lektsii_bav_Tovkusм

Конспект лекций по дисциплине: технология, оборудование заводов и проектирование производств БАВ.

Введение.

Выделяют три стадии химического производства:

1)подготовка сырья;

2)собственно химическое превращение;ю

3)выделение целевых продуктов.

На сегодняшний день основными тенденциями развития химической технологии являются следующие принципы.

1.Создание агрегатов большей единичной мощности. Это позволяет уменьшить капитальные затраты, увеличить производительность труда, сократить затраты на ремонт, облегчить задачу размещения аппарата.

2.Разработка экологически чистых технологий. Главная задача – обеспечить меньшее загрязнение окружающей среды.

3.Применение совмещённых технологических схем при производстве малотоннажных продуктов, что позволяет взаимозаменять один процесс другим.

4.Увеличение энергетической эффективности химического производства. Это характерно для производств непрерывного цикла.

5.Применение математического моделирования. Составление уравнений, адекватных процессу, оптимизация, что приводит к сокращению разработки химико-технологического процесса в 2-3 раза.

Проектирование – это процесс переработки исходной информации в конечную информацию, необходимую для создания производственного объекта. Заканчивается этот процесс проектно-сметной документацией (ПСД). Заказчик выдаёт задание на проектирование проектировщику, он выполняет ПСД, затем она передается в строительно-монтажное отделение.

Промышленное капитальное строительство подразделяется на 4 категории.

1.Строительство нового предприятия. Применятся, только когда целевая продукция не может быть получена в результате других мероприятий.

2.Расширение действующего производства. Осуществляется или за счёт строительства на уже имеющейся территории новых цехов, или за счёт приобретения новых земель.

3.Реконструкция – полная или частичная замена оборудования без строительства новых цехов, замена морально устаревшего оборудования. Преимущества реконструкции:

отсутствие необходимости освоения новых территорий;

те же инженерные сооружения;

уменьшение продолжительности строительства и сметной стоимости;

сохранение обеспеченности квалифицированными кадрами;

4.Техническое перевооружение. Осуществляется без новых площадей, без нового оборудования. Происходит смена профиля производства той же мощности.

Стадии проектных работ.

Предпроектная разработка включает следующие операции.

1.Технико-экономическое обоснование (ТЭО):

определение и обоснование мощности производства;

номенклатура и качество продукции;

выбор метода производства;

определение потребности в сырье.

2.Выбор площадки для строительства (только при строительстве нового предприятия):

инженерное обследование;

изучение условий подключения к инженерным и транспортным коммуникациям;

разработка вопросов энерго- и водоснабжения.

3.Подготовка задания на проектирование:

наименование производства и предприятия;

режим работы;

связь с другими предприятиями:

и др.

Всё это исходные данные для проектирования. На их основе создается рабочий проект, который состоит из пояснительной записки, чертежей, проекта, документации.

Существует СНиП 11-01-95 «Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений». Определяет состав и содержание проекта. Проект на строительство предприятий, зданий и сооружений производственного назначения состоит из следующих разделов:

общая пояснительная записка;

генеральный план и транспорт;

технологические решения;

организация и условия труда работников.

управление производством и предприятием;

архитектурно-строительные решения;

инженерное оборудование, сети и системы;

организация строительства;

охрана окружающей среды;

инженерно-технические мероприятия гражданской обороны.

мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций;

сметная документация;

эффективность инвестиций.

Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС, EIA, (англ. Environmental Impact Assessment) — термин Международной ассоциации по оценке воздействия на окружающую среду (IAIA, International Association for Impact Assessment). Предназначена для выявления характера, интенсивности и степени опасности влияния любого вида планируемой хозяйственной деятельности на состояние окружающей среды и здоровье населения.

Проведение ОВОС предусмотрено Федеральным законом «Об экологической экспертизе» для всех видов намечаемой хозяйственной или иной деятельности. ОВОС намечаемой хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду способствует принятию экологически грамотного управленческого решения о реализации намечаемой хозяйственной и иной деятельности посредством определения возможных неблагоприятных воздействий, оценки экологических последствий, учёта общественного мнения, разработки мер по уменьшению и предотвращению воздействий. Для предприятий химической промышленности всех видов ОВОС обязательна.

Технологический регламент – главный документ любого производства, один из эксплуатационных документов, который предусмотрен ГОСТами. Технологические регламенты утверждают руководители предприятия или вышестоящей организации. Руководитель предприятия обязан обеспечить точное соблюдение утвержденного технологического регламента с максимальным использованием современных средств технического контроля и автоматического регулирования процесса.

