Материал: Отримання формальдегіду методом окислювального дегідрування метанолу
кВт
%
Витрата
кВт
%
Тепловий потік контактного газу на вході
3161,366
100,00
1. Тепловий потік контактного газу на виході
465,84
14,74
2. Тепловий потік конденсату
2537,458
80,26
3. Тепловитрати в навколишнє середовище
158,068
5,00
Разом
3161,366
100,00
Разом
3161,366
100,00
3.3.4.3 Розрахунок підконтактного холодильника
Виконуємо перевірюючий розрахунок площі поверхні теплообміну.
°С 150 °С
,9 °С 80 °С
; 
.
Таким чином, середня різниця температур:
.
Визначаємо середній коефіцієнт тепловіддачі від контактного газу до
стінки труби [9, (V-40)]:
де Атр
- коефіцієнт, що враховує фізичні властивості контактного газу при середній
температурі;- масова швидкість контактного газу в трубному просторі, кг/(м2·с);-
внутрішній діаметр труби, м.
Теплофізичний
параметр контактного газу знаходять при середній температурі:ср =
(747 + 150)/2 = 448,5 °С.
Теплоємкість і
динамічну в'язкість формальдегідного газу розраховуємо у табл. 3.13 [5].
Таблиця 3.13 -
Розрахунок теплоємності й динамічної в'язкості
O2
CO
H2O
H2
CO2
N2
СН2О(г)
СН3ОН(г)
У
Cp T, K
34,60
31,19
37,57
29,67
48,74
30,86
52,07
73,77
-
xi,
0,0004
0,0040
0,3524
0,0521
0,0160
0,3540
0,1802
0,0410
1,0000
Cp∙ xi
0,0144
0,1249
13,2404
1,5443
0,7807
10,9243
9,3826
3,0243
39,0359
Mr
32
28
18
2
44
28
30
32
-
Mr∙ xi
0,0134
0,1121
6,3427
0,1041
0,7048
9,9108
5,4054
1,3118
23,9052
мi∙ 107
390
360
237
156
304
315
218
231
-
(Mr∙ xi/мi)∙ 10-4
0.0343
0,311
2,6763
0,667
2,318
31,463
24,795
5,679
92,0
Приймаємо, що критерій Прандтля для двохатомних газів Pr = 0,72 [7],
тоді теплопровідність контактного газу:
Площа поперечного перетину трубного простору підконтактного
холодильника:
Масова швидкість контактного газу у трубному просторі:
де Коефіцієнт, що враховує властивості контактного газу, визначається по
формулі [9, V-29]:
Таким чином, середній коефіцієнт тепловіддачі:
Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі від стінки труби до циркуляційного
конденсату. Фізичні властивості конденсату визначаємо при середній температурі
86,1 °С [7].
Швидкість руху конденсату у міжтрубному просторі:
При такій швидкості руху конденсату у міжтрубному просторі критерій
Рейнольдса:
Де
Визначимо критерії Прандтля й Грасгофа [7]:
критерій Нуссельта розраховують по формулі [7]:
Таким чином, коефіцієнт тепловіддачі від конденсату трубі:
По формулі (3.12) сума термічних опорів стінки труби з урахуванням
шарів забруднень по обидва боки [7]:
Уrст = 0.00009 + 0,002/17,5 + 0,00017 = 0,000374 м2·К/Вт.
Коефіцієнт теплопередачі:
Поверхню нагрівання визначаємо з рівняння:
Запас поверхні теплопередачі складе: Таблиця 3.14 - Характеристика основного технологічного
устаткування
Буквено-цифрове позначення апарата (пристрою)
Найменування устаткування (пристрою)
Призначення й коротка характеристика
Матеріал
Кількість
1
2
3
4
5
АТ5
Холодильник системи вловлювання
Горизонтальний кожухотрубний теплообмінник.
Призначений для охолодження рідини, що зрошує, системи вловлювання. L = 3,0
м, D = 0,8 м, F = 110 м2; трубки: d = 25х2 мм, l = 2,5 м, до-в 471
шт.; Ризб тр = 0,5 МПа, Ризб м/тр = 0,5 МПа.
Середовище: трубний простір - оборотна вода, міжтрубне - рідина, що зрошує
Нержавіюча сталь
1
Е
Збірник системи вловлювання
Вертикальна циліндрична ємність із плоскими кришкою
й днищем. Служить видатковою ємністю для рідини, що подається на зрошення
скрубера системи вловлювання; H = 2,2 м, D = 1,8 м, V = 3 м3; Ризб
- під налив. Середовище: зрошувана рідина
Нержавіюча сталь
1
Н5
Насос системи вловлювання
Призначений для подачі рідини, що зрошує, на скрубер
системи вловлювання. Тип 1,5ХГ - 6Х2Н - 2,8 - 2 Q = 8 м3/год, H =
0,34 МПа (35 м. в. ст.), електронасос у викоренення виконанні, N = 2,8 кВт, U
= 380 У, n = 48 з-1 (2900 про/хв)
Вуглеводиста сталь
1
ВД
Циклон-краплевідділювач
Призначений для видалення уносимих з газом крапель
формаліну. Являє собою вертикальний циліндричний апарат з конічними кришкою й
днищем. H = 3,455 м, D = 1,12 м
Нержавіюча сталь
1
АР
Скрубер системи вловлювання
Призначений для вловлювання метанолу й формальдегіду
з газів, що відходять. Зварений вертикальний циліндричний апарат. По висоті
має 10 ковпачкових тарілок, на кожній з який по 83 ковпачка. H = 6,0 м, D =
1,8 м
Нержавіюча сталь
1
Н2 - 4
Насос формаліну
Призначений для циркуляції формаліну на поглинальній
колоні його відкачки на склад готової продукції. Електронасос відцентровий
герметичний горизонтальний з вбудованим трифазним асинхронним
короткозамкненим електродвигуном у викоренення виконанні. Температура
перекачування рідини, до плюс 100 °С. Середовище: формалін Тип 2ХГ - 5ДО -
4,5 - 2 (ЦНГ - 68), Q = 20 м3/год, H = 0,43 МПа (44 м. в. ст.), N
= 4,5 кВт, U = 380 У, n = 48 з-1 (2900 про/хв)
Нержавіюча сталь
3
АТ2 - 4
Холодильник формаліну
Горизонтальний двухходовий кожухотрубний
теплообмінник. Призначений для охолодження формаліну нижнього, середнього й
верхнього контурів поглинальної колони. L = 3,8 м, D = 1,0 м, F = 169 м2;трубки:
d = 25х2 мм, l = 3,0 м, до-в 776 шт.;Ризб тр = 0,6 МПа, Ризб
м/тр = 0,6 МПа.Середовище: трубний простір - оборотна вода, міжтрубне -
формалін
Нержавіюча сталь
3
КЛ
Поглинальна колона
Вертикальний суцільнозварний циліндричний апарат. По
висоті має 37 тарілок з консольними ковпачками й три «глухих». L = 16,85 м, D
= 1,812 м; Ризб = 0,06 МПа. Середовище: формалін
Нержавіюча сталь
1
Н1
Насос циркуляційного конденсату
Призначений для циркуляції конденсату по системі:
подконтактний холодильник - теплообмінник спиртовипарювача. Тип 6ДО - 12В, Q
= 162 м3/год, H = 0,19 МПа (20 м. в. ст.), електродвигун
нормального виконання N = 4,5 кВт, U = 380 У, n = 24 з-1 (1450
про/хв)
Вуглеводиста сталь, чавун
1
АТ5
Теплообмінник циркуляційного конденсату
Циліндричний вертикальний кожухотрубний
теплообмінник, призначений для охолодження циркуляційного конденсату. L = 2,7
м, D = 0,8 м, F = 65 м2; трубки: d = 25х2,5 мм, l = 2,0 м, до-в
173 шт.; Ризб тр = 0,4 МПа, Ризб м/тр = 0,3 МПа.
Середовище: трубний простір - оборотна вода, межтрубне - циркуляційний
конденсат
Вуглеводиста сталь
1
РТ
Контактний апарат з подконтактним холодильником
Вертикальний циліндричний апарат з конусоподібним
ковпаком. На верхню трубну дошку подконтактного холодильника, що служить
днищем контактного апарата, укладаються перфоровані мідні ґрати із двома
нержавіючими або мідними сітками, на який засипається шар каталізатора
висотою 76 мм. Н = 0,4 м, D = 1,4 м. Подконтактний холодильник -
кожухотрубний теплообмінник, призначений для охолодження контактного газу. Н
= 2,5 м, D = 1,4 м, F = 460 м2; трубки: d = 25х2,5 мм, l = 2,5 м,
до-в 2800 шт.; Ризб тр = 0,06 МПа, Ризб м/тр = 0,3 МПа.
Середовище: трубний простір - формальдегідний газ, міжтрубне - циркуляційний
конденсат
Кожух - вуглеводиста сталь, трубні дошки й трубки -
1
ОП
Вогнеприпинув
Призначений для запобігання поширення полум'я з
контактного апарата в спиртовипарювач при аварійних ситуаціях. Вертикальний
циліндричний апарат, постачений двома мідними ґратами, між якими укладається
мідний дріт. Н = 0,62 м, D = 0,55 м; Ризб = 0,06 МПа, Середовище:
метанольно-водно-воздушна суміш
Нержавіюча сталь
1
АТ1
Перегрівник
Вертикальний кожухотрубний теплообмінник.
Призначений для перегрівання метанольно-водно-воздушної суміші. Н = 2,5 м, D
= 0,9 м, F = 100 м2; трубки: d = 30х2,5 мм, l = 1,8 м, до-в 471
шт.; Ризб тр = 0,06 МПа, Ризб м/тр = 0,4 МПа.
Середовище: трубний простір - метанольно-водно-воздушна суміш, межтрубне -
пара
Нержавіюча сталь
1
СП
Спиртовипарювач
Вертикальний циліндричний апарат з теплообмінником,
краплеотбійником і барботером. Призначений для підігріву й змішування
водно-метанольної суміші з повітрям. Н = 5,12 м, D = 2,2 м, F = 225 м2;
трубки: d = 21х2,0 мм, l = 1,0 м, до-в 3400 шт.; Ризб тр = 0,06
МПа, Ризб м/тр = 0,3 МПа; барботер:D = 1,388 м, dотв =
10 мм.
Корпус - Ст. 3, футерований нержавіючою сталлю.
нержавіюча сталь
Між промисловою зоною і житловим масивом передбачається
санітарно-захисна зона, розміри якої вибираються відповідно до «Санітарних норм
проектування промислових підприємств».
Основою для компоновки установки служать: технологічна схема,
специфікація технологічного устаткування і технологічного завдання на розробку
всіх суміжних частин проекту.
На відкритих майданчиках апаратура встановлюється або на
етажерках залізобетонних або металевих або самостійно на індивідуальних або
групових фундаментах. Апарати малого діаметру і великої висоти встановлюються
на етажерках. При цьому [12]:
1. все важке і громіздке устаткування при можливості
встановлюється на відмітці землі з таким розрахунком, щоб не обважнювати
конструкцію етажерок, на яких встановлюється устаткування;
. опорні пристрої застосовуються типові із збірного
залізобетону;
. максимально використовується здатність стінок
великомасштабних апаратів - пристрій майданчиків для обслуговування кришок,
люків, штуцерів для завантаження і вивантаження насадки, арматури, приладів і
т.п., закріплених на самих апаратах.
Таке розташування апаратів безпосередньо і на інших спорудах
або над технологічним устаткуванням значно скорочує площу забудови. При цьому
скорочується протяжність забудови.
