Материал: основы проектирования хим произв дворецкий

Сведения об источниках информации следует располагать в порядке появления ссылок на них в тексте пояснительной записки и нумеровать арабскими цифрами с точкой. Список используемых источников необходимо оформлять

всоответствии с требованиями ГОСТ 7.1−2003. Пример. Список используемых источников

Гельперин, Н. И. Основные процессы и аппараты химической технологии :

в2-х кн. / Н. И. Гельперин. – М.: Химия, 1981. – 812 с.

Общий курс процессов и аппаратов химической технологии : учебник для вузов : В 2-х кн. Кн. 1 / В. Г. Айнштейн, М. К. Захаров, Г. А. Носов и др. / под ред. проф. В. Г. Айнштейна. – М. : Химия, 1999. − 888 с.

Дворецкий, С. И. Основы проектирования химических производств : учебное пособие / С. И. Дворецкий, Г. С. Кормильцин, Е. М. Королькова. – Тамбов :

ТГТУ, 1999. – 184 с.

Графический материал, таблицы большого формата, расчеты, описание аппаратов, описание алгоритмов и программ задач, решаемых на ЭВМ, т.е. материал, дополняющий текст пояснительной записки, допускается помещать в приложениях.

На все приложения в тексте пояснительной записки должны быть ссылки. Приложения необходимо располагать в порядке ссылок на них в тексте пояснительной записки. Каждое приложение следует начинать с новой страницы. При этом наверху посередине страницы необходимо писать слово «Приложение» и его обозначение, а под ним в скобках для обязательного приложения − «обязательное», а для информационного − «рекомендуемое» или «справочное».

Каждое приложение должно иметь заголовок, записываемый симметрично относительно текста с прописной буквы отдельной строкой.

Приложения следует обозначать заглавными буквами русского алфавита, начиная с А, за исключением букв Е, З, Й, О, Ч, Ь, Ы, Ъ. После слова «Приложение» указывается буква, обозначающая его последовательность.

Приложения необходимо выполнять на листах формата А4. Допускается оформлять их на листах других форматов по ГОСТ 2.301−68.

Приложения должны иметь общую с остальной частью пояснительной записки сквозную нумерацию страниц.

Все приложения следует перечислять в содержании пояснительной записки с указанием их номеров и заголовков.

3.1. АННОТАЦИЯ, ВЕДОМОСТЬ ПРОЕКТА, ВВЕДЕНИЕ

Аннотация в пояснительной записке располагается перед содержанием. Аннотация содержит общие сведения и краткую характеристику работы: название темы, фамилию студента и руководителя, год защиты, название предмета и объекта конструктивной разработки или научного исследования, перечень основных проектных решений с краткими комментариями, характеризующими их новизну и эффективность. В аннотации также указываются объемы поясни-

тельной записки (в страницах) и графической части проекта (в листах). Рекомендуемый объем аннотации − 1 страница рукописного текста.

Ведомость проекта (форма, порядок заполнения) выполняется в соответствии с ГОСТ 2.106−96 (пример приведен в приложении Б).

Введение должно содержать обоснование актуальности разрабатываемой темы, оценку современного состояния решаемой задачи, краткую характеристику недостатков действующего производства − базы преддипломной практики и пути их преодоления, краткое изложение ожидаемых результатов проектирования.

3.2. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗДАНИЯ

Непосредственная разработка технического задания на проектирование производится студентом и руководителем. Задание на проектирование должно содержать наименование производства и его основные технико-экономические показатели (в том числе производительность и ассортимент выпускаемой продукции), исходные данные для проектирования, а также требования:

−к качеству конкурентной способности и экологическим параметрам продукции;

−способу (технологии) химического производства;

−архитектурно-строительным, объемно-планировочным и конструктивным решениям;

−к разработке природоохранных мер и мероприятий;

−режиму безопасности и гигиены труда на химическом производстве;

−по перспективному расширению химического производства;

−по выполнению опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ.

При разработке технического задания студент должен ориентироваться на последние достижения науки и техники, научно-обоснованные нормы затрат сырья, материалов и энергетических ресурсов, высокую эффективность капиталовложений, высокий уровень экологической безопасности проектируемого химического производства и безопасности труда обслуживаемого персонала.

3.2.1. ЛИТЕРАТУРНО-ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР

Литературно-патентный обзор составляется на базе общих сведений о проектируемом объекте или объекте научных исследований. При этом студент анализирует собранные во время практики материалы, изучает специализированную научно-техническую литературу (реферативные и научно-технические журналы, патенты, научно-технические отчеты НИИ, монографии) и при необходимости пользуется архивными документами кафедры.

На основании обследования производств-аналогов и литературно-патент- ного обзора составляются и анализируются исходные данные для проектирования химического производств или научно-исследовательской работы.

3.2.2. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ: ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЙ И ТИПОВ ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Информационная база исходных данных для анализа включает следующее:

−выбранные технологии (способы) производства;

−оборудование для реализации химико-технологических процессов;

−описание химизма, физико-химических основ технологических процессов,

втом числе по переработке отходов химического производства;

−нормативно-техническую документацию на сырье, вспомогательные материалы и готовую продукцию;

−физико-химические свойства исходных, промежуточных, побочных, конечных продуктов и отходов химического производства;

−технико-экономическое обоснование выбранной технологии (способа) химического производства;

−эскизную технологическую схему химического производства;

−рекомендации по автоматизации и механизации химического производства;

−рекомендации по аналитическому контролю и выбору пробоотборных устройств;

−таблицу неутилизированных отходов производства и рекомендации по методу их утилизации и обезвреживания;

−рекомендации по безопасности жизнедеятельности обслуживающего персонала.

