Химическое производство Химическое производство совокупность процессов

Химическое производство

Химическое производство – совокупность процессов и операций, которые осуществляются в машинах и аппаратах и предназначены для переработки сырья путём химических превращений в необходимые продукты. Производственные процессы в химической промышленности могут существенно различаться видами сырья и продукции, условиям их проведения, мощностью аппаратуры и т. д. При всем многообразии конкретных процессов современное химическое производство имеет одно общее: это сложная химикотехнологическая система, состоящая из большого числа аппаратов и разнообразного обо-рудования (узлов) и связей (потоков) между ними. При этом под химико-технологической системой (ХТС) понимается совокупность всех процессов и средств для их проведения с целью получения продукта заданного качества и в требуемом количестве.

Эффективное функционирование химического производства как ХТС предполагает решение ряда задач, как на стадии проектирования, так и на стадиях строительства предприятия и его эксплуатации. При решении этих задач: Ø определяется характер и порядок размещения и соединения отдельных аппаратов в технологической схеме; Ø определяется значение входных параметров сырья; Ø устанавливаются значения технологических показателей системы; Ø определяются конструкционные характеристики аппаратов системы; Ø выбираются параметры технологического режима во всех аппаратах, влияющих на скорость процесса, выход и качество продукции.

В ходе решения этих задач и разрабатывается промышленное производство – осуществляется масштабный переход от лабораторного эксперимента к химическому предприятию. Сложность задач выдвигает необходимость системного подхода при их решении. При системном подходе любое химическое производство рассматривается как объект, взаимодействующий с внешней средой и обладающий сложным внутренним строением, большим количеством составных частей и элементов, взаимно связанных друг с другом и поэтому действующих как единое целое. В подобной системе различают: элемент – самостоятельную и условно неделимую единицу, подсистему – группу элементов, обладающую определенной целостностью.

В химическом производстве элементом считают аппарат, подсистемой – группу аппаратов, технологическую установку. Между элементами и подсистемой существуют различные типы связи: материальные, энергетические, информационные, которые реализуются в форме потоков, переносящих вещество, энергию. Общие признаки ХТС: Ø общая цель функционирования (выпуск химической продукции), Ø многочисленность элементов и связей между ними, Ø большое число параметров, характеризующих работу системы, Ø высокая степень автоматизации процессов управления производством.

Химическое производство как ХТС представляет достаточно сложную иерархическую структуру, включающую несколько уровней: Химическое предприятие (АСУП) Совокупность цехов по производству целевого продукта и АСУ цехов II I 1 2 3 1 2 III 3 1 2 1, 2, 3 - типовые химико-технологические процессы и САР, I, III -технологические цеха, участки и АСУТП. 3

Общие требования к химическому производству Ø получение в производстве необходимого продукта; Ø экологическая безопасность; Ø безопасность и надёжность эксплуатации; Ø максимальное использование сырья и энергии; Ø максимальная производительность труда.

Общая структура химического производства Сырьё 1 2 Основной продукт 3 Материалы Отходы основного производства 5 6 7 Энергия Вода Управление 4 Дополнит. продукт Отходы 1 – подготовка сырья; 2 – переработка сырья; 3 – выделение основного продукта; 4 – санитарная очистка и утилизация отходов; 5 – энергетическая система; 6 – подготовка вспомогательных материалов и водоподготовка; 7 – система управления

Состав химического производства Ø собственно химическое производство; Ø хранилища сырья, продуктов и других материалов; Ø транспортировка сырья, продуктов, промежуточных веществ, отходов; Ø обслуживающий персонал производственного подразделения; Ø система управления, обеспечения и безопасности.

Компоненты химического производства Переменные компоненты потребляются или образуются в производстве при его функционировании: Ø сырьё, поступающее на переработку; Ø вспомогательные материалы; Ø продукты (основной и дополнительный) как результат переработки сырья; Ø отходы производства; Ø энергия, обеспечивающая функционирование производства.

Компоненты химического производства Постоянные компоненты закладываются в производство (оборудование, конструкции) или участвуют в нём (персонал) на весь или почти весь срок его существования: Ø аппаратура (машины, аппараты, ёмкости, трубопроводы, арматура); Ø устройства контроля и управления; Ø строительные конструкции (здания, сооружения); Ø обслуживающий персонал (рабочие, аппаратчики, инженеры и другие работники производства).

