Технологическая схема химического производства

Процесс производства невозможно представить без регламентации технических действий и этапов. Для этого разрабатывается специальный документ – технологическая схема. Схема представляет собой графическую или текстовую интерпретацию необходимого набора операций, соблюдение которых приводит к получению готового продукта. При ее составлении учитывается количество производственных линий, набор используемого оборудования, этапы ручного и механизированного труда. Учет всех факторов и строгая регламентация производственных процессов, позволяет добиться высокой эффективности и качества производства.
Технологическая схема химического производства

Виды технологических схем

Учитывая огромное разнообразие производственных предприятий, производимой продукции, особенности различных технологий, существуют различные виды технологических схем. Общая классификация выглядит примерно следующим образом:

  1. Промышленная технологическая схема.
    Наиболее распространенный тип, который широко распространен при производстве габаритных товаров, больших объемов или крупногабаритной продукции. Они рассчитаны на длительное использование при производстве однотипной продукции долгое время. Она может быть разработана таким образом, чтобы ее можно было применять при производстве разнообразных однотипных товаров. Такие типы называют совмещенными. При их разработке учитывается возможность быстрой перенастройки оборудования для производства другого товара, практически без остановок технологического процесса.Разработка подобных схем обоснована экономическими факторами, беспрерывная работа производственной линии и работников позволяет избежать лишних растрат и повысить эффективность. Чаще всего совмещенные применяются на фармацевтических предприятиях, где на одном и том же оборудовании производятся лекарственных препараты, пищевые добавки, витамины и другие средства. Главное преимущество в том, что можно значительно снизить уровень первоначальных капиталовложений и производственных расходов в процессе эксплуатации оборудования.
  2. Опытно-промышленные.
    Данный тип является предвестником промышленных схем. Они разрабатываются в тех случаях, когда необходимо наладить производство принципиально нового типа продукции. Она может быть немного упрощенной и дополняться в процессе работы производственной линии. На ее основе технологи собирают информацию для составления основных промышленных технологических схем.
  3. Стендовые установки.
    Их еще называют модульными, они представляют собой небольшие монтажные фермы, на которых смонтированы различные типы аппаратуры. Подобная конструкция значительно упрощает производственные эксперименты, так как можно легко и быстро сделать переоборудование установки. Они применяются на небольших производствах, с незначительным объемом и габаритами производимой продукции.
  4. Лабораторные установки.
    Являются аналогом стендовых и позволяют разработать схему производства абсолютно новой продукции в лабораторных условиях, под надзором инженеров и разработчиков. Они применяются в тех случаях, когда процесс перехода от лабораторных испытаний к непосредственному производству без потери эффективности и качества. Лабораторные условия позволяют провести широкий спектр экспериментов, изучить все преимущества и недостатки технологических схем, а также точно определить пути усовершенствования.

Существует классификация технологических схем, исходя из типа производственной организации:

  1. Схемы периодического действия.
    Промышленное производство на их основе предусматривает периодические паузы и остановки производственного процесса. Чаще всего они бывают совмещенными, когда требуется переналадка линии, или же связаны с производством небольших объемов товара, когда нет необходимости соблюдения беспрерывного процесса. Процесс производства обычно выполняется в одну или две смены.
  2. Схемы непрерывного действия.
    Технологический процесс, регламентируемый ими, предусматривает определенную очередность операций, которые позволяют производить товар без необходимости прерывания. Практически каждый завод, производящий продукцию большими объемами, работает в непрерывном режиме. Некоторое промышленное оборудование не может эксплуатироваться с перерывами. Например, если в производстве участвуют жидкие вещества, застывающие во время перерывов, после чего оборудования нужно чистить. В подобных случаях очень важно, чтобы технологическая схема учитывала форс-мажорные ситуации и регламентировала способы их решения без остановки оборудования.
  3. Схемы комбинированного типа.
    Смешанные схемы предусматривают технологический процесс, сочетающий беспрерывные и прерывающиеся этапы. Подобные модели достаточно распространены, так как они более универсальны. На их основе можно производить продукцию различных типов, а также на производствах, которые зависит от уровня заказах и сезонности. Когда в определенное время необходимо беспрерывное производство, а в остальное ограничение объемов.

Технологическая схема химического производства Технологическая схема химического производства Технологическая схема химического производства Технологическая схема химического производства

Выбор технологической схемы важнейший этап подготовки к запуску производства или выпуску нового товара. От качества подготовки и расчетов при разработке схемы, напрямую зависит эффективность будущего производственного процесса.

В зависимости от объема учетной информации, схемы делятся на два типа:

  • полная;
  • принципиальная.

Полная включает графическое изображение производственного процесса, описание процессов, оборудования и приборов, автоматических процессов, устройств безопасности и защиты, энергетического питания, поставки и хранения сырья, а также готовой продукции. Она идеально подходит для изучения полного технологического процесса и наладки производственного процесса. Но она не подходит для первичного ознакомления, так как содержит огромный объем информации, быстро изучить который невозможно.

