1.4 Обґрунтування умов щодо ділянки для будівництва спроектованого об'єкту

Вибір району для розміщення хімічних підприємств визначають на основі техніко-економічного вивчення багатьох факторів (сировинного, енергетичного, водного і т.д.) при їхньому взаємному поєднанні.

Сировиною для виробництва азоту та кисню є атмосферне повітря, вимоги до якого ставляться по вмісту домішок. Основними негативними домішками є ацетилен (н/б 0,5 мг/м³), вуглеводні ( в перерахунку на вуглець н/б 10, мг/м³), тому виробнича площадка розташування запроектованого виробництва пропонується на значній відстані від виробництв з газовими викидами вуглеводнів в атмосферу. Такий вибір дасть змогу забезпечити якісні параметри для повітря, як сировини.

Пропоную розташувати цех з виробництва азоту, кисню та аргону на промплощадці ТОВ «Карпатнафтохім».

Енергопостачання та паро постачання буде здійснюватись Калуською ТЕЦ, водопостачання із Чечвинського водосховища кваліфікованими робітничими кадрами підприємство буде забезпечене за рахунок випускників Калуського Політехнічного Коледжу, інженерно-технічним персоналом. За рахунок випускників університету «Львівська Політехніка».

Обладнання цеху розташоване на відкритих площадках, у зв’язку з пожежо – та вибухонебезпечністю продуктів. Таке розташування дозволяє запобігти утворенню вибухонебезпечних сумішей та створює природну вентиляцію.

Транспортування готової продукції не вимагає великих затрат, оскільки основна частина готової продукції використовується безпосередньо на виробництвах ТОВ «Карпатнафтохім».

Будівельний майданчик обраний з відносно рівним рельєфом.

На території переважають повністю східні вітри. Тому виробництво потрібно будувати зі сторони даного напрямку згідно троянди вітрів.

Рис.1. – “Троянда” вітрів м. Калуш та Калуського району.

2. Технологічна та експлуатаційна характеристика процесу

2.1 Опис технологічної схеми процесу охолодження та ректифікації повітря

Атмосферне повітря всмоктується трьохступеневим турбінним компресором ТК через вхідний шумоглушник , та фільтр Ф. Перепад тиску на фільтрі повинен бути н/б 0,25 кПа. Для запобігання замерзання вологи з повітря на фільтрі під час роботи в холодний період, при температурі навколишнього середовища від -5 до +3 °С і відносній вологості повітря більше 90% автоматично включається калорифер К для підігріву повітря.

Тиск повітря на всмоктування турбокомпресора ТК повинен бути н/м 102,7 кПа, об'ємна частка водяної пари н/б 90%. В компресорі повітря стискається до тиску н/б 0,55 МПа. Для забезпечення мастилом з тиском н/м 0,15 МПа, системи компресора працює циркуляційна система змащення. Під час стиснення на кожному ступені повітря нагрівається приблизно до 102-112 °С. Після І і II ступенів стиснене повітря охолоджується в проміжних холодильниках ХП1 і ХП2 до 40 °С. Після III ступеня повітря з температурою н/б 140 °С направляється в тарілчаcтий холодильник ХТ. Охолодження повітря в проміжних холодильниках здійснюється зворотною водою з об'ємною витратою н/м 250 м³/год, тиском 0,25 – 0,28 МПа і температурою н/б 28 °С, яка подається з насосної. Зворотна вода нагрівається до температури 47 °С.

В тарілчастому холодильнику ХТ проходить охолодження повітря до 16 °С і відмивка його від пилу прямим контактом із зворотною і захолодженою водою. У верхню частину холодильника, на 18-ту тарілку, подається захолоджена вода з аміачної холодильної установки з температурою 13 °С. В середню частину тарілчастого холодильника на 4-ту тарілку подається зворотна вода з об'ємною витратою н/м 60 – 80 м³/год.