4.КОНТРОЛЬ ТА КЕРУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИМ ПРОЦЕСОМ
У хімічній промисловості комплексної механізації й
автоматизації приділяється велика увага. Це пояснюється складністю й високою
швидкістю протікання технологічних процесів, а так само чутливістю їх до
порушення режиму, шкідливістю умов роботи, вибухо- і пожежонебезпекою переданих
речовин й т.д.
Обмежені можливості людського організму (стомлюваність,
недостатня швидкість реакції на зміну навколишнього оточення на велику
кількість одночасно надходячої інформації, суб'єктивність в оціненні
сформованої ситуації й т.д.) є перешкодою для подальшої інтенсифікації
виробництва. Наступає новий етап машинного виробництва автоматизація, коли
людина звільняється від особистої участі у виробництві, а функції керування
технологічними процесами, механізмами, машинами передаються автоматичним
пристроєм.
Автоматизація приводить до поліпшення основних показників
ефективності виробництва: збільшенню кількості, поліпшенню якості й зниженню
собівартості виробляємої продукції, підвищенню продуктивності праці.
Впровадження автоматичних пристроїв забезпечує високу якість продукції,
скорочення браку й відходів, зменшення витрат сировини й енергії, зменшення
чисельності основних робіт, зниження капітальних витрат на будівництво будинків
(виробництво організується під відкритим небом), подовження строків
міжремонтного пробігу встаткування.
Впровадження спеціальних автоматичних пристроїв сприяє
безаварійній роботі встаткування, виключає випадки травматизму, попереджає
забруднення атмосферного повітря й водоймищ промисловими відходами.
Комплексна автоматизація процесів (апаратів) хімічної
технології припускає не тільки автоматичне забезпечення нормального ходу цих
процесів з використанням різних автоматичних пристроїв (контролю, регулювання,
сигналізації й ін.), але й автоматичне керування пуском й зупиненням апаратів
для ремонтних робіт й у критичних ситуаціях [16].
4.1 Контроль основних технологічних параметрів процесу
Для забезпечення стабільної роботи стадії окислювального
дегідрування у виробництві формальдегіду на щит КІПіА в ЦПК необхідно виводити
наступну вимірювальну інформацію[19]:
1. витрата на вході у спиртовипарювач: метанолу (FIR-1),
конденсату (FIR-2), повітря (FIR- 3);
. тиск повітря на вході у спиртовипарювач (PIR -4);
. рівень рідинної фази у спиртовипарювачі (LIR -5);
. температура: парової фази спиртовипарювача (TIRA-6),
циркуляційного конденсату на вході у спиртовипарювача (TIRA-8), циркуляційного
конденсату на вході у підконтактний холодильник (TIRA-9), спиртоповітряної
суміші на виході із перегрівача (TIRA-10), спиртоповітряної суміші на вході у
перегрівач (TIRA-11), у зоні реакції контактного апарату (TIRA-13),
формальдегідного газу на виході із підконтактного холодильника (TIRA-14),
циркуляційного конденсату на виході із спиртовипарювача (TIRA-15);
. тиск парової фази у спиртовипарювачі (PIR-7), парогазової
суміші у контактному апараті (PIR-12).
Для виміру витрати використається метод змінного перепаду
тиску. У трубопровід установлюється звужений пристрій (діафрагма камерна). При
протіканні потоку через діафрагму на неї утвориться перепад тиску, що
виміряється дифманометром «Сапфір-22ДД». Далі сигнал надходить на обробку в
мікропроцесор (МП) і крім цього вимірювальна інформація дублюється вторинним
приладом А 542.
Розглянемо принцип роботи МП на прикладі одноконтурної
цифрової АСР температури газу після теплообмінника АТ1 ( поз.10-а -10-г).
Сигнал, що формується за допомогою первинного вимірювального
перетворювача температури (термометр опору ТСП-6097 поз. 10-а) за допомогою
перетворювача ПТ-ТП-61 (поз. 10-б) перетвориться в безпосередній електричний
сигнал 4-20мА й надходить на вхідну гальванічну розв'язку МП РГ1.
Сигнал дублюється вторинним приладом А 565 (поз. 10-в), розташованому на щиті в
ЦПУ.
Тому що мікропроцесор обробляє інформацію тільки в цифровій
формі, то сигнал після РГ1 надходить на аналого-цифровий
перетворювач (АЦП) і далі вже в цифровій формі обробляється мікропроцесором по
заданому алгоритмі в блоці АЛГО.
Результат обробки направляється в цифро-аналоговий
перетворювач (ЦАП), де він перетвориться на відповідний аналоговий електричний
сигнал, що є керуючим. Далі через вихідну гальванічну розв'язку РГ2
він надходить на пульт оператора (ПО) у блок - пристрій контролю, а у випадку
регулювання в блок ручного керування (РУ), а з нього на
електропневмоперетворювач ЭПП-63 (поз. 10-б). Останній видає нормований
пневматичний сигнал, що надходить на регулювальний клапан (поз. 10-г).
Для виміру тиску використається датчик тиску «Сапфір -22ДІ»,
що видає уніфікований струмовий сигнал, що надходить на обробку в
мікропроцесор. Сигнал дублюється вторинним перетворювачем А 542. Перепад тиску
фіксується за допомогою дифманометра «Сапфір-22ДД».
Для виміру рівня використається буйковий рівнемір
«Сапфір-22ДУ». В основу роботи приладу покладений принцип Архімеда. В апарат
встановлюється чутливий елемент - буй. При зміні рівня в апарату змінюється
сила, що виштовхує, діюча на буй, а отже міняється вага буя. Зміна ваги буя
прямо пропорційна зміні рівня в апараті. Чутлива схема приладу перетворить
зміну ваги буя в уніфікований струмовий сигнал, що відправляється на обробку в
мікропроцесор. Вторинним перетворювачем служить А 542 [16].
Крім вище зазначених термометрів опору ТСП-6097 (межа виміру
до 250) використаються ТСМ-5071 (межа виміру до 150) і термопари ТХА-0515 (межа
виміру до 400). Термопара працює в комплекті з перетворювачем, що нормує, Ш-78.
В основу роботи термопар покладений термоелектричний ефект. Якщо два
різнорідних провідники перебувають в одній крапці, що опускають в апарат, то на
вільних кінцях термопари утвориться різниця потенціалів, що прямо пропорційна
вимірюваній температурі. Тому що виробництво формальдегіду є
пожежо-вибухонебезпечним, то необхідно використати ЭПП-63, а виконавчі
механізми повинні бути пневматичними [16].
4.2 Регулювання технологічних параметрів
Щоб забезпечувати оптимальні умови процесу окислювального
дегідрування формальдегіду необхідно регулювати наступні технологічні параметри
[19].
Тиск повітря на вході у спиртовипарювач (PIR -4) регулюється
за допомогою одноконтурної цифрової АСР(поз.4а-4г), регулювальний клапан
PCV-2-4 розташований на лінії подачі повітря у спиртовипарювач СП.
Рівень спиртоповітряної суміші у спиртовипарювачі СП реагує
за допомогою одноконтурної цифрової АСР (поз.5а-5г), регулювальний клапан
LCV-30-4 розташований на лінії подачі метанолу у спиртовипарювач.
Тиск у спиртовипарювачі (PIR -7) регулюється за допомогою
одноконтурної цифрової АСР(поз.7а-7г), регулювальний клапан PCV-2-4
розташований на лінії виходу слабого розчину метанолу із спиртовипарювача СП.
Витрата конденсату на вході у спиртовипарювач регулюється за
допомогою одноконтурної цифрової АСР(поз.2а-2г), регулювальний клапан НО
розташований на лінії входу конденсату у спиртовипарювач.
Тиск у конатктному апараті (PIR -12) регулюється за допомогою
одноконтурної цифрової АСР(поз.12а-12г), регулювальний клапан PCV-2-4
розташований на лінії виходу формальдегідного газу із конатктного апарата.
4.3 Сигналізація й блокування
Для запобігання аварійних ситуацій на виробництві формаліну
необхідно сигналізувати наступні технологічні параметри:
1. температуру у спиртовипарювачі;
2. температуру циркуляційного конденсату на вході у
спиртовипарювач;
. температуру парогазової суміші, яка надходить у
контактний апарат;
. температуру спиртоводо повітряної суміші у
контактному апараті;
. температуру циркуляційного конденсату на вході у
контактний апарат.
Блокування передбачене при відхиленнях від заданих температур
у контактному апараті та спиртовипарювачі.
Таблиця 4.1 Відомість приладів [19]
Поз. позначення
Технологічний параметр
Найменування, тип приладів
Технологічні характеристики
1
2
3
4
1-а
Витрата метанолу на установку
Діафрагма камерна ДКН-150
Клас точності 1,0
2-а
Витрата конденсату у спиртовипарювач
Діафрагма камерна ДКН-150
Клас точності 1,0
3-а
Витрата повітря успиртовипарювач
Діафрагма камерна ДКН-150
Клас точності 1,0
1-б, 2-б, 3-б
Дифманометр «Сапфір-22ДД»
Вихіднийсигнал 4-20 мА, клас точності 0,5
1-в, 2-в, 3-в
Вторинний прилад А-542
Клас точності 0,25
2-г, 3-г
Електропневмоперетворювач ЭПП-63
Вихіднийсигнал 0,2-1 кгс/см2
2-г, 3-г
Регулювальний клапан
Тип НО
7-а
Тиск у спиртовипарювачі
Датчик тиску«Сапфір-22ДИ»
Клас точності 0,5
7-б
Вторинний прилад А-542
Клас точності 0,25
7-в
Електропневмоперетворювач ЭПП-63
Вихідний сигнал 0,2-1 кгс/см2
7-г
Регулювальний клапан
Тип НО
4-а
Тиску повітря на вході у спирто-випарювач
Датчик тиску «Сапфір-22ДИ»
Клас точності 0,5
12-а
перепад тиску в реакторі РТ
Дифманометр «Сапфір-22ДД»
Шкала 0-25 кПа Клас точності 0,5
4-б,12-б
Вторинний прилад -542
Клас точності 0,25 Шкала 0-25 кПа
7-в, 12-в
Електропневмоперетворювач ЭПП-63
Вихідний сигнал 0,2-1 кгс/см2
7-г, 12-г
Регулювальний клапан
Тип НО
6-а
Температура у спиртовипарюва-чі
Термопара ТХА-0515
Шкала(50+400)°С, Клас точності 2,5
8-а
Температура конденсату після теплообмінника АТ6
Термометр опору мідний ТСМ-5071
Шкала (0-150)°С Клас точності 3
9-а
Температура конденсату на взоді у теплообмінник АТ6
Термометр опору мідний ТСМ-5071
Шкала (0-150)°С Клас точності 3
10-а Термометр опору мідний ТСМ-5071
Шкала (0-150)°С, Клас точності 3
13-а
Температура парогазової суміші контакт-ному апараті
Термопара ТХА-0515
Шкала(50+400)°С, Клас точності 2,5
15-а
Температура ци-ркуляційного конденсату на вході у
підкон-тактний холодильник
Термометр опору мідний ТСМ-5071
Шкала (0-150)°С, Клас точності 3
8-а,9-а, 10-а, 15-а,
Перетворювач ПТ-ТП-61
Вихідний сигнал 4-20 мА
13-а, 6-а
перетворювач, що нормує Ш-78
Вихідний сигнал 4-20 мА Клас точності 0,5
8-б, 9-б,10-б, 6-б,13-б, 15-б
Вторинний прилад А-542
Клас точності 0,25 Шкала (0-400)°С,
8-г, 9-г,10-г, 6-г,13-г, 15-г
Електропневмоперетворювач ЭПП-63
Вихідний сигнал 0,2-1 кгс/см2 Клас
точності 1
8-г, 9-г,10-г, 15-г
Регулювальний клапан
Тип НО
6-г,13-г
Електроконтактне реле блокування
Інерційність не більше 0,5 с
18-5
Відсікувач ЭВ-1
Тип АЛЕ
5-а
Рівень у спирто-випарювачі
Датчик рівня «Сапфір-22ДУ»
Шкала (0 - 100)% Клас точності 0,5
5-б
Вторинний прилад А-542
Клас точності 0,25 Шкала (0 - 100)%
5-в
Електроконтактне реле блокування
Інерційність не більше 0,5 з
5-г
Відсікувач ЭВ-1
Тип НО
5-г
ЕлектропневмоперетворювачЭПП-63
Вихідний сигнал 0,2-1 кгс/см2
Охорона праці - це система правових, соціально-економічних,
організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних
заходів і засобів, направлених на збереження здоров'я і працездатності людини в
процесі праці.