С принципиальной разновидностью работать намного легче, она отлично подходит для первичного ознакомления и содержит следующую информацию:

  1. Очередность производственных операций — четко регламентирует последовательность выполняемых действий (примером может быть покраска, сушка, нагревание, охлаждение, химические процессы и другие).
  2. Необходимое оборудование для производства (приборы, конвейеры, нагревательные чаны, холодильное оборудование, миксера, компрессоры, насосы, фильтрационное оборудование, подъемники и другие).
  3. Нормы технологического режима производственных участков (электрическое напряжение, давление, температура и другие).
  4. Способы эксплуатации сырья, заготовок и других дополнительных компонентов, получение готовой продукции, вторичное использование отходов и побочной продукции.

Принципиальную схему стоит предоставлять инженеру по безопасности, чтобы он разработал план эвакуации, расстановки выходов и средств индивидуальной защиты.

Технологическая схема химического производства Технологическая схема химического производства

Принципиальная схема технологического процесса должна основываться на следующих принципах:

  • несколько однотипных производственных линий можно описать на примере одной;
  • также однотипные операции не нужно расписывать отдельно;
  • резервное оборудование не нужно добавлять;
  • процессы утилизации и переработки отходов можно описать кратко;
  • не нужно добавлять описание контрольно-измерительного оборудования;
  • устройства защиты объекта не описываются, так как разрабатываются на основе технологической схемы.

Общая технологическая схема производства позволяет иметь представления о будущем предприятии, системе пожарной и трудовой безопасности, определить недостатки и пути оптимизации.

Принципы составления

Технологическая схема должна составляться в строгой последовательности и соответствии с основными принципами. Она должна включать методы и способы производства, правила выполнения технологических процессов, условия работы, четкий порядок и последовательность этапов. Если производство сложное и объемное, для каждого отдельного этапа может быть разработан индивидуальный проект.

Чаще всего весь процесс представляет собой сложную структуру в виде чертежа. Он состоит из блоков, символизирующих операции, и векторов, соединяющих их.

Вектора в данном случае указывают на движение продукта. Главная задача проектирования в том, что вектора должны быть направлены в одну сторону, если существует поступательно-возвратное перемещение продукта между блоков, это усложняет восприятие информации. Все должно быть четко понятно и структурировано, читая схему, инженер должен понимать все процессы, от начала поступления сырья, до хранения готового продукта.

Часто блочные схемы дополняются буквенными и цифровыми данными, указывающие на тип оборудования. Операции могут выражаться в виде треугольников, кругов, прямоугольников и других геометрических фигур. Это значительно упрощает процесс чтения, и делает ее меньше и лаконичнее.

Типовая принципиальна технологическая схема обычно содержит перечень следующих этапов:

  1. Этап приема основного сырья, заготовок, готовых элементов и дополнительных компонентов, расположение в складских помещениях с описанием процесса погрузочных работ.
  2. Первичная обработка сырья или заготовок.
  3. Основной этап производства, предусматривающий изготовление ключевых деталей, компонентов или узлов готового продукта.
  4. Этап монтажа и комплектации товара, предусматривающий соединение полученных ранее компонентов и узлов.
  5. Упаковка готового товара.
  6. Отгрузка товара на склад для хранения или поставка покупателям.

Конечно же, разработка принципиальной аппаратурно-технологической схемы может значительно отличаться в зависимости от типа производимой продукции. В некоторых случаях она может занимать несколько листов, а в некоторых – более сотни страниц.

К счастью, в наше время составлять схемы вручную не нужно, существует определенный набор компьютерных программ, позволяющих упростить и ускорить процесс выполнения проекта. К таким программам можно отнести CADE, Concept Draw Pro и Diagram Designer. Они имеют определенные шаблоны, основываясь на которых можно создавать собственный проект. Имеющийся функционал упрощает процесс создания схем, диаграмм и графиков, вводя исходные данные.
Технологическая схема химического производства

Независимо от типа и способа разработки, технологическая схема должна быть на каждом предприятии, так в случае ее отсутствия, не получиться наладить эффективный производственный процесс.

Очень важно постоянно усовершенствовать первичный проект, исходя из полученной информации в процессе производства.

Если проект разрабатывается для нового предприятия, ее стоит расширить, включив несколько дополнительных разделов, регламентирующих следующие операции:

  1. Подготовка помещения.
    Если планируется строительство нового помещения, следует рассчитать минимально возможною площадь производственного отдела и складов. Если планируется эксплуатация готового помещения, лини производства должны располагаться компактно, в соответствии с конструктивными особенностями здания, а также не мешать свободному перемещению грузов и работников. Должна учитываться пожарная безопасность.
  2. Подготовка оборудования.
    Оборудование подбирается в зависимости от объемов, характеристик помещения и объема капитальных вложений. Предпочтение отдается компактным моделям, позволяющим выполнять такой же объем работ, как и более габаритные аналоги. При этом все элементы линии должны полноценно совмещаться и работать в комплекте. При возможности проектируется установка автоматизированных систем.
  3. Подготовка персонала.
    Персонал предприятия должен иметь необходимую квалификацию, при необходимости пройти дополнительное обучение или инструктаж по эксплуатации оборудования. Важно, чтобы работники соблюдали правила безопасности и трудовой дисциплины, а также полностью понимали и разбирались в технологической схеме изготовления своего продукта. Важно наладить вертикаль управления, информация должна быстро передаваться от исполнителей к руководству, а в обратном направлении – приказы и постановления.
Читайте также:  Трубогиб для круглых труб своими руками

Если технологическая схема разработана с соблюдением необходимых требований, производственное помещение ей отвечает, а сотрудники четко понимают свои обязанности, эффективность изготовления товара будет на высоком уровне.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Презентация была опубликована 5 лет назад пользователемИрина Фадеева

Похожие презентации

Презентация на тему: " Разработка технологической и аппаратурной схем производства План 1. Химическая схема синтеза. 2. Технологическая схема производства. 3. Аппаратурная схема." — Транскрипт:

1 Разработка технологической и аппаратурной схем производства План 1. Химическая схема синтеза. 2. Технологическая схема производства. 3. Аппаратурная схема производства. 1Лесина Ю.А.

