пед проектир


1.Генеральный план — часть проекта, в которой комплексно решаются вопросы планировки, размещения зданий и сооружений, транспортных коммуникаций и инженерных сетей на территории НПЗ и НХЗ; в этой же части освещаются задачи, связанные с размещением предприятия в промышленном узле. Разработка генерального плана представляет собой сложную задачу, требующую учета различных факторов.
Важными проектными документами, разрабатываемыми при составлении этой части проекта, являются графические изображения генерального и ситуационного планов завода. Чертеж планировки территории, отведенной под строительство предприятия, на который в процессе проектирования наносят все здания и сооружения , автомобильные и железные дороги, подземные и наземные трубопроводы, кабельные линии электроснабжения и связи и т. п., называется генеральным планом завода. Генеральный план выполняется в масштабе, который зависит от размеров проектируемых сооружений. Генпланы НПЗ и НХЗ обычно разрабатываются в масштабах 1:500, 1:2000, 1:5000.
2.Размещение завода. Ситуационный план Для размещения завода выбираются земли не сельскохозяйственного назначения или непригодные для сельского хозяйства.
При отсутствии таких земель используются участки на сельскохозяйственных угодьях худшего качества. Поскольку НПЗ и НХЗ являются источниками загрязнения атмосферного воздуха, их следует размещать по отношению к жилой застройке с учетом ветров преобладающего направления.
Между промышленной зоной и жилым поселком предусматривается санитарно-защитная зона, размеры которой выбираются Ш соответствии с «Санитарными - нормами проектирования промышленных предприятий».
В процессе выбора площадки различные варианты размещения завода наносятся на чертеж ситуационного плана. Кроме площадок на ситуационном плане наносятся промышленные предприятия, имеющиеся в районе; существующие населенные пункты и площадка, намеченная для размещения заводского жилого поселка; железнодорожные пути и автомобильные дороги; трассы линий' водопровода и канализации с указанием мест водозабора и площадки для очистных сооружений; заводская ТЭЦ и трассы линий электро- и теплоснабжения; водоемы и водные пути; карьеры местных строительных материалов. Ситуационный план составляется в масштабе 1 : 10000 или 1 :25 000.
В соответствии с действующими противопожарными нормами товарная, база сжиженных газов удалена от основной промплошадки. На ситуационном плане изображены также пункт приема нефти, водозаборные сооружения питьевого и промышленного водоснабжения, железнодорожная станция. Населенный пункт в данном случае, находится на расстоянии свыше 5 км or заводской площадки и поэтому не изображен на плане.
Принципы построения генерального плана НПЗ
Принципы построения генерального плана НХЗ
Расположение зданий и сооружений на генплане
Производственные зоны
Инженерные сети и технологические трубопроводы
Вертикальная планировка. Водоотвод с площадки
Транспортные системы
Благоустройство и озеленение промышленной площадки
Охрана предприятия
Титульный список объектов предприятия
Унификация, стандартизация и модульная система в строительстве
Под унификацией понимается ограничение многообразных типовых деталей зданий с небольшим числом элементов, единообразных по форме и размерам, с целью обеспечения взаимозаменяемости и возможности применения их для различных решений. Все это делается в целях индустриализации строительства и повышения степени сборности зданий.
Унифицированные детали разрабатывают с большой степенью точности, учитывая допуски размеров, вызываемые технологией изготовления элементов и их сборкой.
Все унифицированные строительные конструкции и детали изготовляются в специальных комбинатах и заводах.
Строительство зданий из унифицированных элементов особенно целесообразно, когда приходится в одном населенном пункте, жилом районе или микрорайне одновременно строить учреждения обслуживания, жилые, общественные и даже промышленные здания.
Унификация конструктивных элементов и объемно – планировочных габаритных размеров осуществляется на базе Единой модульной системы (ЕМС). За основной единый модуль принят отрезок прямой, равный 100мм.
В строительстве применяют, как правило, укрупненные модули, например: при разработке планов промышленного здания используют горизонтальный модуль равный 30М (3000мм) и 60М (6000мм).
Для более мелких деталей, таких как толщина некоторых материалов, назначают дробный модуль –1/2М, 1/5 М, 1/10 М. Унифицированные детали, имеющие широкое применение в массовом строительстве гражданских и промышленных зданий, такие как оконные переплеты, коробки и целые оконные блоки, дверные полотна и коробки, разрабатывают с большей тщательностью, сопровождают техническими условиями на их изготовление и утверждают как государственные стандарты, что обеспечивает высокое качество продукции и снижение стоимости строительства.