Технологический регламент включает:

литературные данные о процессе и сведения об аналогичных производствах;

общую характеристику производства, продукции и исходного сырья;

описание технологического процесса по стадиям с указанием основных параметров и норм технологического режима;

материальный баланс производства по стадиям;

перечень возможных неполадок, их причины и способы устранения; способы контроля производства и основные правила безопасности ведения процесса;

характеристику отходов производства, сточных вод и выбросов в атмосферу;

перечень обязательных инструкций, в том числе по вопросам охраны труда и техники безопасности; материальный и тепловой балансы;

технологическую схему производства;

спецификацию основного технологического оборудования.

Технологическая схема – это графическое изображение совокупности операций, составляющих законченный химико-технологический процесс. Он включает все операции: от поступления сырья в цех до упаковки продукции.

При составлении технологической схемы соблюдают следующие правила:

1)выбирается примерный масштаб (1:50; 1:100);

2)каждый аппарат представляют в виде упрощённого эскиза, отражающего конструкцию аппарата;

3)при наличии нескольких параллельно работающих линий вычерчивается только одна;

4)каждый аппарат имеет свой номер;

5)основные материальные потоки – сплошные линии с указанием направлений, вспомогательные – тонкими сплошными линиями; все линии на схеме должны быть друг к другу под прямым углом; на линиях потоков условными изображениями наносится арматура, она не нумируется, условными изображениями наносится контрольноизмерительные приборы;

6)каждая технологическая схема снабжается спецификацией.

Инженерные расчёты.

Косновным инженерным расчётам относятся:

материальный баланс;

расчёт объема аппарата, который обеспечивает заданную производительность;

энергетический расчёт (тепловой баланс).

Материальный баланс процесса.

Составление материального баланса позволяет решить следующие задачи:

1)определение количества сырья и вспомогательных материалов для достижения заданной мощности;

2)определение основных размеров и числа аппаратов;

3)составление теплового баланса;

4)количество и баланс потерь.

В основе составления материального баланса закон сохранения материи.

Различают материальные балансы химических и физических процессов. В физических процессах новых продуктов не образуется, происходит перераспределение вещества между фазами; в химических – в расходной части появляются новые соединения.

Общая последовательность составления материального баланса.

Изобразить принципиальную технологическую схему со всеми линиями материальных потоков. На ее основании вычертить схему материальных потоков. Если процесс простой, рециркуляции нет, представляем аппарат точкой, потоки – стрелками (рис. 1).

Рисунок 1.

Если процесс сложный, с рециркуляцией, представляем аппарат прямоугольником, материальные потоки – линиями (рис. 2).

Рисунок 2.

Рассмотрим следующую технологическую схему (рис. 3):

Рисунок 3.

Составим материальный баланс каждого аппарата.

Для аппарата 1:

Nn-1+Nn-1`+N2-1=N1-2+N1p

Для аппарата 2:

N1-2+ N3-2=N2-1+N2-3

Для аппарата 3:

N2-3=N3-2+N3p

Сократим и сложим. Получим материальный баланс контура:

Nn-1+Nn-1`=N1р+N3p

Если неизвестна ситуация внутри контура, надо знать количество и состав входящих и выходящих потоков.

Для периодических процессов необходим баланс времени работы аппарата. Для периодических производств материальный баланс составляется на одну загрузку в кг, для непрерывных – на часовую производительность в кг/ч. Механические потери не планируются. Результаты расчёта сводятся в таблицу материального баланса, которая содержит приход и расход.

Так как все расчёты имеют погрешность, допускается, что

Абсолютная величина погрешности не может быть больше наименьшей составляющей материального баланса.

Пример расчёта материального баланса процесса получения хлорбензола.

Исходные данные. Состав продуктов: бензол 65%, хлорбензол (ХБ) 32%

дихлорбензол (ДХБ) 2,5% трихлорбензол(ТХБ) 0,5%. Всего 100%.

Состав сырья:

технический бензол 97,5% (примеси 2,5%), технический хлор 98% (примеси 2%).

Запишем уравнения основной и побочной реакций.

Ведём расчёт по пассивной схеме на 1000 кг хлорбензола. ХБ – 1000 кг,

бензол – 100/32*65 = 2031,25 кг, ДХБ – 78,12 кг, ТХБ – 15,62 кг.

Количество выделившегося НСl: по первой реакции

,

по второй реакции

,

по третьей реакции

.

Суммируем: 372,65 кг.

Количество израсходованного хлора: по первой реакции

,

по второй реакции

,

по третьей реакции

.

Суммируем: 724,9 – 100%-ый хлор, но по условию технический хлор 98%-ый. Следовательно количество примесей:

.

Расчёт по бензолу:

неизрасходованный бензол (в продуктах) 2031,25 кг, по первой реакции

,