Описание технологической схемы.

4.2.1 Склад щелочи.

Едкий натр поступает на завод в ж/д цистернах. Разгрузка цистерн производится насосом поз.Н-104 в хранилища щелочи поз.Е-105.

Залив насосов поз.Н-104 щелочью производится сифонной системой с буферной емкости поз.Е-102. Предварительное наполнение емкости поз.Е-102 щелочью производится насосом поз.Н-106 из хранилища поз.Е-105.

В зимнее время перед подачей щелочи в хранилище в цистерну подается острый пар для разогрева. Одновременно щелочь подогревается в теплообменнике поз.Т-107 путем ее циркуляции насосом поз.Н-104, по окончании разогрева производится выгрузка щелочи из цистерны в хранилище поз.Е-105.

Контролируется давление в линиях подачи пара на обогрев цистерны и теплообменника поз.Т-107 манометром поз.К-301, и температура раствора щелочи на входе и выходе теплообменника поз.Т-107 приборами поз.К-100^а-б.

Проливы щелочи собираются в приямок, откуда насосом поз.Н-109 откачиваются обратно в емкости поз.Е-105.

Предусмотрен контроль давления в нагнетательных линиях насосов поз.Н-104, Н-106, Н-109 приборами поз.К-302, К-304, К-305 соответственно и контроль уровня заполнения хранилищ поз.Е-105 с непрерывными показаниями и сигнализацией верхних и нижних пределов приборами поз. LT 221, LT 222, LT 224. Во избежание кристаллизации щелочи в хранилищах поз.Е-105 установлены паровые змеевики. Предусмотрена регистрация температуры в хранилищах приборами поз.TT 217, TT 218, TT 219 и ручное регулирование подачей пара в змеевики.

4.2.2 Приготовление раствора мононатрийфосфата.

73 % фосфорная кислота из производства фосфорной кислоты поступает в хранилища поз.Е-101, снабженные паровыми змеевиками.

Оба хранилища соединены линией перелива, т.е. могут работать локально или в режиме общего объема. Предусмотрены линии перекачки кислоты из одного хранилища в другое. Избыток кислоты из напорной линии насоса поз.Р-101 возвращается в хранилище поз. Е-101 (байпас насоса поз.PCV 001).

Предусмотрены показания температуры и уровня в хранилищах поз.Е-101 приборами поз.TT 213, TT 214, поз. LT 226, LT 227, с сигнализацией верхнего и нижнего уровней кислоты приборами поз. LH 24, LH 26, поз. LL 23, LL 25 соответственно. Регулирование температуры производится вручную вентилями на подаче пара в змеевики.

Щелочь с хранилищ поз.Е-105 насосами поз.Н-106 по изолируемому трубопроводу с пароспутниками, проложенному по эстакаде, подается в емкость поз.Е-102.

Предусмотрены показания температуры и уровня в емкости поз.Е-102 с сигнализацией верхнего и нижнего уровней щелочи приборами поз.TT 212, поз.LT 225, поз.LH 22, поз.LL 21 соответственно. Регулирование температуры производится вручную вентилями на подаче пара в змеевики.

Работа насосов поз.Н-106 (H2A,B) сигнализируется на мониторе ЦПУ и блокируется при достижении верхнего уровня в емкости поз.Е-102.

Проливы из хранилищ поз.Е-101 и емкости поз.Е-102, стоки от смыва полов, поддонов и от лаборатории собираются в приямок, откуда насосом поз.Н-147 откачиваются в гранбассейн цеха 5.

Давление после насоса поз.Н-147 контролируется прибором поз. К-303. Уровень в приямке контролируется визуально.

Из хранилища поз.Е-101 насосом поз.Р-101 кислота подается в реактор поз.R 201, поз.R 202.

Расход кислоты автоматически дозируется: грубо - приборами поз.FT 003, FCIQ 003, клапанами поз.FV 003, поз. XV 005, поз.XV 007; точно - поз.FT 004, поз.FCIQ 004, клапанами поз.FV 004, поз. XV 006, поз.XV 008.