2 Пример: Получение никотиновой кислоты из β-пиколина в производстве лекарственной субстанции никотиновой кислоты мощностью 100 т/год НИКОТИНОВАЯ КИСЛОТА — витамин РР, а также промежуточный продукт для производства многих лекарственных препаратов и амида никотиновой кислоты (витамина В). 2Лесина Ю.А. Химическая схема синтеза

3 Описание процесса: Стадия окисления β-пиколина протекает в 10.5%-ном водном растворе перманганата калия при перемешивании и нагревании до 60°С в течение 8 часов с выходом 90%. Соотношение реагентов следующее: на 1 моль β- пиколина берут 2 моль перманганата калия. По окончании реакционную массу фильтруют в течение часа в горячем виде, при этом отделяется шлам диоксида марганца (потери продукта при фильтрации составляют 15 %, влажность осадка 15%). Раствор калиевой соли никотиновой кислоты охлаждают в течение 4 часов до 18-20°С и нейтрализуют соляной кислотой, прибавляя ее в течение часа (2.02 моль НСl на 1 моль соли) в виде 10%-ного водного раствора, при этом достигается 100%-ная нейтрализация. Далее после часовой выдержки выпавшие кристаллы никотиновой кислоты фильтруют 20 мин., промывают водой из расчета 10 л на 50 кг продукта, потери при этом составляют 2%. Влажный продукт (содержание влаги 15%) сушат 2 часа до остаточного содержания влаги 2 %, выход 97 %. Состав сырья: Наименование сырья Содержание основного вещества, % β-пиколин 98.0 KMnO Соляная кислота 33.0 Мощность производства-100 т/год. 3Лесина Ю.А. Химическая схема синтеза Технологическая схема

4 Химическая схема синтеза 4Лесина Ю.А. Пример: Описание процесса:

5 Факторы, определяющие выбор схемы синтеза: число стадий синтеза и их длительность; число стадий синтеза и их длительность; выходы и селективность по стадиям; выходы и селективность по стадиям; патентная чистота метода синтеза; патентная чистота метода синтеза; технологичность процесса; технологичность процесса; сравнительное качество продуктов, получаемых по различным методам и их стабильность при хранении; экологические характеристики процесса (токсичность, взрыво- и пожароопасность используемых веществ, состав сточных вод и выбросов в атмосферу); сравнительное качество продуктов, получаемых по различным методам и их стабильность при хранении; экологические характеристики процесса (токсичность, взрыво- и пожароопасность используемых веществ, состав сточных вод и выбросов в атмосферу); доступность и стоимость всех видов сырья; доступность и стоимость всех видов сырья; вопросы механизации и автоматизации процесса; вопросы механизации и автоматизации процесса; ориентировочная оценка возможного аппаратурного оформления процесса, износа (коррозии) аппаратуры в предполагаемых условиях эксплуатации; ориентировочная оценка возможного аппаратурного оформления процесса, износа (коррозии) аппаратуры в предполагаемых условиях эксплуатации; учет возможностей предполагаемого места реализации в промышленном масштабе разрабатываемого синтеза. учет возможностей предполагаемого места реализации в промышленном масштабе разрабатываемого синтеза. 1 5Лесина Ю.А.

6 Прежде, чем приступить к технологическим расчетам необходимо четко представлять систему и ее структуру 6Лесина Ю.А. Формы представления структуры Вербальное (словесное) описание В текстовых документах Графические схемы Функциональные (технологическая схема) операторныеструктурныеаппаратурные

7 Технологическая схема технологическая блок-схема производства технологические схемы отдельных стадий производства 7Лесина Ю.А. Описание процесса: Условные обозначения на технологических схемах Условные обозначения стадий (индексы):

8 Условные обозначения на технологических схемах технологический процесс (операция) отходы твердые получаемый на стадии промежуточныйпроду кт или готовая продукция отходы жидкие сырье, используемое в процессе промежуточный продукт, загружаемыйв технологический процесс отходы газообразные(выброс ы в атмосферу) технологический, химический и микробиологический контроль Кт, Кх, Км 8Лесина Ю.А. Технологическая схема

9 Условные обозначения стадий (индексы): «ВР» стадии вспомогательных работ; «ВР» стадии вспомогательных работ; «ТП» стадии основного технологического процесса; «ТП» стадии основного технологического процесса; «ПО» стадии переработки используемых отходов; «ПО» стадии переработки используемых отходов; «ОБО» — стадии обезвреживания отходов; «ОБО» — стадии обезвреживания отходов; «ОБВ» стадии обезвреживания технологических и вентиляционных выбросов в атмосферу; «ОБВ» стадии обезвреживания технологических и вентиляционных выбросов в атмосферу; «УМО» стадии упаковки, маркировки, отгрузки готового продукта. «УМО» стадии упаковки, маркировки, отгрузки готового продукта. 9Лесина Ю.А. Технологическая схема

10 Операторная схема: элементы – технологические операторы, объединенные в систему материальными связями. схема дает наглядное представление о физико- биохимической сущности технологических процессов, используемых системой для последовательного превращения сырья в готовый продукт. схема дает наглядное представление о физико- биохимической сущности технологических процессов, используемых системой для последовательного превращения сырья в готовый продукт. Технологические операторы: Основные: а — биохимического превращения; 6 — смешения; в — разделения; г межфазного массообмена; Вспомогательные: д нагрева или охлаждения; е сжатия или расширения; ж изменения агрегатного состояния вещества 10Лесина Ю.А.