Классификация промышленных зданий
Промышленные здания классифицируются по следующим признакам:
1. По значению:
- основные (производственные) предназначенные для размещения цехов, изготовляющих продукцию данного предприятия (механосборочные, литейные, пищевые, текстильные и т.д.)
- подсобно-производственные – это здания обслуживающие основное производство (ремонтно-механические, инструментальные, тарные цеха и т.д.)
- складские – для хранения готовой продукции, сырья, полуфабрикатов и других материалов.
- энергетические – (ТЭЦ, трансформаторные подстанции, котельные, компрессорные станции и т.п.)
- транспортные – (локомотивное депо, гаражи, авторемонтные мастерские и т.п.)
- вспомогательные – (административно-бытовые) для размещения управленческого персонала, лабораторий, столовых, бытовых помещений.
2.По степени капитальности (долговечности и огнестоикости конструктивных элементов, стоимости технологического оборудования) промышленные здания подразделяются на четыре класса (I, II, III, IV). К I классу относят постройки, удовлетворяющие повышенным требованиям. К IV классу – с минимальным требованием.
3. По особенностям строительного решения
- по числу этажей (одноэтажные, двухэтажные, многоэтажные, смешанной этажности)
- по количеству пролетов (однопролетные и многопролетные)
- по наличию подъемно-транспортного оборудования (бескрановые, с мостовыми кранами и подвесными кранами)
- по профилю покрытия (с фонарями, без фонаря)
4.По системе отопления
неотапливаемые – к ним относятся – горячие цеха, где избыточное тепловыделение, металлургические заводы и различные склады и хранилища
отапливаемые – где предусматривается отопление, чтобы поддержать в помещении положительную температуру.
Типы колонн. Подкрановые и обвязочные балки
По расположению в здании колонны подразделяют на крайние и средние.
По харарактеру сечения колонны делят на колонны постоянного и переменного сечения (консольные).
Колонны постоянного сечения предназначены для зданий без крана, с подвесными кранами, имеющих высоту этажа до 9,6м с пролетами до 24м при шаге колонн 6м.
Колонны с консолями применяют в зданиях высотой до 10,8м, пролетом 18 и 24м при шаге колонн 6-12м, с мостовыми кранами грузоподъемностью до 20 тонн. Поперечное сечение колонн прямоугольное или двутавровое.
Двухветвевые колонны – это разновидность консольных колонн, их применяют в зданиях с высотой этажа 10,8-18м, пролетом 18-30м при шаге колонн 6-12м. В таких зданиях устанавливают мостовые краны грузоподъемностью до 50 тонн. Железобетонные колонны расчитаны на вертикальные нагрузки от массы покрытия, фонарей, коммуникаций, навесных стен, собственного веса, снеговых нагрузок,подвесного трнспорта, подвесных потолков и от мостовых кранов, а также на на горизонтальные воздействия (ветровые и сейсмические).
Колонны проектируются из тяжелых бетонов классов В15- В40. основная рабочая арматура (продольная) – стержневая из горячекатанной стали периодического профиля класса А –III.
Размер колонн выбирается в соответствии с ключами, которые разрабатываются в сериях в зависимости от действующих на здание нагрузок, наличия подвесных кранов, количества пролетов и.т.д.
Все колонны для зданий без мостовых кранов имеют прямоугольные, постоянное по высоте сечение, и только средние колонны при высоте сечения менее 600мм снабжены вверху симметричными двусторонними консолями, для того чтобы обеспечить опирание конструкций покрытия. При высоте сечения 600мм и более колонны не имеют консолей.
Сплошные колонны запроектированы в нижней части с двумя ветвями, соединенными распорками. Ветви, распорки и надкрановая часть колонн имеют сплошное прямоугольное сечение.
Все колонны предназначаны для применения в случаях, когда верх фундамента имеет отметку -0,150м. В нижней части колонн могут быть предусмотрены горизонтальные канавки для улучшения их соединения с фундаментами.
