Химико-технологическая схема. Деятельность монтажно-технологического отдела.

Разработка рациональной технологической схемы производства с подбором соответствующих аппаратов, выбором оптимальным режимом функционирования является задачей монтажно-технологического отдела.

Химико-технологическую схему (ХТС) получения некоторой товарной продукции разрабатывается по 4-ём основным направлениям:

1.подготовка сырья;

2.химическая переработка сырья в целевой продукт;

3.очистка целевого продукта до требуемых показателей;

4.утилизация сточных вод, газовых выбросов и твёрдых отходов.

Проектирование ХТС осуществляется на базе технологического регламента, который содержит:

1)литературные данные о всех промышленным способам получения целевого продукта, используемых аппаратах, полученных результатах в соответствии с патентной чистотой разрабатываемого проекта;

2)характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов и всех продуктов;

3)физико-химические константы и свойства исходных, промежуточных и конечных веществ;

4) физико-химические основы процесса, т.е. термодинамические, стехиометрические, кинетические, тепло – и массообменные параметры;

5)принципиальная ХТС процесса в графическом виде с подробным описанием;

6)рабочие параметры процесса, включая давление, температуру, степень превращения основного реагента, селективность процесса;

7)массовый баланс по стадиям, представляемый в виде таблиц;

8)тепловой баланс по стадиям;

9)методика расчёта основных аппаратов;

10)выбор гостированных и рекомендации по конструированию нестандартной аппаратуры;

11)аналитический контроль производства;

12)характеристика побочных продуктов, отходов, способы их утилизации;

13)схемы КИП и автоматики;

14)очистка сточных вод, газовых выбросов. Утилизация твёрдых отходов;

15)мероприятия по Технике безопасности, противопожарной профилактике и санитарии;

16)патентный формуляр;

17)прогноз потребности в продукции и обеспеченность сырьём на перспективу.

На основании перечня технологических операций составляется ХТС, ко­торая должна гарантировать бесперебойность, безопасность и надёжность в эксплуатации.

Каждый аппарат ХТС должен иметь свой номер или индекс. Разрешается использовать обозначения:

Р - реактор;

П - печь;

Н - насос

Предпочтительной является сквозная нумерация слева направо. Все ли­нии, по которым подводится вода, пар, воздух, азот и т. д. указываются вверху ХТС. Внизу указывается оборотная вода, сточные воды, сливы, конденсат.

Под отводящими магистралями показываются линии КИП и автоматики.

В приложении к ХТС приводятся перечни (экспликации) аппаратов, оборудования, трубопроводов. В экспликациях содержатся данные об основ­ных технических характеристиках аппаратов, номера ГОСТов и ТУ для стан­дартного оборудования; для нестандартного - основные размеры и номера чертежей, по которым оно должно быть изготовлено.

Аппараты под давлением или работающие сильнодействующими ядами должны проектироваться с учётом специальных правил эксплуатации.

При проектировании инженер-технолог выполняет расчёт МБ по стадиям, затем энергетические расчёты. Для облегчения работы используют диаграмму материальных потоков. На диаграмме все аппараты изображают в виде прямоугольников, сохраняя при этом нумерацию и обозначение ХТС. Потоки изображают в виде прямых или изогнутых линий, обозначая их римскими цифрами. Затем аппарат с входящими и выходящими потоками обводят штриховой линией, т. е. контрольным контуром. Этот контур выделяет объект, для которого составляется сначала материальный, а затем энергети­ческий и эксергический баланс.

Номера аппаратов и номера потоков на технологической схеме должны совпадать.

Для входящих потоков исполняют индекс «О». После МБ и ЭБ выпол­няют расчёт аппаратов, т. е. определяют тип, конструкцию и основные раз­меры аппаратов. Затем по каталогам и нормалям выбирают стандартное обо­рудование, для изготовления нестандартного оборудования совместно с ин­женерами-механиками разрабатывают задание на проектирование.

После получения задания к проектировщикам подключаются инженеры смешанных специальностей. Задание на монтаж выдаётся инженерам-механикам специалистам по монтажному проектированию. Задание для них выдаётся в виде специально выделенных технологических схем, на которых указано повысотное размещение оборудования или рекомендуемые отметки для размещения отдельных аппаратов.

На схеме указываются характеристики трубопроводов, других транс­портных средств, все запорные устройства, первичные контрольно-измерительные приборы, т. е. клапаны, диафрагмы, счётчики. Технолог определяет категорию производства по пожаро - и взрывоопасности

В соответствии со СНИП монтажные проектировщики разрабатывают компоновку оборудования и монтажные чертежи.

Компоновка - размещение оборудования на территории цеха.

Задачей монтажников является выбор и поиск наиболее экономичных решений обвязки оборудования и определения размеров площадки для его размещения.

Для определения такого варианта компоновки рекомендуется использо­вать макетный способ, т. е. на специальных монтажных столах размещают макет проектирования и систему обвязки.

На 1-вом этапе компоновки инженеры-механики по монтажному проекту выделяют то оборудование, которое размещается в отапливаемых зданиях.

На 2-ом этапе

На 3-ем этапе на открытых площадках, постаментах и этажерках обору­дование разделяют на блоки, которые группируют по функциональному на­значению, по высотному, габаритному или другим признакам.

Монтажное проектирование ведётся параллельно со строительным про­ектированием при взаимном согласовании.

Строительные задания проектируются инженерами-строителями. По за­данию технологов и монтажников происходит согласование со специалистами других подразделений: (водоснабжение и канализация, отопление и других).

Система автоматизированного проектирования -организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации и проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектирующих органов или коллективом специалистов.

САПР включают:

1)математическое обеспечение, т. е. совокупность математических методов, моделей и алгоритмов проектирования.

Математическая модель технического объекта – это совокупность математических объектов, т.е. чисел, переменных, матриц, и отношение между ними, которые адекватно отображают свойства технического объекта.

В зависимости от сложности объекта для описания используют различные уровни абстракции на микроуровне описывают физическое состояние и процессы, т.е. включенные в уравнения, описывающие стехеометрические, термодинамические и кинетические соотношения, добавляют уравнение тепло- и массовой передачи, перенос импульса, кроме этого модель включает граничные и начальные условия.

2)техническое обеспечение - совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, таких как ЭВМ, локальные и глобальные сети, графопостроители.

3)программное обеспечение – совокупность расчетных программ, необходимых для какой-то проектной процедуры.

4) информационные обеспечение – совокупность сведений, необходимых для проектирования; система документов ЕСКД, нормативно-справочные документы, каталоги.

5) методическое обеспечение – совокупность документов, установленные состав, правила отбора и эксплуатации средств и автоматизированного проектирования.

6)организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав подразделения, функции подразделений и связь между ними.

 

Массовый и тепловой балансы аппарата.

Проектирование аппарата и технологических линий начинается с составления МБ и ТБ. Основным аппаратом химического производства является реактор. Обычно реактор связан с несколькими другими аппаратами, обеспечивающими требуемые условия в аппарате.

Задача проектирования реакционного узла включает:

1)выбор типа реактора и его конструкции;

2)составление МБ;

3)составление ТБ, выбор способа подвода и отвода тепла;

4)определение необходимого реакционного объёма аппарата или числа аппаратов, количества аппаратов при заданном размере.

Проектирование аппаратов может производится в 2-ух вариантах:

I.для аппарата и процесса в целом без рассмотрения кинетической и макрокинетических закономерностей;

II.с учётом кинетики и макрокинетики процессов, протекающих в данном аппарате.