11 Структурная схема Составляется на основе операторной, при этом операторы заменяются конкретными аппаратами, наиболее соответствующими требованиям той технологической операции, для которой предназначен аппарат (реактор, смеситель, теплообменник и т.п.) Составляется на основе операторной, при этом операторы заменяются конкретными аппаратами, наиболее соответствующими требованиям той технологической операции, для которой предназначен аппарат (реактор, смеситель, теплообменник и т.п.) Горизонтальные линии схемы изображают материальные связи, вертикальные – энергетические. Используют для составления аппаратурной схемы и составления тепловых балансов. Горизонтальные линии схемы изображают материальные связи, вертикальные – энергетические. Используют для составления аппаратурной схемы и составления тепловых балансов. 11Лесина Ю.А.

12 Аппаратурная схема является графическим отображением технологического процесса и представляет собой, расположенных в строгой последовательности по ходу технологического процесса, и соединенных между собой соответствующими (трубопроводами, транспортными средствами и т.п.). Аппаратурная схема является графическим отображением технологического процесса и представляет собой условное изображение машин и аппаратов, расположенных в строгой последовательности по ходу технологического процесса, и соединенных между собой соответствующими линиями связи (трубопроводами, транспортными средствами и т.п.). Аппаратурная схема производства Лесина Ю.А.

13 Алгоритм разработки аппаратурной схемы Принципиальная (предварительный выбор основного и вспомогательного оборудования как объектов для последующего расчета, оснащение схемы материальными и энергоресурсами, средствами автоматизации и управления). Комплекс технохимических расчетов (количество сырья и отходов, тип и основные параметры аппаратов, их количество, расход всех видов энергии). (уточнение) аппаратурной схемы с учетом расчетных данных. Доработка (уточнение) аппаратурной схемы с учетом расчетных данных. Лесина Ю.А.13

14 Основные требования к составлению аппаратурной схемы Расположение единиц оборудования на схеме должно соответствовать последовательности технологического процесса независимо от размещения оборудования в производственных помещениях; На схеме отображается уровень размещения оборудования; Все позиции оборудования нумеруются по ходу технологического процесса. В спецификации оборудования и пояснительной записке эта нумерация должна строго соблюдаться. На схеме должна быть приведена работоспособная конструкция установки, обеспечивающая оптимальный ход технологического процесса и его безопасность; Лесина Ю.А.14

15 Основные требования к составлению аппаратурной схемы На схеме отображаются материальные линии, связывающие оборудование в единую систему; На линиях трубопроводов (материальных, энергетических в соответствии с требованиями ЕСТД отображается трубопроводная арматура, необходимая для ручной или автоматической регулировки потоков и безопасной транспортировки жидкостей и газов (вентили, краны, клапаны, смотровые фонари, огнепреградители и т.п.); Общезаводское и общецеховое оборудование (общецеховые хранилища сырья, сборники общецеховых отходов, установки по переработке и регенерации растворителей и утилизации отходов производства) на чертеже не приводятся, но условными обозначениями или словами указывается откуда поступают и куда напрвляются вещества, отходы и т.п. производства; Лесина Ю.А.15

16 Основные требования к составлению аппаратурной схемы На чертеже не приводятся схемы энергообеспечения установок и трубопроводы с общезаводскими энергоносителями (вода, пар, сжатый воздух, хладагенты и т.п.), но условными обозначениями указывается обеспеченность аппаратов энергоносителями, места их ввода и вывода; Если в производстве имеется несколько идентичных технологических линий (параллельных ниток) или несколько однотипных аппаратов (установок), выполняющих один и тот же вид работы, то на чертеже отображается лишь одна технологическая линия или аппарат, а их количество указывается в спецификации к чертежу; При выборе аппаратуры следует максимально использовать стандартные установки, реакторы, их оснастку и лишь в случае необходимости включать в схему уникальное нестандартное оборудование. Лесина Ю.А.16

17 Изображение и обозначения элементов и устройств 3.1. Оборудование размещается слева направо 17Лесина Ю.А.

18 Аппаратурная схема должна содержать: условные и буквенно-цифровые изображения основного и вспомогательного оборудования (хранилища-сборники, мерники, аварийные емкости, насосы и т.д.), основных и вспомогательных трубопроводов и трубопроводной арматуры, обеспечивающих технологический процесс; условные и буквенно-цифровые изображения основного и вспомогательного оборудования (хранилища-сборники, мерники, аварийные емкости, насосы и т.д.), основных и вспомогательных трубопроводов и трубопроводной арматуры, обеспечивающих технологический процесс; приборы, средства автоматизации и управления, изображаемые условными обозначениями, а также линии связи между ними; приборы, средства автоматизации и управления, изображаемые условными обозначениями, а также линии связи между ними; технические характеристики установки; технические характеристики установки; экспликацию оборудования и таблицу с условными обозначениями трубопроводов; экспликацию оборудования и таблицу с условными обозначениями трубопроводов; основную надпись. основную надпись. 18Лесина Ю.А.