Головним об'єктом її дослідження є людина в процесі праці,
виробниче середовище і організація праці на виробництві.
На підставі цих досліджень розроблені методи збільшення рівня
охорони праці на виробництві.
Хімічне виробництво окислювального дегідрування формальдегіду
має цілий ряд відмінних особливостей, які вимагають підвищеної уваги. У процесі
цієї галузі застосовують і одержують сировину, напівпродукти, цільові і побічні
продукти, які є токсичними і небезпечними у пожежному відношенні. Більшість з
них - вибухові речовини [14].
Як сировину на виробництві застосовують метанол. Разом із тим
у побічних реакціях протікання процессу утворюються речовини, які являються
токсичними, вибухо- і пожежонебезпечними, тому їх характеристики приведені в
таблицях 5.1.1, 5.1.2, 5.1.3.
Таблиця 5.1.1 Основні фізико-хімічні
властивості речовин [11]
Назва сполуки
Емпірична формула
Структурна формула
Агрегатний стан за н.у.
Температура плавління 8С
Температура кипіння8С
Примітка
Раціонал номенклат
Систематичноменклат
Метанол
Метиловий спирт
СН3ОН
Формальдегід
Метаналь
СН2О
Кисень
Кисень
О2
Газ
-218.4
-183
Діоксид вуглецю
Двоокис вуглецю
СО2
O=C=O
Газ
-
-
Оцтова кислота
Етанова кислота
СН3СООН
Оксид вуглецю
Окис вуглецю
CO
C=O
Газ
-205
-191.5
Водень
Водень
H2
H-H
Газ
-259.2
-252.8
Метан
Метан
СН4
Таблиця 5.1.2 Характеристики
токсичності [20]
Сполука
Клас шкідливості
Характер дії на організм людини
Гранично допустима концентрація
Засоби індивідуального захисту
У повітрі, мг/м3
У воді, мг/л
Робочої зони
Населеного пункту
ГДК
Максимально- разова
Середньо-добова
1
2
3
4
5
6
7
8
Метанол
3
Отруйна рідина з різко-виразною кумулятив-ною дією.
Смертельна доза - 30 мл., важке отруєння - 5-10 мл.
5,0
1
0,5
30
Протигази марки «М», шлангові протигази
Формальдегід
2
Безкольровий газ з різким запахом, який викликає
задуху.Діє на центральну нервову систему, подразнює слизові оболонки очей та
дихальних шляхів. Викликає кашель, бронхіт, інколи із кровяною рвотою,
запалення легенів. Дія на шкіру проявляється у почервонінні і появі висипу по
всьоьму тілу.
0,5
Протигази марки «М», шлангові протигази
Метан
4
У великих концентраціях проводить наркотичну дію.
При високій концентрації може викликати задушення через нестачу кисню
300
-
-
-
Фільтруючий протигаз, Шлангові протигази ПШ-1, ПШ-2
Діоксид вуглецю
4
Володіє наркотичною і задушливою дією. При великих
концентраціях спостерігається головний біль, шум у вухах, прискорене
серцебиття, збільшення кров'яного тиску, запаморочення, непритомність.
30000
Ізолюючі, шлангові протигази ПШ1 або ПШ2
Оксид вуглецю
4
Надає отруйливу дію. Перешкоджає з'єднанню кисню з
гемоглобіном крові
20
3
10
-
Фільтруючий протигаз марки «М». Шлангові протигази
ПШ-1, ПШ-2
Водень
-
Токсичної дії на організм не надає, але при високих
концентраціях викликає задуху в слідстві витіснення кисню
Фільтруючий протигаз марки «М». Шлангові протигази
ПШ-1, ПШ-2
Кисень
-
Вдихання повітря з великим змістом кисню може
викликати порушення діяльності легенів, серця і центральної нервової системи.
Пониження концентрації кисню в повітрі до 16% приводить до порушення
нормальної діяльності організму людини. При зменшенні кисню до 10% і нижче
наступають судоми з можливим смертельним результатом.
Шлангові протигази ПШ1, ПШ-2
Оцтова кислота
3
Подразнююча рідина, пари якої викликають подразнення
слизових оболонок верхніх дихальних шляхів. Довготривала дія парів викликає
захворювання носової порожнини та кон’юктівіт. Дія на шкіру викликає
утворення струп’їв, які характерні для хімічних ожогів, утворюються язви.
5
Фільтруючі протигази марки «В» або «БКФ»
Таблиця 5.1.3 Показники вибухо- і
пожежонебезпечності [11]
Сполука
Температура самозаймання 8С
Межі розповсюдження полум'я концентраційні
г/м3
% об.
нижній
верхній
нижній
верхній
Метанол
410
46,5
512
6,98
35,5
Метан
537
95
500
5,28
14,1
Формальдегід
430
-
-
7
73
Оксид вуглецю
651
-
-
12,5
80
Оцтова кислота
454
-
-
3,3
22
Водень
510
3,4
66,4
4
7,5
Основними шкідливими факторами на виробництві формаліну є:
- наявність силового устаткування
напругою 6000 В, 500 В, 380 В;
- загазованість окисом вуглецю (СО), парами спирту метилового
(СН3ОН), формальдегідом (СН2О);
наявність каталізаторного пилу (в організм людини шкідливі
речовини можуть проникати через шкірний покрив і дихальні шляхи);
шум (ГДР 80 ДБА);
вібрація (ГДР 92 ДБА);
підвищений вміст кисню (більше 23% об.) або зменшений вміст
кисню (менше 20% про.) в робочій зоні виробничих приміщень [20].
Основними небезпеками для персоналу в цеху є:
отруєння шкідливими хімічними речовинами, які можуть
потрапити усередину організму людини через легені, шлунково-кишковий тракт і
шкіру (метанол, формальдегід);
можливість утворення вибухонебезпечних концентрацій пар метанолу,
формальдегіду;
хімічні опіки тіла й очей можуть бути при влученні формаліну,
метанолу;
термічні опіки при зіткненні до гарячих трубопроводів пари,
гарячої води;
обмороження при влученні вуглекислоти на тіло;
поразка електричним струмом при порушенні інструкцій з
обслуговування електроустаткування й зіткнення з оголеними проводами;
небезпека влучення під залізничний і автотранспорт як на
території цеху, так і на території підприємства;
механічні травмування: порізи, переломикісток, ушиби можуть
виникнути при порушенні правил охорони праці, обслуговуванні механізмів,
станків, та інших приладів, що рухаються;
можливість утворення статичної єлектрики при русі сировини та
продукції по трубопроводам та апаратам;
- отримання травмувань при попаданні у траншеї, колодязі,
приямки;
Таблиця 5.3.1 Класифікація і категорійність проектованого або
досліджуваного виробництва і його приміщень
№ п/п
Найменування відділення, установки
Категорія вибухопожарної небезпеки по НАПБ
Б.07.005-86
Класифікація приміщень і зовнішніх установок по ПУЭ
(ДНАОП 0.00-1.32-01)
Категорія й група вибухонебезпечної суміші за ДСТ
12.1.011-78*
Група виробничого процесу (СНиП 2.09.04-87)
1.
Спиртовипар відділення
А
В-Iа (2)
IIA-T2
3б
2.
Контактне відділення
А
В-Iа (2)
IIA-T2
3б
3.
Склад формаліну
Б
В-Iа (2)
IIВ-T2
1а
4.
Вакуум-насосне відділення
Д
В-Iа (2)
IIВ-T2
1а
5.
Виробництво формаліну (відкрита площадка)
А
В-Iа (2)
IIС-T2
3б
6.
Склад метанолу, насосна
А
В-Iа (2)
IIA-T2
3б
7.
Відділення нагнітачів
А
В-Iа (2)
IIС-T2
3б
8.
Газгольдер
А
В-Iа (2)
IIС-T2
3б
Клас за санітарною характеристикою - II.
Ширина санітарної зони - 500м.
Оскільки установка окислювального дегідрування формаліну
знаходиться на відкритому майданчику, то розрахунок вентиляції проводимо для
приміщення ЦПК. У приміщенні передбачена припливна вентиляція. Об'єм приміщення
830 м3, кратність повітрообміну приймаємо 7 ч-1 .
Кількість повітря, яку необхідно подати в приміщення ЦПК, визначаємо за
формулою [14]:
де K - кратність повітрообміну, ч-1 , К=7ч-1
V - об'єм приміщення ЦПК, м3 , V=830 м3
Приймаємо для установки тип вентилятора В-Ц4-70
Продуктивність, м3/ч
Номер вентилятора
Напір, мм. вод. ст.
Частота обертання, об/мин
Електродвигун
Тип
Потужність, кВт
Частота обертання, об/мин
7500
6,3
50
1000
4A100S6
2.20
У приміщенні ЦПК передбачена система, повітряного опалювання,
суміщена з приточною вентиляцією. Як опалювальні прилади використовують
калорифери. Витрату теплоти на вентиляцію в зимовий час можна визначити за
формулою [14]:
де W - об'єм приточного повітря, м3/чв - об'ємна
теплоємність повітря, дорівнює 1,257 кДж/м3.град;вп - температура
нагрітого (t=228C) повітря, що подається у приміщення ,8C;н - температура зовнішнього
повітря 8C. Приймається, що в осінньо-зимовий період середня
температура зовнішнього повітря дорівнює мінус 78C.
Площа поверхні опалювальних приладів визначається за формулою
[14]:
де Экм - еквівалентний квадратний метр - площа поверхні
нагріву приладу, що віддає 506 Вт теплоти при різниці середньої температури
теплоносія і температури повітря в приміщенні рівної 64,58C. 1Экм=0,82м2
Тип калорифера КП312-СК-01. Площа поверхні калорифера -
125,27 м2
.4.2 Аварійна вентиляція
Для аварійної вентиляції слід використовувати [20]:
1. основні і резервні системи загальнообмінної вентиляції і
системи місцевих відсмоктувань, що забезпечує витрату повітря необхідного для
аварійної вентиляції;
2. тільки системи аварійної вентиляції, якщо
використання основних резервних систем неможливе і недоцільне.
Приймальні отвори для виділення загальнообмінної вентиляції з
нижньої зони слід розташовувати на рівні 0,3 м від підлоги до низу отвору.
Витрата повітря крізь місцеві отвори, розташовані в межах
робочої зони під час вступу газів і пари з питомою вагою більш питомої ваги
повітря в ній, слід враховувати як виділення з цієї зони.