Давление в трубопроводе после насоса поз. Р 101 измеряется прибором поз. PI 002, температура кислоты - приборами поз. ТI 002, поз. ТТ 002.

Из емкости поз. Е 102 щелочь насосом поз. Р 102 подается в реактор поз.R 201, поз.R 202. Избыток щелочи из напорной линии насоса поз.Р 102 возвращается в емкость поз. Е 102 (байпас насоса поз.PCV 002).

Давление в трубопроводе после насоса поз. Р 102 измеряется приборOM поз. PI 001, температура щелочи - приборами поз. ТI 001, поз. ТТ 001.

Расход щелочи автоматически дозируется: грубо - приборами поз. FT 001, FCIQ 001, клапанами поз.FV 001, поз.XV 001, поз.XV 003; точно - приборами поз. FT 002, FCIQ 002, клапанами поз.FV 002, поз.XV 002, поз.XV 004.

Для разбавления реакционного раствора до необходимой плотности имеется сборник промышленной воды поз.Е-103. Вода в сборник подается из межцеховой линии промводы. Сюда же производится возврат конденсата водяного пара, используемого на обогрев емкостей и трубопроводов. При необходимости подогрев воды в сборнике в зимнее время производится острым паром, расход которого регулируется вручную вентилем.

Предусмотрены непрерывные показания температуры и уровня в емкости поз.Е-103 с сигнализацией верхнего и нижнего уровней воды приборами поз.TT 215, поз.LT 228, поз.LH 28, поз.LL 27 соответственно.

Из емкости поз. Е-103 вода насосами поз. Р 103 подается в реактор поз.R-201 для разбавления раствора.

Давление в трубопроводе после насоса поз. Р 103 измеряется прибором поз. PI 003, температура воды - приборами поз. ТT 215, поз. ТI 003, поз. ТТ 003.

Расход воды автоматически дозируется приборами поз. FT 005, FCIQ 005, клапанами, поз.XV 009, поз.XV 010.

Нейтрализация проводится поочередно в 2-х реакторах при температуре 85-90 °С.

Реактор представляет собой цилиндрическую емкость с плоским днищем, по центру которой выставлена лопастная мешалка. Мешалка служит для качественного перемешивания реакционной смеси. Для создания необходимого температурного режима процесса и предупреждения кристаллизации раствора реакторы снабжены змеевиками, в которые подается пар.

Контроль температуры производится приборами поз.TT017, поз.TT018, поз.TICA017, поз.TICA018, регулирование - клапаном поз.TV 017, поз.TV 018, смонтированным на линии входа пара в змеевик.

Производится контроль уровня в реакторах поз. R-201 (R–202) с сигнализацией верхнего и нижнего уровней раствора приборами поз.LS004, поз.LS005, поз.LSAH004, поз.LSAH005, поз.LT001, поз.LT002, поз.LIAH001, поз.LIAH002, поз.LS007, поз.LS008, поз.LSAL007, поз.LSAL008.

Кроме того, измеряется плотность раствора в реакторе приборами поз.QT 001, поз.QT 002, поз. QIC001, поз. QIC002 и регулируется клапаном подачи воды поз.FV 005.

Процесс нейтрализации производится следующим образом.

В реактор поз.R-201 (R–202), где постоянно имеется неснижаемый уровень раствора, обеспечивающий погружение в него мешалки и исключение холостой работы насоса поз. Р–201, закачивается со скоростью 10 м³/ч основная доза кислоты –7,3 т, т.е. 4,67 м³. После этого в реактор со скоростью 5 м³/ч дозируется 4,48 т, т.е. 2,94 м³ гидроокиси натрия. В случае слишком бурно протекающей реакции регулирующим вентилем скорость дозировки снижается. В процессе реакции образуется водяной пар, который отводится из реактора в атмосферу с помощью вентилятора поз. поз.VT-203.