Читайте также:  Мощное зарядное устройство на тиристорах

19 Масштаб Чертеж аппаратурно-технологической схемы выполняется с. При очень малых габаритах аппаратуры (например, пилотная установка) допустим примерный масштаб 1:25. Чертеж аппаратурно-технологической схемы выполняется с примерным соблюдением масштаба 1:50. При очень малых габаритах аппаратуры (например, пилотная установка) допустим примерный масштаб 1:25. Допускается изображать элементы и устройства на схеме без масштаба, но с соблюдением соотношения габаритов. Допускается изображать элементы и устройства на схеме без масштаба, но с соблюдением соотношения габаритов. 19Лесина Ю.А.

20 Рекомендуемое зонирование аппаратурной схемы Лесина Ю.А.

21 Изображение и обозначения элементов и устройств В фармацевтической промышленности рекомендовано использование «флажкового» метода изображения технологического оборудования (в зависимости от основных условий работы) а) при атмосферном давлении; б) повышенном; в) пониженном; г) повышенном и пониженном Все элементы и устройства изображаются в виде условных графических обозначений, установленных ОСТ – для технологического оборудования химико- фармацевтической промышленности и стандартами ЕСКД Не допускается пересекать изображения аппаратов линиями трубопроводов Лесина Ю.А.

22 Изображение и обозначения элементов и устройств Элементам и устройствам, показанным на схеме, присваивают: буквенное обозначение (реактор – Р; компрессор – К; вентилятор – В; насос – Н; мерник – М) номер, соответствующий порядку упоминания в тексте описания технологического процесса (М1, Р3). Буквенное обозначение аппаратов, машин и механизмов проставляется непосредственно на их изображении, а при малом масштабе – в непосредственной близости от изображения (на полках линий-выносок, проводимых от изображения); для арматуры – рядом с её изображением. 22Лесина Ю.А.

23 Линии связи и их обозначения ГОСТ ЕСКД Линии связи и их обозначения ГОСТ ЕСКД Передачу материальных потоков из одного аппарата в другой изображают в виде линий связи Лесина Ю.А.

24 К технологическим трубопроводам относятся трубопроводы в пределах промышленных предприятий, по которым транспортируется сырье, полуфабрикаты и готовые продукты, пар, вода, топливо, реагенты и другие вещества, обеспечивающие ведение технологического процесса и эксплуатацию оборудования, а также межзаводские трубопроводы, находящиеся на балансе предприятия. Они непосредственно предназначенны для транспортирования газообразных, парообразных и жидких сред в диапазоне от остаточного давления (вакуум) 0,001 МПа до условного давления 320 МПа и рабочих температур от -196 до 700 град.. 24Лесина Ю.А.

29 Линии связи Направление материального потока обозначают. Направление материального потока обозначают стрелками. Стрелки указываются на каждом трубопроводе — в начале и в конце любого трубопровода, проведённого на схеме, в том числе и магистрального — у места отвода трубопровода от магистрального — у места отвода от машины или аппарата. Стрелки указывают и : Стрелки указывают и вид среды: светлые (незаштрихованные) – газообразные среды, тёмные (заштрихованные) – жидкие среды Лесина Ю.А.

30 Основные требования к обозначению линий связи: Изображают в виде горизонтальных и вертикальных отрезков с наименьшим количеством изломов и пересечений; Изображают в виде горизонтальных и вертикальных отрезков с наименьшим количеством изломов и пересечений; Не допускается пересекать изображения аппаратов и др.оборудования линиями трубопроводов; Не допускается пересекать изображения аппаратов и др.оборудования линиями трубопроводов; Расстояние между смежными параллельными линиями должны быть не менее 5 мм; Расстояние между смежными параллельными линиями должны быть не менее 5 мм; Допускается обрывать линии связи. Обрывы заканчивают стрелками, у которых указывают место подключения. Например, Допускается обрывать линии связи. Обрывы заканчивают стрелками, у которых указывают место подключения. Например, На сушку Лесина Ю.А.

31 Основные требования к обозначению линий связи: Для отличия на схеме линий связи (трубопроводов) различного назначения применяют цифровые обозначения, проставляемые в их разрыве. Число проставленных цифровых обозначений на линиях трубопроводов должно быть минимальным, но обеспечивающим понимание чертежа и удобство пользования им. При значительной длине линий связи цифровые обозначения (номера) проставляют через каждые мм. В соответствии с ГОСТ для обозначения транспортируемой среды установлено 10 укрупнённых групп веществ Лесина Ю.А.

32 Основные требования к обозначению линий связи: На линиях материальных потоков указывают размещение основной арматуры, определяющей направление движения потоков (вентили, краны), а также контрольно-измерительные приборы, систему автоматизации. Арматуру и приборы изображают на схемах стандартными условными обозначениями. На линиях материальных потоков указывают размещение основной арматуры, определяющей направление движения потоков (вентили, краны), а также контрольно-измерительные приборы, систему автоматизации. Арматуру и приборы изображают на схемах стандартными условными обозначениями Лесина Ю.А.