Для відшкодування витрати повітря, що виділяється аварійною
вентиляцією, спеціальних припливних сумішей передбачати не слід.
Аварійну вентиляцію в приміщеннях категорії А, Б слід
проектувати з механічною спонукою. Якщо температура, категорія і група
вибухонебезпечних сумішей горючих газів, пари і аерозолів з повітрям не
відповідні даним технічних умов на вибухозахищені вентилятори, то системи
аварійної вентиляції слід передбачати ежекторами для будівель будь-якої
поверховості або припливну вентиляцію зі штучною спонукою для витиснення газів
і пари крізь аераційні ліхтарі, шахти або дефлектори - для одноповерхових
будівель, в які при аварії поступають горючі гази або пари щільність яких менше
щільності повітря. [20] .
5.5 Заходи боротьби із пилом
Джерелом пилу у виробництві формальдегіду є каталізатор.
Основним напрямом в комплексі заходів щодо боротьби з пилом
на виробництві є попередження її утворення і виключення викидів в атмосферу
газів, що відходять, пари, для цього передбачено:
- герметизація апаратів;
- заміна порошків пігулками.
Оскільки пиловиделенню повністю запобігти неможливо,
передбачена витяжна вентиляція.
Індивідуальними засобами захисту від пилу каталізатора є
протизапорошений респіратор типу «Пелюстка» (або інші, дозволені до
застосування на підприємствах хімічної промисловості), захисні окуляри,
рукавички, спецодяг [19].
.5.1 Освітлення приміщень
У ЦПК є природне і штучне освітлення. Передбачається робоче і
аварійне освітлення приміщення ЦПК. Природне освітлення, здійснюється крізь
світлові отвори в стінах будівель (бічне світло) і розраховується виходячи зі
співвідношення площі світлових отворів до площі підлоги (світловий коефіцієнт).
Площа віконних отворів [24]:
де Sп - площа підлоги, м2
(1/5 ¸ 1/6) - світловий коефіцієнт.
Площа одного вікна 1,5х2,5 м, тоді кількість віконних отворів - 8.
Кількість світильників, необхідна для освітлення приміщення
визначається методом світлового потоку за формулою [14]:
де E - мінімально допустима освітленість робочих поверхонь,
лк; К - коефіцієнт запасу, приймаємо для люмінесцентних ламп, у
приміщеннях з малим виділенням забруднень дорівнює К=1,5[14];
Z - поправочний коефіцієнт, що залежить від конструкції
світильника, тип світильника люмінесцентний Z=1,0[14];
U - коефіцієнт використання освітлювальної установки, що
залежить від конструкції світильника, коефіцієнта відображення стелі та стін,
приймемо для люмінесцентних ламп , U=1,0[14].
Норми мінімальної освітленості на робочих поверхнях у
виробничих приміщеннях [14]:
Характеристика роботи - точна
Розмір об'єкту відмінності - 0,6 мм
Розряд роботи - III
Підрозряд - б
Контраст об'єкту відмінності
з фоном робочої поверхні - малий
Фон робочої поверхні - світлий
Мінімальна норма освітленості
при люмінесцентних лампах
одне загальне освітлення - 300 лк. [14]
Значення світлового потоку люмінесцентних ламп залежно від
потужності лами, напруги в мережі і розмірів трубки [14]:
Потужність лампи - 40 Вт
Напруга - 220 В
Діаметр трубки - 38-39,5 мм
Довжина трубки - 1198 мм
Світловий потік лампи БС - 1720 лм
Групуємо світильники по 3 лампи.
Потужність електроосвітлювальної установки з урахуванням місцевого
освітлення визначається по формулі [14]:
де n - розрахункова кількість ламп для даного приміщення;
W - потужність однієї лампи, Вт
(0,10,2)*¸n*W - додаткова потужність для ламп
місцевого освітлення, Вт
Встановлювані стельові світильники з люмінесцентними лампами
кріпляться по стінах і в лінію по балці під стелею.
Малюнок 5.1 Схема для загального освітлення приміщення
.5.2 Заходи щодо боротьби із шумом та вібрацією
Для усунення або зменшення вібрації машин і устаткування і
вироблюваного ними шуму передбачені наступні методи [20]:
- Установка проектованих вентиляторів на
вібропідвалинах;
- З'єднання вентиляторів з повітреводами за допомогою
гнучких вставок;
Обмеження швидкості повітря у повітреводі;
- Для зниження аеродинамічного опору створюваного
вентилятором передбачена установка трубчастих глушників на повітреводі у межах
венткамери.
Засобами індивідуального захисту від шуму є: заглушки
(антифони), протигаласливі (шумозахістні) навушники і шоломи. Для захисту від
вібрації передбачені віброізолююче взуття і рукавиці [19].
5.5.3 Заходи захисту від статичної електрики
Джерела, які можуть мати місце в лабораторіях і виробництвах
, а саме:
1. Наведення статичної електрики на екранах і корпусах
відеомоніторів персональних комп'ютерах;
2. Поява електростатичних зарядів на платах і приладах
мікроелектронної техніки в процесі їхнього взаємного переміщення при монтажі
схем, ремонті й настроювання апаратур;
. Виникнення електричного потенціалу на незаземленому
устаткуванні за рахунок електричної індукції при сильних грозових розрядах і
недостатнього грозозахисту.
До заходів захисту від статичної електрики відносять:
- запобігання накопиченню зарядів на
металевому устаткуванні (досягається заземленням всіх металевих частин, на яких
можуть з'являтися заряди);
- ослаблення генерування зарядів на твердих тілах і в
рідинах (за рахунок збільшення їх поверхневої провідності шляхом підвищення
відносної вологості повітря, хімічної обробки поверхні, зменшення швидкості
переміщення заряджаючих матеріалів і т.д.);
усунення вибухонебезпечної суміші горючих речовин з
повітрям в місцях освіти і накопичення зарядів (за допомогою вентиляції або
використання інертних газів);
запобігання накопиченню зарядів на твердих і рідких
діелектриках (шляхом збільшення їх електропровідності за допомогою
антистатичних присадок і т.п.);
нейтралізація зарядів на поверхні твердих і рідких
діелектриків в процесах їх виникнення або накопичення (шляхом іонізації
навколишнього повітря або шляхом виконання поверхонь зіткнення матеріалів
зрізними діелектричними проникностями) [20].
Для відведення статичної електрики,
що накопичується на людині, передбачають:
- облаштування електропровідної підлоги або
заземлених зон, помостів і робочих майданчиків, заземлення ручок дверей,
поручнів драбин або рукояток приладів, машин і апаратів;
- забезпечення працюючих струмопровідним взуттям;
заборона носіння одягу з синтетичних матеріалів і
шовку, а також кілець і металевих браслетів та ін.[20]
.5.4 Заходи електробезпеки
До таких заходів відносяться: забезпечення недоступності
струмоведучих частин, що знаходяться під напругою; електричне розділення
мережі; усунення небезпеки поразки при появі напруги на корпусах, кожухах і
інших частинах електроустаткування, що досягається застосуванням малих напруг,
використанням подвійної ізоляції, вирівнюванням потенціалу, захисним
заземленням, зануленням, захисним відключенням; застосування спеціальних
електрозахисних засобів - переносних приладів і пристроїв; організація
безпечної експлуатації електроустановок і т.д.
Для усунення переходу напруги на корпус і неструмоведучі
частини електричного і технологічного обладнання при замиканні на них одної з
фаз застосовують захисне заземлення або занулення.
Розрахунок заземлюючого контура здійснюють за умови, що
загальний опір заземлюючого контура Rззп повинен бути менше 4 Ом [14]
Опір заземлювача визначається за формулою [14]:
де r - питомий опір грунту, Ом (для піску r=600 Ом);
l - довжина
заземлювача для стержнів, м (l=4,5м); - діаметр заземлювача для стержнів, м
(d=0,02м)- відстань від середини забитого в грунт заземлювача до рівня
землі, м (t=2,75м);
Опір шваби, яка з’єднує заземлювачі, визначається за формулою [14]:
де, r - питомий опір грунту, Ом (для піску r=600 Ом);
L - довжина шваби, що з’єднує заземлювачі, для контурного
заземлення приблизно рівна периметру допоміжного блоку, в якому розташована
електроустановка ЦПК, м (L=160м); -ширина шваби, м (b=0,03м)’ - глибина
заземлення від рівня землі, м (t’=0,5м);
Кількість заземлювачів захисного заземлюючого пристрою визначається за
формулою [14]:
де 4 - допустимий загальний опір, Ом;
- коефіцієнт сезонності;
Загальний опір захисного заземлюючого пристрою визначається за формулою
[14]:
де Rз - опір заземлювача, яким застосовуються смуги, Омш -
опір шваби, що з’єднує заземлювачі, Ом- кількість заземлювачів
зз - коефіцієнт екранування заземлювача, приймаємо
0,66
зш - коефіцієнт екранування з’єднуючої шваби,
приймаємо 0,4
Оскільки розраховане значення Rззп < 4 Ом, цей захисний заземлюючий пристрій
забезпечує ефективний захист від поразки електричним струмом.[10]
.5.5 Пожежобезпека
Процес окисного дегідрування метанолу проводиться під надлишковим
тиском і температурі вище температури самозапалювання метанолу й формальдегіду,
тому при виході цих продуктів з контактного апарата й зіткненні з повітрям може
відбутися їхнє загоряння.
Вибухонебезпечність процесу окисного дегідрування метанолу
забезпечується подачею спирто-повітряної суміші в контактний апарат зі змістом
метанолу в ній вище верхньої межі вибухівності. Це зміст, у свою чергу,
підтримується при дотриманні наступних норм:
· рівня спирто-водної суміші у
спиртовипарювачі;
· температури в рідкій фазі
спиртовипарювача;
· температуру циркуляційного
конденсату;
· витрати повітря у спиртовипарювачі;
· змісту метанолу в
спиртоводній суміші;
· змісту метанолу в рідкій фазі
спиртовипарювача;
· безперебійної роботи насосів
циркуляційного конденсату.
Збільшення змісту кисню в газах після контактного апарата
вище норм робить їх вибухонебезпечними при подальшій переробці, аж до котельні
цеху ПіОК.
Пари метанолу в суміші з повітрям за наявності іскри
вибухають. Кращим засобом гасіння метанолу і його фракцій є вода. Метанол можна
гасити так само вогнегасником, піском, азбестовим полотном, інертними газами.
Для гасіння електромоторів і струмоведучих систем користуватися тільки
вуглекислотними вогнегасниками і сухим азбестовим полотном.
При виникненні пожежі необхідно діяти згідно плану
локалізації аварій в цеху.
У зимовий час пожежні гідранти і під'їзди до них необхідно
очищати від снігу, а кришки гідрантів від льоду. Гідранти повинні бути
утеплені.
Забороняється зберігати матеріальні цінності на рамках
складів, у вентиляційних камерах.
При роботі насоса не допускається витік рідини крізь сальник.
У разі пропуску сальника, насос необхідно зупинити, скинути тиск до
атмосферного, підтягти або замінити набивання сальникового ущільнення.
Не допускається проводити підтяжку набивання сальників і
фланцевих з'єднань у працюючих насосах під тиском, а так само без зняття
напруги з електродвигуна насоса.
Насосне відділення повинне постійно міститися в чистоті.
Лотки приймання, фундаменти необхідно постійно очищати від продукту, що
розлився, і масла. Застосування легкозаймистих рідин (ЛЗР) для миття підлог і
устаткування забороняється.