Показатели химического производства Определение полезности и эффективности химического производства и технологического процесса в нём производится по разным показателям, которые выделяют в основные группы: 1. технические показатели; 2. экономические показатели; 3. эксплуатационные показатели; 4. социальные показатели.

Показатели химического производства •

Показатели химического производства Технические показатели определяют качество химико-технологического процесса. Расходный коэффициент показывает количество затраченного сырья, материалов или энергии на производство единицы продукции. Его размерность очевидна: кг сырья/т продукта, м 3 сырья/кг продукта, к. Вт ч/кг продукта, Гкал/т продукта и т. д. Расходный коэффициент показывает затраты на производство продукта, однако не отражает эффективность использования расходуемых компонентов. Последнее определяется выходом продукта.

Показатели химического производства Технические показатели определяют качество химико-технологического процесса. Выход продукта – отношение реально получаемого количества продукта из использованного сырья к максимальному количеству, которое теоретически можно получить из того же количества сырья. Например, на получение 1 тонны азотной кислоты реально расходуется 290 -296 кг аммиака, хотя теоретически требуется 270 кг. Выход продукта составляет 91 -93 %. Выход продукта зависит от степени превращения, потерь, наличия примесей.

Показатели химического производства Технические показатели определяют качество химико-технологического процесса. Интенсивность процесса – количество перерабатываемого сырья или образуемого продукта в единице объёма аппарата в единицу времени. Этот показатель характеризует интенсивность протекания процесса в технологическом аппарате и совершенство его организации.

Показатели химического производства Технические показатели определяют качество химико-технологического процесса. Удельные капитальные затраты – затраты на оборудование, отнесённые к единице его производительности. Для организации производства необходимы единовременные затраты на аппараты, машины, трубопроводы, сооружения и прочее, то есть капитальные затраты. Этот технический показатель характеризует эффективность организации процесса в отдельных аппаратах и в производстве в целом, совершенство используемых конструкций и выражается в натуральных величинах (т металла/1000 тонн продукта в сутки) или в денежном выражении.

Показатели химического производства Технические показатели определяют качество химико-технологического процесса. Качество продукта определяет его потребительские свойства и товарную ценность и оценивается разными характеристиками, такими как: содержание (состав и количество) примесей, физические и химические показатели, внешний вид и размеры, цвет, запах и прочее. Определяется следующими документами: ГОСТ, ТУ, сертификатом качества.

Показатели химического производства •

Показатели химического производства Экономические показатели определяют экономическую эффективность производства. Производительность труда – количество продукции, произведённой в единицу времени в пересчёте на одного работающего, характеризует эффективность производства относительно затрат труда. Экономические показатели рассчитываются на основе технических показателей. Некоторые из них (производительность, расходные коэффициенты, удельные капитальные затраты) можно представить в денежном выражении.

Показатели химического производства Эксплуатационные показатели определяют влияние отклонений от регламентированных условий и состояний, возникающих при работе производства, на показатели процесса, возможность управления ими. Надёжность характеризуют средним временем безаварийной работы либо числом аварийных остановок оборудования или производства в целом за определённый промежуток времени. Этот показатель зависит от качества используемого оборудования и правильности его эксплуатации и обслуживания. Безопасность функционирования – вероятность нарушений, приводящих к нанесению вреда или ущерба обслуживающему персоналу, оборудованию, а также окружающей среде, населению.

Показатели химического производства Эксплуатационные показатели определяют влияние отклонений от регламентированных условий и состояний, возникающих при работе производства, на показатели процесса, возможность управления ими. Чувствительность к нарушениям режима и изменению условий эксплуатации определяется отношением изменения эксплуатационных показателей к этим отклонениям. Управляемость и регулируемость характеризуют возможностью поддержания показателей процесса в допустимых пределах. Эти показатели определяют величину допустимых изменений условий процесса и управляющих параметров, обеспечивающих поддержание показателей процесса в допустимых условиях.

Показатели химического производства Социальные показатели определяют комфортность работы на данном производстве и его влияние на окружающую среду. Безвредность обслуживания оценивается сопоставлением санитарно – гигиенических условий для обслуживающего персонала с соответствующими нормами по загазованности, запылённости, уровню шума и др. Степень автоматизации и механизации определяет долю ручного и тяжёлого труда в производстве. Экологическая безопасность – степень воздействия производства на окружающую среду и экологическую обстановку в регионе.