После завершения дозировки проводится отбор пробы раствора из реактора для определения МТ. Ход нейтрализации и достигнутые значения МТ контролирует аппаратчик при помощи химического анализа отобранной пробы раствора.

Результат анализа вводится в электронную программу, которая на основании заданных пределов определяет, какое вещество необходимо добавить и вычисляет необходимое количество данного вещества для добавления. После этого аппаратчик задает управляющему компьютеру дозировку не достающего сырья, после чего производится автоматическая подача сырья в реактор. Затем следует перемешивание продолжительностью 10 минут и новый отбор пробы. Вся процедура повторяется до тех пор, пока МТ не будет находиться в заданных пределах (МТ ≈ 0,995¸1,005 для Гекса 68 и МТ ≈ 1,20¸1,22 для Гекса 65). Предполагаемая точность установки МТ составляет ± 0,005 моль/моль. Для этих пределов и полезного объема реактора 8 м³ минимальное добавляемое количество будет в случае фосфорной кислоты составлять около 35 кг (20 л), а в случае гидроокиси натрия – 22 кг (14 л).

Окончательное заключение о качестве приготовленного раствора дает лабораторный анализ (определение металлического титра методом титрования (молярное соотношение Na⁺ / H₂PO₄^- соответствует молярному соотношению Na/P) и плотности раствора). Плотность готового раствора должна быть не больше 1640 кг/м³. При этом значении уже угрожает блокировка трубопроводов образовавшимся кристаллическим однозамещенным фосфатом натрия. Разбавление раствора водой производится аналогично подаче сырья с помощью управляющего компьютера: аппаратчик задает необходимое количество воды на разбавление, компьютер производит автоматическую дозировку.

Как только МТ и плотность раствора будет находиться в заданных пределах, аппаратчик проводит перекачку раствора в емкость поз. R–301 путем открытия (закрытия) соответствующих вентилей (клапанов). Скорость перекачки раствора составляет приблизительно 20 м³/ч. При достижении минимального уровня раствора в реакторе R–201 начинается новый цикл процесса нейтрализации, и подачу раствора в емкость поз. R–301 станет обеспечивать реактор поз. R–202, в котором между тем прошел цикл нейтрализации (нейтрализация проходит поочередно в обоих реакторах).

Все трубопроводы нейтрализованного раствора обогреваются пароспутниками, чтобы исключить охлаждение его до температуры ниже 80 °С. Трубопроводы для фосфорной кислоты и гидроокиси натрия нагреваются до температуры 50 °С. Кроме того, трубопроводы подключены к источнику пара, чтобы при остановке процесса их можно было продуть паром.

Готовый раствор фосфатов температурой 80 °C перекачивается насосом поз. Р-201 в сборник поз.R-301, обогреваемый паровым змеевиком.

Давление в трубопроводе после насоса поз. Р 201 измеряется прибором поз. PI 004.

Контроль температуры в сборнике поз.R-301 производится приборами поз.TT 019, поз.TIC 019, регулирование - клапаном подачи пара в змеевик поз.TV 019.

Производится контроль уровня в сборнике поз.R-301 с сигнализацией верхнего и нижнего уровней раствора приборами поз.LT003, поз.LIAH003, поз.LS006, поз.LSAH006, поз.LS009, поз.LSAL009.

Испарения из реакторов поз. R–201, поз. R–202 удаляются вентилятором поз.VT-203 через выхлопную трубу поз.D-204 в атмосферу.

Схема II.

При использовании в производстве раствора смеси фосфатов последний готовится в цехе 8 нейтрализацией фосфорной кислоты кальцинированной содой. Затем раствор с МТ не менее 1,400 и плотностью 1,58-1,62 т/м³ перекачивается по межцеховому трубопроводу непосредственно в реактор поз. R-201.

Далее процесс идет по описанной выше схеме.