Слюсарні матеріали дозволяється зберігати (у розмірі добової
потреби) в спеціальному посуді із кришкою, що щільно закривається.
Апаратник повинен знати розташування трубопроводів, засувок і
їх призначення, а також вміти чітко і швидко перекривати засувки при аваріях і
пожежах.
Не допускається застосування заглушок для відключення
трубопроводу, що зупиняється на тривалий термін, від іншого трубопроводу того,
що знаходиться під тиском. У таких випадках необхідно передбачати знімаєму
ділянку трубопроводу і на кінцях діючих трубопроводів встановлювати заглушки.
Слід постійно контролювати справність теплоізоляції на
гарячих трубопроводах. Не можна допускати експлуатацію гарячих трубопроводів із
пошкодженою теплоізоляцією.
Розтин люків, кришок апаратів, злив і наливання продуктів
крізь відкриті люки, а так само проведення інших операцій сприяючих утворенню
концентрацій вибухонебезпечних газів в період проведення вогняних робіт на
даному робочому місці забороняється. [19]
Використання засобів пожежогасіння не по прямому призначенню
забороняється. Для організації ефективного захисту виробництва формаліну слід
використовувати вогнеприпинувачі.
Вогнеприпинувачами називають захисні пристрої, які вільно
пропускають паро-, пило- або газоповітряну суміш, але не пропускають
полум'я. Вони встановлюються на дихальних лініях резервуарів,
мірників і
апаратів з ЛЗР і горючими газами. Вогнеприпинувачі є
корпусами з металевою насадкою у вигляді гофрованих пластин, пакету металевих
сіток, фольгових касет, гравію, мінеральної вати або кілець Рашига.
Принцип дії вогнеприпинувачів полягає в тому, що горюча
суміш, яка проходить крізь них, розбивається у насадці на тонкі струмені. При
окисленні горючої суміші в каналах малого діаметру можливість тепловтрат
перевищує тепловиділення і горіння припиняється. Діаметр гасильного каналу
насадки вогнеприпинувача приймають, виходячи з практичного досвіду або
визначають розрахунком. Критичний (гасильний або тушильний) діаметр отвору
полум’ягасильної сітки або струменю газу в вогнеперетворювачі визначається по
формулі [14]:
де л - теплопровідність горючої суміші, Дж /(м*с*град.); сс
- температура самоспалахування пари або пилу °С; n - початкова
температура суміші °С;
щ - швидкість горіння суміші, м/с; н -кількість
тепла, що виділяється при згоранні 1м3 суміші, Дж/м3;
Ср - теплоємкість продуктів горіння, Дж/(м3*град.);
r - температура горіння °С.
Для підвищення надійності гасіння полум'я діаметр отвору
приймається на 20-25% менше обчисленого критичного діаметру. На особливо
відповідальних ділянках газопроводів, газоходів, пилопроводів в поєднанні з
вогнеприпинувачами встановлюють розривні мембрани. Рекомендується також
застосовувати автоматичні системи відсікання полум'я механічної або гідравлічної
дії (перекриття заслінками газопроводу, подача води для охолоджування) [14].
6. ЕКОЛОГІзація хімічного
виробництва
6.1 Фізико-географічна та кліматична характеристика
майданчика
Територія Сєвєродонецького ЗАТ «Азот» належить до східної
степової зони України. Площа м. Сєвєродонецька складає 2770 га.
В регіоні знаходяться високоякісне вугілля, вапняк, крейда,
глина та інші природні будівельні матеріали.
Грунти - чорнозем, що привозиться з інших місць. Такий грунт
має високу вологу, високий вміст гумінових кислот, невелику родючість.
Забруднення грунтів відбувається через атмосферне повітря, очисні споруди ЗАТ
«Азот» та інших підприємств. Промисловопобутові звалища також наносять
шкідливий вплив.
До поверхневих водоймищ відносять річки: Сєвєрській Донець і
Борова, куди скидують шкідливі відходи підприємства та комунальне господарство
міста. Тому весь час слідкують за вмістом води.
Підземні води також забруднені шляхом фільтрації з
відстійників і очисних споруд, змиву пестицидів і мінеральних добрив.
Рослинність міста також пошкоджена через низький рівень
грунтових вод та високий вміст диоксида сірки.
Середньорічна швидкість вітру 3-4 м/с. Зафіксована
максимальна швидкість вітру - 28 м/с.
Середньорічна кількість опадів 490-500 мм (максимальна кількість
- 550 мм). Відносна вологість повітря складає 71-73 %.
6.2 Характеристика навколишнього природного середовища і
оцінка впливу на нього
6.2.1 Характеристика джерел утворення відходів, їх склад і
властивості
У виробництві фрмальдегіду утворюються газоподібні відходи,
стічні води, рідкі та тверді відходи.Перелік і кількість відходів вказані в
таблиці 6.1
Таблиця 6.1 - Вдходи виробництва формальдегіду [19].
Найменування відходів
Кіл-сть
Засіб утилізації
1. Параформ, кг
0,049
Вивозиться в хімнакопичувач
2. Стічні води СН2О не більше 100 мг/л
0,086
3. Газовий конденсат, кг
19
Термічне знешкодження
У т.ч. (СН3ОН + СН2О)
5,7
інше Н2О
4. Газоподібні відходи, м3
580 ч 300
Термічне знешкодження в цеху ПіОК
Склад % об’єм.: З 0,2 ? 3 З2 2 ч 7 Н2
12 ч 26 О2 0,1 ч 1,0 СН3ВІН до 4,22 СН2О
до 0,05 СН2О до 0,05 Н2О 2 ч 5 N2 50
ч 70
6.3 Методи і засоби контролю за станом повітряного басейну і
дотримання нормативів ГДВ
Контроль за якістю навколишнього природного середовища забезпечує
сприятливе екологічне оточення для всієї біосфери.
Нормування гранично допустимих концентрацій (ГДК) є складовою
частиною основ забезпечення санітарно-епідеміологічного благополуччя населення.
Нормативи ГДК речовин дають екологічну і соціально-гігієнічну оцінку стану
навколишнього природного середовища, але не вказують на джерело шкідливої дії і
не регулюють його поведінку. Цю функцію виконують нормативи гранично допустимих
викидів (ГДВ) шкідливих речовин.
Нормативи ГДВ забруднюючих речовин у атмосферне повітря
встановлюються за джерелами викидів для кожного проектованого і діючого
об'єкту, що є стаціонарним джерелом забруднення повітряного басейну.
ГДВ - маса речовини, що викидається в атмосферу в одиницю
часу. ГДВ встановлюють з умови, що викиди шкідливих речовин від даного джерела
в сукупності з іншими джерелами не створюють приземну концентрацію, що
перевищує ГДК за межами санітарно-захисної зони об'єкту [19].
6.3.1 Розрахунок ГДВ
Величина ГДВ для викиду СН3ОН з одиночного джерела
з круглим горлом у разі, коли фонова концентрація даної домішки встановлена
незалежно від швидкості і напрямку вітру, і є постійною на території міста,
розраховується за формулою [18]:
де ГДК - гранично допустима концентрація забруднюючої
речовини в атмосферному повітрі населених місць, ГДК(СН3ОН) =
0,085 мг/м3;
Сф - фонова концентрація домішки, яка встановлена незалежно від
швидкості і напрямку вітру і є постійною на території міста, приймаємо Сф
(СН3ОН) = 0,017 мг/м3;
А - коефіцієнт, що залежить від температури стратифікації атмосфери, на
території України А = 160;
F - безрозмірний коефіцієнт, що враховує швидкість осідання забруднюючих
речовин у атмосфері, для газоподібних речовин F = 1;
Н - висота джерела викиду, Н = 150 м;
∆Т - різниця між температурою газу і температурою повітря;
∆Т = 458 - 293=165 К;
m, n - безрозмірні коефіцієнти, що враховують умови виходу
газоповітряної суміші з гирла джерела викиду;
V1 - об'єм газоповітряної суміші, визначається
по формулі:
де D - діаметр гирла джерела викиду, D = 2,4 м;
де Оскільки Vm > 2, то n = 1;
Максимальна приземна концентрація забруднюючої речовини визначається по
формулі:
Необхідно виконувати умову: Сm < ГДК
Оскільки 0,068 мг/м3 < 0,085 мг/м3,
то умова виконується.
6.4 Методи боротьби проти забруднення навколишнього
середовища
Можна виділити наступні основні напрямки в здійсненні
екологічно чистих технологічних процесів, у тому числі нафтохімічних і
хімічних.
) комплексне використання і глибока переробка
сировини. Виробництво повинне бути як можна менш ресурсномістким
(ресурсозберігаючі технології), здійснюватися з мінімумом витрат сировини і
реагентів на одиницю продукції. Напівфабрикати, що утворються, повинні
передаватися як сировину іншим виробництвам і цілком перероблятися.
) оптимальне використання енергії і палива.
Виробництво повинне здійснюватися при мінімальних витратах енергії і палива на
одиницю продукції (енергозберігаючі технології) і, отже, теплові забруднення
навколишнього середовища також мінімальні. Енергозбереженню сприяють:
укрупнення і енерготехнологічне комбінування процесів; перехід на безперервні
технології; удосконалювання процесів поділу; застосування активних і
селективних каталізаторів, що дозволяють проводити процеси при знижених
температурах і тисках; раціональна організація й оптимізація теплових схем
рекуперації енергетичного потенціалу потоків, що відходять; зниження
гідравлічного опору в системах і втрат тепла в навколишнє середовище і т.п.
Нафтопереробні і нафтохімічні підприємства є великими споживачами палива й
енергії. У їхньому енергетичному балансі на долю прямого палива приходиться -
43-45%, теплової енергії - 40-42% і електричної - 13-15%. Корисне використання
енергетичних ресурсів не перевищує 40-42% , що приводить до перевитрати палива
й утворенню теплових викидів у навколишнє середовище;
) створення принципове нових маловідхідних
технологічних процесів. Цього можна домогтися удосконалюванням каталізаторів,
техніки і технології виробництв. Маловідхідні процеси більш ефективні, чим
процеси з дорогими очисними спорудженнями. Економічніше одержувати невелику
кількість сильно концентрованих відходів, які можна переробляти або ліквідувати
за спеціальною технологією, чим великий обсяг сильно розведених відходів, що
скидаються в біосферу.
) створення і впровадження замкнутих систем
водокористування, що включають (або зводять до мінімуму) споживання свіжої води
і скидання стічних вод у водойми;
) забезпечення високої експлуатаційної надійності,
герметичності і довговічності функціонування устаткування і всіх систем
виробництв. Зведення до мінімуму або виключення імовірності аварій, вибухів,
пожеж і викидів отруйних речовин у навколишнє середовище. Розробка
автоматизованих систем забезпечення екологічної безпеки виробництв і
комплексів;
)забезпечення високої якості цільових продуктів,
використовуваних у народному господарстві. Екологічно чистими повинні бути не
тільки самі технологічні процеси, але і товарні продукти, що випускаються в
них.
· Складські ємності для зберігання
формаліну й метанолу герметичні. Вони оснащені засобами автоматичного контролю
рівня й примусової сигналізації по максимальному рівні, що виключають перелив.
· Сховища формаліну й метанолу
розміщені в піддонах з отбортовкой, які облицьовані кислототривкою плиткою.
· У випадку протоки метанолу через
розгерметизацію сховища, останній відкачується заглибним насосом у збірник з
наступною відкачкою на базисний склад ректифікації метанолу.
· У випадку протоки формаліну через
розгерметизацію сховища, останній відкачується в порожнє сховище.