33 Обозначения трубопроводной арматуры 33Лесина Ю.А.

34 Обозначения, используемые в КП Лесина Ю.А.34

35 Метод изображения аппаратов, имеющий сходство с реальным чертежом Лесина Ю.А.35

36 Метод изображения аппаратов, имеющий сходство с реальным чертежом Лесина Ю.А. 36

37 Метод изображения аппаратов, имеющий сходство с реальным чертежом Лесина Ю.А.37

38 Метод изображения аппаратов, имеющий сходство с реальным чертежом Лесина Ю.А.38

39 Реакция в среде растворителя (ЛВЖ) с участием жидкого реагента А, твердого субстрата Б Лесина Ю.А.39

41 Описание аппаратурной схемы Описание (по ОСТ «изложение процесса») должно в точности соответствовать чертежу аппаратурной схемы, включая обозначения оборудования и КИП Лесина Ю.А.

Производственные процессы в химической промышленности, их особенности. Процесс моделирования химико-технологической системы. Стадии организации любого химико-технологического процесса. Автоматизированные системы управления химическим производством.

РубрикаПроизводство и технологии
Видреферат
Языкрусский
Дата добавления04.06.2011
Размер файла264,5 K

Технологическая схема химического производства

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Организация химического производства

Химическое производство как система

химическое производство управление

Производственные процессы в химической промышленности могут существенно различаться видами сырья и продукции, условиям их проведения, мощностью аппаратуры и т. д. Однако при всем многообразии конкретных процессов современное химическое производство имеет одно общее: это сложная химико-технологическая система, состоящая из большого числа аппаратов и разнообразного оборудования (узлов) и связей (потоков) между ними. При этом под химико-технологической системой (ХТС) понимается совокупность всех процессов и средств для их проведения с целью получения продукта заданного качества и в требуемом количестве.

Особенность ХТП в том, что они протекают с высокими скоростями, при высоких температурах и давлениях в многофазных системах. Это определяет их сложность, большое число параметров, многочисленность связей между ними и взаимное влияние параметров друг на друга внутри ХТС.

Эффективное функционирование химического производства как ХТС предполагает решение ряда задач, как на стадии проектирования, так и на стадиях строительства предприятия и его эксплуатации. При решении этих задач:

— определяется характер и порядок размещения и соединения отдельных аппаратов в технологической схеме;

— определяется значение входных параметров сырья;

— устанавливаются значения технологических показателей системы;

— определяются конструкционные характеристики аппаратов системы;

— выбираются параметры технологического режима во всех аппаратах, влияющих на скорость процесса, выход и качество продукции.

В ходе решения этих задач и разрабатывается промышленное производство, т.е. осуществляется масштабный переход от лабораторного эксперимента к химическому предприятию. Сложность этой задачи выдвигает необходимость системного подхода при ее решении. При системном подходе любое химическое производство рассматривается как объект, взаимодействующий с внешней средой и обладающий сложным внутренним строением, большим количеством составных частей и элементов, взаимно связанных друг с другом и поэтому действующих как единое целое. В подобной системе различают элемент — самостоятельную и условно неделимую единицу, и подсистему — группу элементов, обладающую определенной целостностью. В химическом производстве элементом считают аппарат, подсистемой — группу аппаратов, технологическую установку. Между элементами и подсистемой существуют различные типы связи: материальные, энергетические, информационные, которые реализуются в форме потоков, переносящих вещество, энергию.

ХТС присущи некоторые общие признаки. К ним относятся: общая цель функционирования (выпуск химической продукции), многочисленность элементов и связей между ними, большое число параметров, характеризующих работу системы, высокая степень автоматизации процессов управления производством.

Химическое производство как ХТС представляет достаточно сложную иерархическую структуру, включающую 3 — 4 уровня.

Моделирование химико-технологической системы

Проблема масштабного перехода от лабораторного эксперимента к промышленному производству при проектировании последнего решается методом моделирования. Моделированием называется метод исследования объектов различной природы на их аналогах с целью определения и уточнения характеристик вновь создаваемых объектов и процессов. Моделирование включает следующие стадии: создание модели, исследование модели, масштабный перенос результата исследования модели на оригинал.

В химическом производстве оригинал представляет производственный химико-технологический процесс с большим количеством связей между многочисленными элементами.

Существующие методы моделирования ХТП делятся на три группы:

1 Эмпирическое моделирование, при котором производство создается на основе лабораторных экспериментальных данных с последующей доработкой химико-технологического процесса в укрупненных лабораторных и заводских условиях. При эмпирическом моделировании моделями являются лабораторная, пилотная установка и опытное производство.

2 Физическое моделирование, основанное на использовании принципа подобия. Принцип подобия позволяет путем использования набора безразмерных критериев выделить из определенного класса явлений группу взаимно подобных явлений. Эти критерии связывают различные параметры процессов, протекающих как в лабораторных, так и производственных условиях. Процессы считаются подобными, если равны их критерии. При этом становиться возможным количественное перенесение результатов лабораторного эксперимента на производственный процесс.