Повітря з тарілчастого холодильника при температурі н/б 16 °С надходить в один із двох почергово працюючих адсорберів молекулярних сит А1,А2. В них адсорбується волога, вуглекислий газ і частково вуглеводні. Перепад тиску в адсорберах повинен бути н/б 12 кПа.

В той час, коли один адсорбер знаходиться в режимі адсорбції другий - в режимі регенерації. Для регенерації і охолодження молекулярних сит застосовується сухий неочищений азот з верхньої ректифікаційної колони з об'ємною часткою кисню - не більше 1,4%, який попередньо нагрівається в паро підігрівачі до температури 160-170^оС ( на схемі не показано). Для охолодження молекулярних сит сухий неочищений азот охолоджується в основних блочних теплообмінниках ХБ до температури н/б 16^оС. Час охолодження триває н/м однієї години сорока хвилин до досягнення температури сухого неочищеного азоту н/б 30^оС.

Після регенерації регенераційний азот виходить з адсорбера через шумоглушник і викидається в атмосферу.

Очищене і висушене повітря, яке вийшло з адсорберів з температурою н/б 22 °С і тиском 0,4 МПа, об'ємною часткою СО₂ не більше 0,0001% ділиться на три основні потоки, крім цього очищене і висушене повітря направляється на контрольно вимірювальні прилади основного виробництва ТОВ «КАРПАТНАФТОХІМ». Більша частина повітря направляється в основні блочні теплообмінники ХБ, в яких охолоджується товарним газоподібним азотом, киснем, та неочищеним газоподібним азотом до мінус 170 °С і тиску н/б 0,54 МПа і поступає в нижню частину нижньої ректифікаційної колони.

Менша частина повітря направляється у випарник кисню ВК, де звідки газоподібний кисень направляється споживачам, а охолоджене до мінус 170 °С повітря поступає в куб нижньої ректифікаційної колони КРН, змішуючись із основним потоком повітря.

Ще одна частина повітря, менша третини об’єму направляється для додаткового стиснення в бустерний компресор, який відіграє роль гальма для турбокомпресора.

Рідина, збагачена киснем з куба нижньої колони РКН проходить переохолоджувач із температурою н/б мінус 176˚С направляється на 73-тю тарілку верхньої ректифікаційної колони РКВ.

Газоподібний азот виходячи з верхньої частини нижньої колони РКН розділяється на два потоки. Менша частина азоту використовується для обігріву конденсатора чистого аргону, основних теплообмінників, регенерації адсорберів молекулярних сит.

Основна, більша частина азоту скраплюється в трубках конденсатора КК. Конденсатор КК - трубчастий апарат який вмонтований під верхньою ректифікаційною колоною РКН. Міжтрубний простір конденсатора з’єднаний з верхньою колоною, а трубний простір із нижньою колоною.

В міжтрубному просторі накопичується скраплений кисень та випаровується (при t˚ мінус 180˚С) піднімаючись у верхню ректифікаційну колону на нижні тарілки, а в трубному конденсується (скраплюється) азот (при t˚ мінус 177˚С), проходить через переохолоджувач t˚ н/б мінус 190˚С та виходить розділяючись на три потоки.

Більша частина скрапленого азоту як товарний продукт направляється у випарник азоту ВА та випарюється до газоподібного, менша частина на 100-у тарілку верхньої колони РКВ. Газоподібний азот – продукт, який відбирається із 100-ої тарілки верхньої колони РКВ проходить через переохолоджувач П із температурою мінус 174°С направляється в блочні холодильники ХБ, та споживачам. Частина скрапленого кисню із конденсатора КК при підвищенні рівня більше 75% виводиться у резервуар скрапленого кисню або стискається та направляється у випарник кисню, звідки на станцію заповнення балонів.

Газоподібний кисень, що піднявся з конденсатора КК у верхню колону РКВ збирається під нижньою тарілкою через блочні холодильники направляється споживачам.