· Для зменшення забруднень повітряного
середовища парами метанолу й формальдегіду при «подиху» сховищ і при затоці ЖДЦ
і автоцистерн, що витісняються з них пари перед викидом проходять очищення в
промивній колоні.
· Відкриті площадки з технологічним
устаткуванням розміщені в піддонах з відбортовкою, які облицьовані
кислототривкою плиткою.
· Для зменшення забруднень повітряного
середовища шкідливими речовинами гази, що відходять, виробництва формаліну
направляються на спалювання в котельню цеху ПіОК.
· Стічні води, що утворяться у
виробництві формаліну, збираються в збірник промгрязних стічних вод, звідки
насосом після усереднення відкачуються в цех НОПС на нейтралізацію.
· Рівні в збірниках і дренажних
ємностях формаліну, метанолу й промгрязних стоків контролюються рівнемірами зі
світловою й звуковою сигналізацією по верхній межі [19].
7. ЦИВІЛЬНА ОБОРОНА
Цивільна оборона (ЦО) - складова частина системи
загальнодержавних суспільних заходів, які здійснюються в мирний і військовий
час з метою захисту населення і народного господарства від зброї масового
ураження, для проведення рятувальних робіт в районах поразки або стихійного
лиха.
березня 1993 р. набув чинності закон про цивільну оборону
України, згідно з яким кожен має право на захист свого життя і здоров‘я від
надзвичайних ситуацій і може вимагати дотримання цього права від міністерств,
відомств, підприємств, установ, організацій.
Систему ЦО складають органи
виконавчої влади всіх рівнів, органи щоденного управління процесами захисту
населення у складі центральних і місцевих органів виконавчої влади і
адміністрації підприємств, системи для виконання завдань ЦО, фонди фінансових,
матеріальних і технічних резервів, які передбачені на випадок надзвичайної
ситуації (НС), системи зв'язку, сповіщення і інформаційного забезпечення [13].
7.1 Організаційна структура ЦО
промислового об'єкту
Організаційна структура ЦО визначається характером
використовуваної сировини, технологічним процесом, виглядом, чисельністю
населення. Організаційна структура ЦО приведена на малюнку 7.1.
Малюнок 7.1 Організаційна структура ЦО промислового об'єкту.
Основними небезпечними чинниками на виробництві
окислювального дегідрування формальдегіду є [19]:
· Отруєння формальдегідом. Формальдегід
є отруйною речовиною, ГДК 0,5 мг/м3.; впливає на центральну нервову
систему, подразнює слизові оболонки очей та дихальних шляхів. Дія формальдегіда
на шкіру виявляється у почервонінні і виникненні дерматиту.
· Вибухи, пожежі при порушенні норм
технологічного режиму на стадії синтезу формальдегіду. Енергетичний потенціал
взривонебезпеки загальний 1,18х105 кДж; відносний 2,968; приведена
маса 2,569кг.;
У виробництві окислювального дегідрування формальдегіду
використовується наступне устаткування: спиртовипарювач, теплообмінники,
контактний апарат, абсорбер, холодильники.
Формальдегід зберігається на складі, об’єм якого складає:
100м3, висота обвалування ємності - 0,5 м.
Метеоумови: температура повітря 20С°, швидкість вітру 1 м/с,
інверсія.
.3.1.1 Прогнозування глибин зон
забруднення СДОР
Кількісні характеристики викиду
знаходяться за їх еквівалентними значеннями.
Розрахунок еквівалентної кількості
речовини за первинною хмарою проводиться за формулою:
де, К1 - коефіцієнт, залежний від умов зберігання СДОР
К3 - коефіцієнт, рівний відношенню порогової токсодози хлору до
порогової токсодози даної СДОР К5 - коефіцієнт, що враховує вертикальну стійкість повітря, в умовах
інверсії К7 - коефіцієнт, що враховує вплив температури повітря, Q0 - кількість розлитого
при аварії СДОР, т.0 можна розрахувати наступним чином:
де, d - питома вага формальдегіду,
т/м3;- об’єм посудини, м3.
Знаходимо еквівалентну кількість аміаку і глибину зони
зараження по первинній хмарі [15]:
Знаходимо еквівалентну кількість формальдегіду і глибину зони
забруднення по вторинній хмарі [15]:
де К2 - коефіцієнт, залежний від фізико-хімічних
властивостей СДОР, К4 - коефіцієнт, що враховує швидкість вітру, К6 - коефіцієнт, що залежить від часу N, котрий минув від
початку аварії, Знаходимо тривалість вражаючого дії формальдегіду [15]:
де, h - товщина шару формальдегіду Н - висота піддону,
м- питома вага формальдегіду Оскільки розрахована
величина Т>4 годин, то для розрахунків приймаємо Повна глибина зони зараження r (км), яка обумовлена дією
первинної і вторинної хмари СДОР обчислюється таким чином [15]:
де r’ - більше, а r” - менше з двох величин
Гранично можливе значення глибини перенесення повітряних мас [15]:
Оцінюєм кількість населення, що потрапляє в зону забруднення:
М=Sж*p,
де Sж - площа заселення, км2; Sж=
8,72*10-3*20*180 =31,39 км2густота населення , 500осіб/
км2
М= 31,39*5000=156960 осіб
Порівнюючи r з rгр, остаточно визначаємо глибину зони
можливого зараження: При окислювальному дегідруванні формальдегіду основною
небезпекою є можливість вибуху спиртовипарювача, в якому знаходиться 8 тонн
спиртоводоповітряної суміші (до складу якої входять CН3OН, кисень
повітря та вода ) під тиском 0,06 МПа і температурі 78° С. Відстань від
спиртовипарювача до адміністративного корпусу 300 м.
При вибуху утворюється три кругові зони:
1. Зона детонаційної хвилі
2. Зона дії продуктів вибуху
. Зона повітряної ударної хвилі
Зона детонаційної хвилі в межах хмари вибуху [15]:
де R1 - радіус зони детонаційної хвилі, м-
кількість конвертованого газу, т
В межах детонаційної зони діє
надмірний тиск, що може вважатися постійним ДС=60 кПа.
Зона дії продуктів вибуху охоплює всю
площу розльоту продуктів газо-повітряної суміші в результаті її детонації,
радіус цієї зони [15]:
Надмірний тиск в межах зони дії продуктів вибуху змінюється
від 1650 кПа до 300 кПа і може бути обчислен за формулою [15]:
де R1 - радіус зони детонаційної хвилі, м-
відстань від центру вибуху до розглянутої крапки на місцевості, м
Оскільки R1 і R2, менше відстані від
ємності до цеху, то припускаємо, що цех потрапляє в зону повітряної ударної
хвилі рівної 300 м.
де R1 - радіус зони детонаційної хвилі, м3
- радіус зони повітряної ударної хвилі, м
Надмірний тиск зони повітряної ударної хвилі розраховується за
формулою:
При тиску, у зоні повітряної ударної хвилі, рівному 15,66 кПа
відбувається слабке руйнування будівлі: руйнуються віконні та дверні
заповнення, легкі перегородки, частково дах, можливі тріщини у стінах верхніх
поверхів. Будівля може експлуаттуватися після поточного ремонту.
Ступінь вогнестійкості будівель і споруд залежить від споруд,
матеріалів будівель і від вогню. Величина теплового потоку від вогненної кулі
характеризується його радіусом . Для будівлі з другим ступенем вогнестійкості
час вогнестійкості складає близько 2 годин. Категорія пожежонебезпечності
будівлі - А. Ступінь забудови - не більше 30 %. Швидкість вітру - 142 м/с.
де R0 - радіус вогненної кулі, м, [15]
М - половина маси конвертованого газу, т де, t - час існування вогнянної кулі, сек, [15]
М - половина маси конвертованого газу, т
Визначається величина потоку теплового випромінювання [15]:
де, E - потужність поверхневої емісії, E=270 кВт/м2коефіцієнт,
який враховує кут падіння, [15]
Т - провідність повітря, [15]
де R0 - радіус вогняної кулі, м
R - відстань від центру вибуху до розглянутої крапки на
місцевості, м
За формулою (7.13) знаходимо:
Визначається імпульс теплового потоку випромінювання [15]:
Оскільки допустима величина імпульсу теплового потоку для шкіри людини
складає 42 кДж/м2, визначений імпульс в межах норми.
Визначається радіус зони ураження
[15]:
Можна зробити висновок, що адміністративна будівля розташована на
достатній відстані від спиртовипарювача.
Хімічне зараження є наслідком аварій на хімічно-небезпечному
об‘єкті (ХНО) і транспортних засобах, що перевозять СДОР (сильнодіючі отруйні
речовини).
Вирішальне значення при аваріях на ХНО має швидкість
виконання заходів щодо захисту населення.
При загрозі чи виникненні аварії негайно, відповідно до
діючих планів, здійснюється оповіщення працюючого персоналу і населення, що
проживає поблизу. Населенню даються вказівки про порядок поводження.
Про аварію керівник об‘єкта або черговий диспетчер доповідає
начальнику ЦО міста, області.
Обслуговуючий персонал відповідно до діючих на об’єкті
інструкцій вживає заходи захисту з ліквідації чи локалізації аварії. По міру
прибуття, до цих робіт беруться підрозділи рятувальних служб і спеціалізовані
невоєнізовані формування.
Головним і невід’ємним елементом всієї системи захисту
населення і територій від надзвичайних ситуацій є інформація та оповіщення.
Зміст інформації мають становити відомості про надзвичайні
ситуації, що прогнозуються або вже виникли, з визначенням їхньої класифікації,
меж поширення і наслідків, а також заходи реагування на них.
Система оповіщення та інформативного забезпечення створюється
завчасно в усіх ланках пунктів управління.
Основу системи оповіщення утворюють автоматизована система
централізованого оповіщення мережі зв‘язку та радіомовлення, а також спеціальні
засоби.
Автоматизована система оповіщення створюється завчасно на
базі загальнодержавної мережі зв‘язку та радіомовлення і поділяється на
державну та територіальну. Вона може забезпечити оповіщення населення,
поєднавши місцеву телефонну мережу для подачі сигналу «Аварія на хімічно
небезпечному об‘єкті» та повну інформацію за допомогою засобів радіомовлення й
телебачення. Повідомляються місце, час, масштаби аварії, інформація про можливе
хімічне зараження території, напрямок та швидкість можливого руху зараженого
повітря, райони, яким загрожує небезпека. Дається інформація про поведінку
населення. Залежно від обставин: залишатися на місці, у закритих житлових
приміщеннях, на робочих місцях чи залишати їх і, застосувавши засоби
індивідуального захисту, вирушити на місця збору для евакуації або в захисні споруди.
Надалі діяти відповідно до вказівок штабу органів управління цивільного захисту
[20].
Аварійна зупинка агрегату виробництва формальдегіду може
відбутися від чинників, в результаті яких припиняється подача початкового газу
в агрегат.
При аварійному стані агрегату, в результаті утворення
проривів на газових і метанольних комунікаціях, відключення електроенергії,
припинення подачі оборотної води, повітря КВПіА аварійна зупинка блоку
проводиться в наступному порядку [19]:
1. знизити витрату повітря у спиртовипарювач до 1000
нм3/ч;
2. Відкрити електрозасув на байпасі кантактного апарата;
. Зчинити електрозасув на вході у контактний апарат та
електрозасув на виході із нього;
. Закрити запорну арматуру на лінії подачі повітря у
спиртовипарювач;
5. Закрити запорну арматуру и припинити подачу води у
теплообмінник циркуляційного конденсату, подати у нього пару.