3 Математическое моделирование — наиболее эффективный метод. При математическом моделировании вместо физических вещественных объектов используются математические величины и функциональные зависимости, а сама модель выражена в форме математических уравнений. Сущность математического моделирования заключена в математической интерпретации процесса переработки. Математическое моделирование позволяет исследовать объект, не поддающийся моделированию. Метод математического моделирования используется при исследовании, проектировании и создании новых химических производств, перестройке существующих ХТП, расчетов материального и энергетического балансов химического производства.

Читайте также:  Газовая горелка для горна своими руками видео

Выбор схемы процесса

Организация любого ХТП включает следующие стадии:

— разработку химической, принципиальной и технологической схем процесса;

— выбор оптимальных технологических параметров и установление технологического режима процесса;

— подбор типа и конструкции аппаратов;

— выбор конструкционных материалов для аппаратуры;

— установление контролируемых и регулируемых параметров на каждой стадии процесса.

Подготовка и организация ХТП начинается с выбора химической схемы процесса, т.е. схемы превращения сырья в целевой продукт, представленной в виде уравнений соответствующих химических реакций. Химические схемы разрабатываются на основе анализа возможных направлений синтеза с учетом свойств сырья, требований к качеству продукта, наличия энергетических ресурсов и т.п. Решающим критерием при выборе схемы является экономичность производства по тому или иному методу. Например, фосфорная кислота может быть получена из фторапатита тремя возможными схемами: разложение сырья серной кислотой, разложение сырья азотной кислотой и электротермическим методом через пятиокись фосфора.

В данном случае наиболее экономичный метод — сернокислотное разложение, т.е. химическая схема:

Са5(Р04)з +5Na2S04 =3NaзР04 + 5СаS04

На основании выбранной химической схемы составляется принципиальная схема ХТП. Принципиальная схема выражает связь между основными химическими, физическими и механическими операциями, представленными в условном изображении. Принципиальная схема позволяет оценить целесообразность и экономичность ХТП. Так, для рассмотренной выше химической

Структурная схема позволяет в первом приближении оценить целесообразность и экономичность выбранного ХТП.

Технологической схемой называется совокупность всех стадий ХТП, материально выраженных в аппаратах, машинах, коммуникациях. Она представляет, следовательно, последовательное изображение или описание процессов и аппаратов, составляющих химико-технологическую систему. В отличие от структурной схемы, на основе которой она разрабатывается, в технологической схеме аппараты изображаются в виде рисунков, упрощенно представляющих их внешний вид и реже, внутреннее устройство. При этом параллельно работающие аппараты одного назначения и конструкции (например, батарея выпарных аппаратов) изображают в виде одного аппарата.

В зависимости от назначения технологические схемы выполняются различной степени детальности.

Технологические и принципиальные схемы могут реализоваться в производстве в двух вариантах:

— Схемы с открытой цепью

Схемы с открытой цепью представляют ряд аппаратов, через которые все реагирующие вещества проходят лишь однократно (проточная схема). Они используются в производствах, в основе которых лежат необратимые или обратимые, но идущие с высоким выходом продукта, процессы, в которых по условиям равновесия может быть достигнута высокая степень превращения сырья без выделения целевого продукта из реакционной смеси, (например, производство ацетилена, суперфосфатов). Если степень превращения в одном аппарате невелика, то приходится последовательно включать в схему несколько однотипных аппаратов.

Схема с открытой цепью

Схема включает три подобных линии: производства реагента Ь из А и В, производство реагента М из С и Д и производство конечного продукта Я из Ь и М.

1 -смешение реагентов, 2- химические превращения, 3- разделение продуктов реакции, К, N Б -побочные продукты.

Примером процесса с открытой цепью по газовой фазе может служить технологическая схема отделения кислотной абсорбции нитрозных газов в производстве разбавленной азотной кислоты. По открытой схеме строят производства, включающие в себя необратимые и обратимые процессы, идущие с большим выходом продукта. Если же выход продукта в одном аппарате составляет 4-5 % (синтез спиртов) или до 20% (синтез аммиака) и реагирующая смесь содержит лишь незначительные количества (инертных) примесей, то целесообразно строить производство по циклической схеме.

Циклическая схема предусматривает многократное возвращение в один и тот же аппарат всех реагирующих масс или одной из фаз в гетерогенном процессе вплоть до достижения заданной степени превращения исходных веществ Циркуляционные схемы используют в производствах, в основе которых лежат обратимые процессы, т. е. в которых при существующем режиме и значениях параметров (температура, давление, катализатор) по условиям равновесия не может быть достигнута за один проход через аппарат достаточно высокая степень превращения сырья (например, производство аммиака, метанола).

1 — смешение реагентов, 2-химические превращения, 3- разделение продуктов реакции, 4- теплообмен между продуктами реакции и исходными реагентами, А и В — исходные реагенты, Я — целевой продукт.

Выбор параметров процесса

Параметры ХТП выбираются так, чтобы обеспечить максимально высокую экономическую эффективность не отдельной его операции, а всего производства в целом. Так, например, для рассмотренного выше производства фосфорной кислоты сернокислотным разложением фторапатита, на себестоимость получаемой кислоты оказывает влияние более 13 различных факторов:

— на стадии подготовки сырья: степень измельчения и флотации фторапатита и конструкция аппаратов;

— на стадии выделения продукта: число операций фильтрации, температура промывки фосфогипса конструкция аппаратов;

— на производстве в целом: регион строительства предприятия, вид используемой энергии, источник водоснабжения и др.