Критерии оценки метода или технологии химического производства, по которым производят анализ, включают: технико-экономические показатели; возможность обеспечения сырьем и его стоимость; организацию доставки сырья и вывоза готовой продукции; наличие оборудования для промышленной реализации метода; обеспечение заданной мощности и качества продукции; вопросы обеспечения экологической безопасности; соблюдение санитарно-гигиенических условий труда на химическом производстве.

На основании информации, полученной в процессе литературно-патентного поиска, об используемых видах сырья и его ресурсах, списках известных химических реакций и процессов химической и биотехнологий, степенях превращения сырья студент получает оценки возможных количеств целевых продуктов по стадиям производства и составляет эскизную технологическую схему. Разработка окончательного варианта эскизной схемы химического производства заключается в определении такой совокупности процессов (технологических стадий), направленных на выпуск продуктов заданного ассортимента и обеспечивающих высокое и стабильное качество выпускаемых продуктов при минимальной себестоимости. Эти процессы можно разделить на основные: химические, физикохимические, механические операции по переработке сырья в готовый продукт; вспомогательные: транспортировка и складирование сырья и готового продукта, подготовка сырья, удаление отходов производства и т.д. При составлении струк-

турной схемы процессы (стадии) изображаются прямоугольниками с номерами стадий и их наименованиями, а также с указанием выходов по ним.

На эскизной схеме обязательно изображают материальные потоки и степень превращения сырья по стадиям химического производства.

Далее студент приступает к составлению и решению уравнений материального баланса по стадиям химического производства. Это позволяет ему выяснить избытки тех или иных химических компонентов, которые, в конечном счете, либо будут присутствовать в качестве примесей в целевых продуктах, либо после их отделения образуют отходы производства или продукты для переработки в других производствах.

При анализе исходных данных производится предварительный расчет экономической эффективности метода (технологии) химического производства, основанный на предполагаемой стоимости сырья и продуктов, без учета капитальных и эксплуатационных затрат. В результате такого анализа выясняется целесообразность дальнейшей проработки данного варианта эскизной технологической схемы и выбираются оптимальные способы организации технологических процессов по стадиям химического производства.

При выборе способа химического производства следует помнить, что непрерывные технологические процессы позволяют обеспечивать высокое и стабильное качество производимой продукции, обеспечить более высокий уровень энерго- и ресурсосбережения химического производства, обладают более высокой удельной производительностью и способствуют значительному улучшению условий труда обслуживающего персонала за счет комплексной автоматизации химического производства. Однако, замена периодических процессов непрерывными не всегда оказывается целесообразной с экономической точки зрения, а иногда практически настолько трудно реализуемой, что от нее приходится отказаться. В первую очередь это связано с трудностью создания и внедрения в производство принципиально нового технологического оборудования непрерывного действия и приборов автоматического контроля качества производимой продукции. Одновременно с конструированием новых аппаратов и приборов необходимо определять оптимальные условия их функционирования в технологической схеме химического производства.

При выборе типа технологического оборудования студент разрабатывает требования к аппарату, которые учитывают необходимость реализации определенных физико-химических явлений, заложенных в эскизной технологической схеме. Требования рекомендуется разделять на технологические, конструктивные, эксплуатационные, экономические и др. Далее требования условно делят на основные и дополнительные. Невыполнение основных требований приводит к прекращению функционирования технологической машины, аппарата производственной систем, невыполнение дополнительных требований – к ухудшению технологических или технико-экономических показателей эффективности химического производства. Все требования можно оценивать коэффициентом значимости Kз, представляющим собой параметр, изменяющийся в диапазоне 1…5 и оцениваю-

щий степень необходимости удовлетворения данным требованиям. Коэффициенты значимости требований определяются методом экспертных оценок.

Вначале студентом осуществляется попытка поиска стандартного оборудования, в достаточной степени удовлетворяющего совокупности требований, по действующим каталогам стандартного оборудования. Если стандартное оборудование не удовлетворяет разработанным требованиям, то принимается решение о целесообразности разработки нестандартного оборудования.

3.3. РАСЧЕТ И ПОДБОР ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Руководствуясь эскизным вариантом технологической схемы, студент приступает к технологическому, энергетическому и механическому расчету оборудования.

3.3.1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ОБОРУДОВАНИЯ

На первом этапе расчета студент составляет материальный баланс каждой стадии химико-технологического процесса с использованием уравнений материального баланса. Целью материального расчета является определение расходных коэффициентов по сырью, объемно-реакционной массы, количества отходов, сточных вод и газовыделений на каждой стадии технологического процесса.

Уравнения материального баланса составляются на основании закона сохранения массы:

∑Gисх = ∑Gкон,

где Gисх, Gкон − масса исходных и полученных веществ.

При составлении уравнений материального баланса необходимо учитывать все компоненты, загружаемые в аппарат, и выходящие (выгружаемые) из аппарата

входе процесса (исходные реагенты, продукты реакции, растворители, примеси

висходном сырье и растворителях, примеси, образующиеся в ходе реакции и т.п.).

Материальный расчет можно проводить двумя способами:

Первый способ – расчет на 1 т готового продукта. При этом получают расходные коэффициенты по сырью, объемы реакционных масс, приходящиеся на 1 т готового продукта. При проведении расчета первоначально определяют общий выход от теоретического для всего процесса:

ηобщ = η1η2 ... ηK ... ηN ,

где ηK − выход от теоретического на K-й стадии процесса; N – число стадий хи-

мико-технологического процесса.

Используя общий выход и стехиометрическое соотношение основного продукта и основного сырья, определяют его количество (расходный коэффициент) на первой стадии. Далее, с учетом исходных данных проводят последовательно материальный расчет для всех стадий процесса.