6. Закрити запорну арматуру и припинити подачу
метанолу і конденсату у спиртовипарювач .
На випадок пожежі на складах метанолу і формаліну змонтована
дренчерна установка. Для попередження можливих розливів, сховища обкладені
цеглиною стіною висотою в один метр. Для зменшення забруднення повітряного
середовища парами метанолу і формаліну при «диханні» сховищ і затоці цистерн,
гази з них перед викидами в атмосферу проходять очищення в поглинювальній
колоні. Сховища оснащені засобами автоматичного контролю рівня і сигналізацією
по максимальному рівню. [19]
Індивідуальні засоби захисту:
1. Як індивідуальні засоби захисту органів дихання і
зору від дії шкідливих газів, пари, рідин присутніх в повітрі застосовується
протигаз марки «М».
2. Для захисту від механічних травм голови
застосовуються захисні каски типу «Праця» з підшоломником.
. Для оберігання очей від пошкодження хімічними,
термічними, механічними діями використовуються захисні окуляри.
. Для захисту органів дихання від пилу
використовуються респіратори.
. Для захисту органів слуху від підвищеного рівня шуму
використовуються протигаласливі навушники або «Бервуші».
. Всі працівники забезпечуються спецодягом,
спецвзуттям і іншими засобами індивідуального захисту [20].
Засоби колективного захисту:
1. Теплоізоляції апаратів та трубопроводів.
2. Система опалення.
. Штучне освітлення.
. Захисне заземлення та занурення від поразки
електричним струменем.
5. Стаціонарні або пересувні майданчики для
обслуговування арматури, що знаходиться на висоті більше 1,3м від підлоги.
6. Загальнообмінні приточно-витяжні системи, вентиляції
виробничих приміщень.
. Аварійні системи вентиляції виробничих приміщєнь.
. Системи блискавкозахисту.
. Сховища.
8.1 Вихідні дані
При проведенні техніко-єкономічних розрахунків, за базу
приймається діючий на ЗАТ «Об’єднання АЗОТ» цех виробництва формаліна, вихідні
дані на 2008 р. для якого наведено нижче:
Плановий річний об'єм випуску продукції - 43000 т/рік;
Годинна продуктивність устаткування - 2,56 т/год;
Фонд календарного часу - 8760 год;
Сумарна тривалість ремонтних простоїв протягом року - 360
годин;
Чисельність персоналу цеху складає 164 осіб,
у т.ч. основні робочі 137 осіб;
Вартість основних виробничих фондів цеху складає
17426448,5грн;
Відпускна ціна формаліну - 1250грн/т
Дані калькуляції діючого виробництва формальдегіду наведені у
таблиці 8.1 Найменування статті витрат
Одиниця вимірюва-ння
Витрата на одиницю
Кількість
ціна
сума
Напівфабрикати
Вода глибокообезсілена
м3
0,3600
10,58
3,81
Азотна кислота 20%
кг
0,0150
0,33
0,01
Надсмольна вода
Тн
0,0400
58,20
2,32
Оцтова кислота синтетична
кг
0,0006
2,14
Метанол-сирець очищений
кг
528,00
1,60
843,10
Разом напівфабрикати
849,24
Допоміжні матеріали
Пемза кускова
кг
0,0500
Срібло азотнокисле
гр
0,13400
1,29
0,17
Мішки поліпропіленові
шт
0,0040
1,43
0,01
Разом допоміжні матеріали
0,18
Разом з відрахуванням поворотніх відходів
849,42
Енерговитрати
Очистка пром-грязного стоку
м3
0,4000
2,77
1,11
Повітря техннологічне середн.
м3
0,5000
0,08
0,04
Пар технологічний
ГКал
0,1200
160,60
19,27
Електроенергія
Квтч
43,0000
0,43
18,53
Пріродний газ (паливо)
м3
3,0000
1,24
3,71
Холод
ГКал
0,0370
434,65
16,08
Азот чистий
м3
13,0000
0,25
3,2
Вода оборотна ВОЦ -4
м3
58,0000
0,25
14,52
Разом енерговитрати
76,56
Заробітна плата основна
9,35
Нарахування на зарплату
3,54
Загальновироб.витрати(ВУЕУ)
18,34
Ам. устаткування и ТС
2,86
Загальновироб. витрати (цех)
17,36
Ам.основних засобів ОХН
2,60
Виробнича собівартість
974,57
У данному дипломному проекті пропонується використовувати
новий каталізатор окислювального дегідрування метанолу у формальдегід, який має
у своєму складі срібло та алюмосилікатний носій. Запропонований катлізатор має
наступні переваги:
на діючому виробництві витрата срібла 35%-го каталізатора -
0,134грам на 1тону формальдегіда;
у запропонованому 6% каталізаторі, витрата срібла знижена до
0,02297 грам на 1тону формальдегіда;
введення нового каталізатору дозволяє зменшити витрату
метанолу для отримання 1000кг фромальдегиду з 528 кг до 496 кг.
8.3 Проектна потужність і об’єм випуску продукції
Для безперервних хімічних процесів розрахунок річної
виробничої потужності визначається за формулою :
де Мр - величина річної виробничої потужності;- кількість
паралельно працюючих однойменних одиниць устаткування;г - годинна
продуктивність устаткування;
Теф - ефективний фонд робочого часу устаткування
[17].
де Тк - фонд календарного часу: для безперервних виробництв
8760год;
Трем - планова сумарна тривалість ремонтних
простоїв в перебігу року;
Ттехн - тривалість технологічних простоїв, що
регламентується, за рік:
Теф=8760-360=8400 год
Річна виробнича потужність:
Мр =2*2,56*8400=43008 т/рік
Приймаємо річну виробничу потужність 43000 т/рік
Річний об’єм проектованого виробництва (Q1) приймаємо
на рівні розрахованоїрічної річної виробничої потужності (Мр):
Мр= Q1
(8.3)
При цьому відбувається зростання випуску продукції (∆Q)
в порівнянні з діючим вирбництвом (Q1).
Індекс потужності підприємства визначається за формулою:
Q=
43000/43000= 1
Визначаємо величину ∆Q:
∆Q = Q1 - Q0 , (8.4)
∆Q = 0
У даному розділі, з урахуванням упроваджуваних заходів,
розраховуються індекси зміни витрат і затрат в послідовності їх використання в
аналізі зниження собівартості по калькуляційних статтях.
Індекси зміни питомої витрати окремих видів
матеріально-сировинних і енергетичних ресурсів розраховуються як відношення
показників питомої витрати після впровадження заходу (q1) до їх
базових (q0) значень [17]:
де НР0, НР1-норми витрат окремих видів
матеріально-сировинних ресурсів енергетичних ресурсів на виробництво одиниці
продукції до і після впровадження заходів проекту.Аналогічно визначаються
індекси зміни цін на окремі види матеріально-сировинних і енергетичних ресурсів
[17]:
При зміні витрат по окремих елементах кошторису «Витрати на утримання
та експлуатацію устаткування » в результаті впровадження проектованих заходів
індекс зміни річних витрат по статті (ІВУЕУ) визначаються за
формулою [17] :
де СОБ0,СОБ1-вартість устаткування
підприемства до і після впровадження заходів проекту відповідно.
Оскільки впровадження проектованих заходів не приводить ні до зміни
чисельності основного виробничого персоналу (IN), ні до зміни його
середньої заробітної платні (Iз), та річних витрат по статті (ІВУЕУ),
а також не приводить до зміни річних загальновиробничих витрат (Iзаг),
відповідні індекси зміни рівні 1 (IN=Iз=Iзаг=
ІВУЕУ=1). Також впровадження проектованих заходів не
приводить до зміни питомих витрат і цін на всі види енергетичних ресурсі,
індекси зміни їх питомих витрат і цін рівні 1 ( Розрахунок проводиться по калькуляційних статтях з
урахуванням зміни їх окремих елементів:
По умовно - змінних статтях калькуляції «Напівфабрикати» та
«Допоміжні матеріали», залежно від проектованої зміни питомої витрати на окремі
види ресурсів розрахунок зниження повної собівартості продукції проводиться
відповідно до залежності [17]:
де Зниження повної собівартості у вартісному еквіваленті розраховується
відповідно до залежності [17]:
Де С0 - повна собівартість одиниці продукції на
діючому
виробництві, грн./т.
Оскільки індекси зміни чисельності основного виробничого персоналу,
середньої заробітної платні, загальновиробничих витрат рівні 1 (IN=Iз=Iзаг=1),
а також індекси зміни витрат і цін на всі види енергетичних ресурсів рівні
1 ( Результати розрахунків зводяться в таблицю 8.2.
Таблиця 8.2 - Зміна повної собівартості продукції
Статті витрат
Витрати в діючому виробництві
Зміна витрат
Витрати в проектованому виробництві грн./т
грн./т
пит.вага
%
грн./т
Основні матеріали та напівфабрикати
849,24
0,8714
-5,244
-51,10
798,14
у т.ч. метанол
843.10
0.8651
-5,244
-51,10
792
Допоміжні матеріали
0,18
0,00018
-0,0144
-0,140
0,04
у т.ч. срібло
0,17
0,00017
-0,0144
-0,140
0,03
Енерговитрати
76,56
0,07856
76,56
Заробітна плата основна
9,35
0,00959
9,35
Начислення на заробітну плату
3,54
0,00363
3,54
Загальновиробничі витрати(ВУЕУ)
18,34
0,01881
18,34
Загальновиробничі витрати(цех)
17,36
0,01781
17,36
Виробнича собівартість
974,57
1
-5,258
-51,24
923,13
У результаті впровадження проектованих заходів собівартість
формальдегіду зменшиться на 5,258% або на 51,44 грн/т
1. Річний об'єм виробництва метанолу-сирцю:
- у натуральному виразі:
у діючому виробництві Q0=43000т
у проектованому виробництві Q1=43000т
- у вартісному виразі:
у діючому виробництві Q0=1250*43000=53750 тис
грн
у проектованому виробництві Q1=1250*43000=53750
тис грн
2. Чисельність працюючих:
у діючому виробництві N0=164 особа
у проектованому виробництві N1=164 особа
у т.ч. основних робочих:
у діючому виробництві N0=137 осіб
у проектованому виробництві N1=137 осіб
3. Вартість основних виробничих фондів цеху складає:
у діючому виробництві Ф0=17426448,5 грн
у проектованому виробництві Ф1= 17426448,5
грн
4. Продуктивність праці працюючих, розраховується по
формулі [17]:
де у діючому виробництві Пт0=43000/164=262 т/люд;
у проектованому виробництві Пт1=43000/164=262 т/люд.
5. Фондовіддача, розраховується по формулі [17]:
де у діючому виробництві :0=(43000*1250)/17426448,5 =3,085
грн/грн;
у проектованому виробництві:1=(43000*1250)/17426448,5=3,085
грн/грн.
6. Собівартість виробництва продукції:
у діючому виробництві С0= 974,57грн/т;
у проектованому виробництві С1= 923,13грн/т.
7. Прибуток на одиницю виробленої продукції, що
розраховується по формулі [17]:
ПОД=Ц-С (8.11)
де Ц - ціна одиниці виробленої продукції, грн./т.
у діючому виробництві:
ПОД0=1250-974,57=275,43грн/т;
у проектованому виробництві: ПОД1=
1250-923,13=326,87грн/т.
8. Річний прибуток від виробленої продукції, що
розраховується по формулі [17]:
П=ПОД-Q (8.12)
де Q-річний обсяг виробленої продукції підприємства у
натуральному виразі, фіз.од.
