

Проектом предусмотрено рабочее, ремонтное и аварийное освещение. По надежности электроснабжения осветительные установки относятся к первой категории.

5.2. Определение потребителей электроэнергии и их мощности

Основными потребителями электроэнергии являются компрессоры, насосы и вентиляторы.

Единичная мощность потребителей определялась по каталогам и справочникам, согласно которым выбиралось технологическое оборудование [12]

Перечень основного оборудования с указанием его особенностей приведен в таблице 5.1.

Таблица 5.1