Во многих случаях различные параметры процесса влияют на конечный результат его противоположным образом. Поэтому возникает необходимость определить оптимальные значения их, которые обеспечат минимальную себестоимость получаемого продукта. Так, для того же производства фосфорной кислоты, на стадии измельчения сырья при увеличении размеров частиц производительность мельницы возрастает, а стоимость операции измельчения падает. Однако при этом замедляется последующий процесс разложения измельченного сырья, уменьшается производительность реактора и, как следствие, стоимость этой операции возрастает.

Очевидно, что минимальные затраты на проведение обеих стадий, определяющие себестоимость фосфорной кислоты, будут достигнуты при некоторой оптимальной степени измельчения сырья, чему отвечает минимум на кривой.

Управление химическим производством

Сложность химического производства как многофакторной и многоуровневой системы, приводит к необходимости использовать в нем разнообразные системы управления отдельными производственными процессами, агрегатами, цехами и предприятиями в целом. На химических предприятиях внедрены автоматизированные системы управления АСУ.

АСУ называют системы управления предприятием на различных уровнях, в которых передача переработка и хранение информации о состоянии объекта выполняется автоматически с помощью экономико-математических методов с использованием компьютеров. В АСУ объединены своей деятельностью люди и технические средства.

В зависимости от уровня иерархии систем химической технологии различают следующие уровни управления:

1 Системы автоматического регулирования отдельными процессами химической технологии (САР). Они функционируют без участия человека и используются для управления отдельными аппаратами как средства автоматического регулирования.

2 Автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП).

3 Автоматизированные системы оперативного управления химическим предприятием (АСУП).

САР и АСУТП созданы для автоматического регулирования входных параметров и для достижения определенных характеристик процесса на выходе. АСУТП тесно связана с технологией и аппаратурным оформлением ХТП и включает датчики величин, преобразователи, аппаратуру передачи информации, устройство контроля регулирования и регистрации информации.

АСУП выполняет функции совершенствования управления химическим производством и повышения его эффективности. АСУП предназначена для сбора, передачи и обработки производственно- экономической и социальной информации с целью подготовки и принятия управленческих решений по совершенствованию управления производства и повышению его эффективности.

В целом, система автоматического управления позволяет выбрать критерии эффективности управления всеми звеньями химико-технологической системы, разработать алгоритмы управления ими, рассмотреть способы сбора передачи и переработки информации, проанализировать надежность управления и взаимодействия человека с техникой в системе управления.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Критерии эффективности химико-технологического процесса, его классификация и стадии. Экзотермические и эндотермические химические процессы. Процессы разложения, нейтрализации, замещения, обмена, окисления, восстановления, присоединения (синтеза).

лекция [1,3 M], добавлен 09.10.2009

Взаимосвязь технологических и организационно-управленческих структур. Понятие о химико-технологических процессах, принципы классификации. Перспективы развития и особенности экономической оценки химико-технологических процессов. Специальные методы литья.

контрольная работа [50,0 K], добавлен 10.07.2010

Исследование химической устойчивости натрий-кальциевых и химико-лабораторных стекол по отношению к воде, кислотам и щелочным растворам по методикам ГОСТ. Определение химического состава стекла и измерение коэффициента его термического расширения.

дипломная работа [359,2 K], добавлен 17.12.2010

Характеристика исходного сырья, химикатов для производства химико-механической массы. Выбор, обоснование и описание технологической схемы производства. Расчет баланса воды, волокна. Составление плана по труду. Расчёт прибыли, рентабельности, фондоотдачи.

дипломная работа [471,5 K], добавлен 20.08.2015

Виды современных кинопленок для кинематографии. Режим химико-фотографической обработки цветных кинопленок. Исследование стабильности химико-фотографической обработки цветных позитивных кинопленок на Госфильмофонде России по фотографическим показателям.

дипломная работа [1,9 M], добавлен 23.11.2013

Химико-термическая обработка как процесс нагрева и выдержки металлических материалов при высоких температурах в химически активных средах. Характеристика видов химико-термической обработки: цементация, азотирование, нитроцементация и жидкое цианирование.

реферат [62,1 K], добавлен 17.11.2012

Проектирование участка химико-термической обработки зубчатых колёс коробки передач с раздаточной коробкой. Выбор марки стали и разработка технологического процесса термообработки. Выбор печи для цементации и непосредственной закалки. Расчет оборудования.

курсовая работа [710,0 K], добавлен 08.06.2010

Основные понятия кибернетики и системного анализа. Элементы химико-технологической системы, иерархическая структура, математическая модель. Химическая модель в виде схемы превращений. Технологическая схема блока каталитического риформинга бензинов.

лекция [108,3 K], добавлен 13.11.2012

Проблемы автоматизации химической промышленности. Возможности современных систем автоматизированного управления технологическими процессами предприятий химической промышленности. Главные особенности технологического оснащения химических предприятий.

реферат [13,6 K], добавлен 05.12.2010

Химико-технологические процессы, в которых основную роль играет перенос вещества из одной фазы в другую (массообменные). Разность химических потенциалов как движущая сила массообменных процессов. Использование массообменных процессов в промышленности.

презентация [241,5 K], добавлен 10.08.2013