у діючому виробництві:
П0=275,43*43000=11843490 грн;
у проектованому виробництві: П1=
326,87*43000=14055410 грн.
9. Рентабельність витрат виробництва продукції, що
розраховується по формулі [17]:
у діючому виробництві:
Р0=(275,43/974,57)*100=28,26%;
у проектованому виробництві:
Р1=(326,87/923,13)*100=35,41% .
10. Рентабельність основних виробничих фондів , що
розраховується по формулі [17]:
у діючому виробництві:РФ0=(11843490/17426448,5)*100= 67,96%;
у проектованому виробництві:
РФ1=(14055410/17426448,5)*100=80,66%.
11. Річний економічний ефект від:
- зниження собівартості [17]:
Ер(DС)= DС*Q1 (8.15)
Ер(DС)= (923,13-974,57)*43000= -2211920 грн
Зміна показників: [17]:
Розраховані техніко-економічні показники зведені в таблицю
8.3
Таблиця 8.3 - Техніко-економічні показники
Показники
Одиниці вимірюван
Діюче виробн
Проектов виробн
Зміна показн,%
Річний об'єм виробництва продукції
т
43000
43000
-
Чисельність робітників цеху
осіб
164
164
-
Продуктивність праці робітників цеху 262
262
-
Собівартість продукції
грн/т
974,57
923,13
-5,57
Прибуток на одиницю продукції
грн/т
275,43
326,87
15,74
Основні фонди
грн
17426448,5
17426448,5
-
Фондовіддача
грн/грн
3,085
3,085
-
Рентабільність витрат на виробництво
%
28,26
35,41
7,15
Річний економічний ефект від зниження собівартості:
тис грн
2211,92
У результаті впровадження нового каталізатора, річний
економічний ефект при обсязі виробництва 43000 т/рік становить 2211920 грн.
У даному дипломному проекті проведений аналіз усіх існуючих
способів отримання формальдегіду, на підставі якого був вибраний найбільш
ефективний і економічний - отримання формальдегіду методом окислювального
дегідрування метанолу на срібляном каталізаторі при тиску не більше 0,06 МПа.
Описані теоретичні розрахунки даного методу, приведена характеристика сировини,
реагентів, цільового продукту.
Розрахункова частина представлена розрахунками матеріального
і теплового балансів, розрахунком витратних коефіцієнтів. На підставі цих
розрахунків проведений розрахунок основного технологічного устаткування
(контактного апарата) і допоміжного устаткування (теплообмінник контактного
апарата, спиртовипарювач), виконаний економічний розрахунок і розрахунки по
охороні праці і цивільній оборони.
Графічна частина представлена кресленням технологічної схеми
і кресленнями: «Контактний апарат», «Спиртовипарювач», «Вузли і деталі»,
«Компоновка устаткування», «Техніко-економічні показники».
У розділі «Охорона праці, навколишнього середовища,
протипожежний захист» перераховані вимоги і заходи щодо охорони праці і пожежної
безпеки, охорони навколишнього середовища. Виконані розрахунки електробезпеки і
освітлення приміщення. У розділі «Цивільна оборона», перераховані основні
техногенні небезпеки на виробництві, способи і заходи щодо забезпечення
підвищення стійкості об'єкту у надзвичайних ситуаціях, перераховані
індивідуальні і колективні засоби захисту. Виконаний розрахунок можливої
величини руйнувань при вибуху спиртовипарювача. У економічному розділі
виконаний розрахунок виробничої потужності виробництва, техніко-економічних
показників і річної економічної ефективності.
1. Лебедєв Н.Н. Хімія й технологія основного
органічного й нафтохімічного синтезу. - М.: видавництво «Хімія», 1975. - 736 с.
2. Уокер Дж. Формальдегід. - М.: Госхимиздат,
1957.
. Огородників С.К. Формальдегід. - Л.:
видавництво «Хімія», 1984. - 280 с.
. Патент Росийской Федерации. Катализатор
окислительного дегидрирования метанола в формальдегид. № 2102140, класси
патента: B01J29/068, B01J37/30, C07C47/052 Заявитель: Акционерное общество открытого
типа "Акрон".
. Короткий довідник фізико-хімічних величин /
Під ред. Мищенко К. П., Равдель А. А. - СП.: видавництво «Хімія», 1967. - 184
с.
. Гутник С.П., Сосонко В.Е., Гутман В.Д.
Розрахунки за технологією органічного синтезу: Навчальний посібник для
технікумів. - М.: Хімія, 1988. - 272 с.
. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носків А.А.
Приклади й завдання за курсом процесів і апаратів хімічної технології.-Л.:
видавництво «Хімія», 1987.- 576 с.
. Довідник нефтехимика / Під. ред. С.К.
Городників в 2-х т. Л.: Хімія, 1978, т. 2 - 592 с.
. Довідник азотчика/ Під. ред. Е.Я. Мельникова
в 2-х т. М.: Хімія, 1987, т. 1 - 464 с.
10. Методические указания к выполнению
дипломной работы для студентов спеціальностей 7.091601-«Химическая технология
органических веществ» и 7.091604-«Химическая технологиятоплива и углеродистых
материалов»/Сост.Понаморев В.Н.,Бродская И.И.,Шовкопляс Д.И . - Северодонецк:
СТИ, 2003. - 86 с.
11. Рябова Е.В. Пожарная опасность веществ и
материалов, применяемых в химической промышленности.
12. Долин П.А. Справочник по технике безопасности.
- М: Энергоатомиздат, 1984г.
13. Щоботов В.М. Цивільна оборона. Навчальний
посібник. - К.: Центр навчальної літератури, 2006. - 438 с.
14. Мякухина В.Т., Попенко Г.В., Єрешко В.П.
Методичні вказівки до виконання розділу з охорони праці в дипломних проектах
(роботах) для студентів V-VI курсів хімічного та механічного факультетів денної
та заочної форма навчання. - Сєвєродонецьк.: СТІ, 2002. - 41 с.
. Римар Т.Е., Методичні вказівки до виконання
розділу з цивільної оборони в дипломних проектах (роботах) для студентів всіх
спеціальностей денної і заочної форм навчання. - Сєвєродонецьк.: СТІ, 2005. -
27 с.
16. Целіщев О.Б., Лорія М.Г. Методичні вказівки до
виконання розділу «Контроль та керування хіміко-технологічними процесами» для
студентів-дипломників денної та заочної форм навчання хімічного факультета. -
Сєверодонецьк.: СТІ, 2004. - 22 с.
17. Методичні вказівки до виконання економічної
частини дипломних проектів (для студентів, які навчаються за спеціальностями
які навчаються за спеціальностями 7.091601 "Хімічна технологія органічних
речовин", 7.091604 "Хімічна технологія палива та вуглецевих
матеріалів", 7.091612 "Технологія переробки полімерів", 7.091602
"Химическая технология неорганических веществ") / Укл. О.В.Маслош,
Д.О. Попов - Сєвєродонецьк, 2007. - 40 с.
18. Методические указания к выполнению раздел
“Экологическая часть” в дипломных проектах для студентов 5,6 курсов всех
специальностей дневной и заочной формы обучения Быкова С.П.-Северодонецк:СТИ,
2001г.-10с.
19. Регламентная документация производства
формальдегида предприятия ЗАО «Азот», г. Северодонецк.
. Инструкция МРиФ-01по охране труда цеха метанола-ректификата и
формалина производства «Оргсинтез».- Северодонецк, 2009. - 78 с.
,(3.15)
;
.
.
.
,
- витрата контактного газу, кг/ч.
. (3.16)
.
.
.
,
.
;
;
;
, (3.17)
.
.
.
.
.
.4
Характеристика основного технологічного устаткування
3.5
Розміщення технологічного обладнання
5.
ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ, ПРОМСАНІТАРІЯ Й ПРОТИПОЖЕЖНИЙ ЗАХИСТ
5.1
Основні фізико-хімічні властивості, токсичність, пожежо- та
вибухонебезпезпечність речовин, що застосовано та добуто на виробництві
Рідина-97.864.9
Газ-99
Рідина16,6118
Газ-182.49-218.4
.2
Небезпечні і шкідливі виробничі фактори на виробництві
5.3
Класифікація і категорійнїсть виробництва і його приміщень
5.4
Заходи запобігання шкідливих і небезпечних виробничих факторів
.4.1
Вентиляція і опалювання
,
(5.1)
(5.2)
(5.3)
(5.4)
(5.5)
(5.6)
(5.7)
(5.8)
(5.9)
(5.10)
(5.11)
, (6.1)
-
коефіцієнт, що враховує вплив рельєфу на розсіювання домішок, 
;
,
(6.2)
-
середня швидкість виходу суміші з джерела:
,
(6.3)
- об'ємна витрата викиду, м3/с;
-
площа перетину гирла джерела викиду, м2:
м2
м/с
м3/с
(6.4)
(6.5)
(6.6)
мг/м3
(6.7)
мг/м3
Заходи,
що забезпечують охорону водних ресурсів і повітряного басейну
7.2 Основні
техногенні небезпеки на виробництві
7.3 Розрахунки
основних небезпек виробництва
7.3.1 Прогнозування
масштабів зони можливого зараження СДОР під час аварій (руйнувань) на хімічно
небезпечних об‘єктах
,
(7.1)
;
;
;
.
,
(7.2)
0,815*100=81,5
т.
0,19*1*1*1*81,5=15,5
т.
км
(7.3)
;
;
,
(7.4)
.
,
(7.5)
,
(7.6)
, отже місто потрапляє в зону забруднення, тривалість
вражаючої дії СДОР - 7,19 години. Всі житлові квартали міста потрапляють в
забруднену зону, отже, за умови відсутності засобів захисту, як мінімум 157
тисяч чоловік буде уражене СДОР, об’єкт відноситься до 1ступені хімічної
небезпеки.[ 15]
7.3.2 Оцінка
стійкості об‘єкту до вражаючих факторів вибуху
,
(7.7)
(7.8)
,
(7.9)
,
(7.10)
(7.11)
,
(7.12)
,
(7.13)
,
(7.14)
,
(7.15)
(7.16)
(7.17)
7.4 Засоби
та заходи щодо забезпечення підвищення стійкості об'єкту у надзвичайних
ситуаціях
7.5
Індивідуальні та колективні засоби захисту
8.
ЕКОНОМІКА, ОРГАНІЗАЦІЯ І ПЛАНУВАННЯ ВИРОБНИЦТВА
8.2
Проектовані організаційно-технічні заходи
,
т/рік (8.1)
,
год (8.2)
8.4
Розрахунок зміни собівартості продукції
.4.1
Розрахунок індексів зміни витрат
(8.5)
(8.6)
(8.7)
=
=1).
8.4.2
Аналіз зміни собівартості
, (8.8)
- зниження повної собівартості за рахунок зміни
питомої витрати i-го виду матеріально-сировинного або енергетичного ресурсу, %
-
питома вага статті витрат в повній собівартості продукції на діючому
виробництві;
-
питома вага витрат на i-й вид ресурсів в статті витрат.
,
(8.9)
=
=1), то зміна повної собівартості продукції, по
статтях калькуляції: «Зарплата основних робочих з відрахуваннями»,
«Загальновиробничі витрати», «Енерговитрати», дорівнюють нулю.
8.5
Розрахунок техніко-економічних показників
,
(8.9)
- річний об'єм виробництва продукції, в натуральному
виразі.- чисельність працюючих осіб.
, (8.10)
- річний об'єм виробництва продукції, у вартісному
виразі.
,
(8.13)
,
(8.14)
%
(8.16)
ВИСНОВКИ
ЛІТЕРАТУРА