При опирании железобетонных конструкций покрытий на колонны их принято крепить к оголовкам колонн монтажной сваркой. Поэтому закладные детали не имеют анкерных блатов. Для создания шарнира при опирании железобетонных конструкций в зданиях высотой до 9,6м у крайних и в некоторых случаях средних колонн закладная деталь выступает на 10мм над торцом колонны. Крепление железобетонных стропильных и подстропильных конструкций в крановых зданиях осуществляется только с помощью монтажной сварки.
Стальные несущие конструкции покрытия устанавливаются на анкерные болты оголовков железобетонных колонн и после выверки обвариваются.
Железобетонные подкрановые балкипредназначены для зданий с мостовыми кранами грузоподъемностью 10-50 тонн. Их изготовляют из бетона класса В25-В40 и укладывают на консоли или выступы колонн.
Подкрановые балки, с уложенными по ним рельсам, образуют пути для движения мостовых кранов, выполняют роль продольных связей – тем самым повышая пространственную жесткость.
Подкрановые балки таврового сечения с утолщенной стенкой на опоре имеют высоту 800-1200мм и применяются при шаге колонн 6м; балки двутаврового сечения высотой 1400мм используются при шаге колонн 12м.
Подкрановые балки в верхней полке имеют трубчатые отверстия – они предназначены для крепления кранового пути, а также имеют отверстия в стенке, служащие для навески токопроводящих проводов или кабеля.
Обвязочные балки. Они предназначены для опирания кирпичных или мелкоблочных стен в местах перепада высот, а также используются в качестве перемычки для восприятия нагрузки от вышележащих ярусов кладки. Балки изготавливаютсяиз бетона класса не ниже В15, при монтаже укладываются на металлические опорные столики, приваренные к закладным деталям.
Стальной каркас одноэтажных промышленных зданий
Пространственную систему металлических конструкции, образованную колоннами, подкрановыми балками, фермами, прогонами и связями, называют стальным каркасом
Основой каркаса служат поперечные рамы, состоящие из колонн и стропильных ферм. Пространственная жесткость каркаса обеспечивается укладкой подкрановых балок, прогонов и связей между поперечными рамами.
Элементы каркаса изготовляют из малоуглеродистых, низколегированных и высокопрочных сталей.
Сопряжение (или соединения) элементов стального каркаса осуществляют на болтах, сварке и заклепках (при значительных динамических нагрузках)
Каркасы одноэтажных промышленных зданий с пролетами 18, 24, 30 и 36м и шагом колонн 6 и 12м возводят из типовых металлических конструкций.
Стальные каркасы допускаются в следующих случаях:
- при высоте одноэтажных здании более 14,4м.
- при грузоподъемности кранов 50т и более
- при пролете здания 30м и более
- при двухъярусном расположении кранов, а также при высоких динамических нагрузках и
при строительстве труднодоступных районах.
Типы стальных колонн
Вертикальные несущие элементы стального каркаса называют колоннами. Стальные колонны состоят из следующих частей:
- оголовок, воспринимающий нагрузку от вышележащих конструкций
- стержень или ствол колонны, имеющий надкрановую и подкрановую часть;
- башмак, передающий нагрузку на фундамент
Стальные колонны различают по следующим признаками:
- по местоположению – для крайних и средних рядов
- по конструкции ствола – постоянного и переменного сечения
- по сечению стержня – сплошные и сквозные т.е из отдельных ветвей соединенных раскосами или планками
Колонны постоянного сечения представляют собой прокатные сварные двутавры с консолями для опирания подкрановых балок. Их устанавливают в бескрановых или крановых зданиях высотой 8,4 и 9,6м при грузоподъемности кранов до 20т
Ступенчатые или двухступенчатые колонны предназначены для зданий с высотой этажа 10,8-18,0м, оборудованных кранами грузоподъемностью до 125т.
Надкрановая часть колонны выполняется из сварного двутавра, подкрановая состоит из двух ветвей соединенных решеткой. Подкрановую часть двухветвевых колонн, в зависимости от высоты сечения, выполняют из прокатных швеллеров и двутавров.
Раскосы и горизонтальные стержни связывают ветви подкрановой части колонны. Ветви через четыре панели по высоте усиливают горизонтальными стальными листами, которые называются диафрагмами.
Башмакистальных колонн крепят к анкерным болтам, заделанные в железобетонный фундамент.
Опирание осуществляется через слой цементно-песчаного раствора или бетона на мелком заполнителе.
Конструкции башмака зависит от сечения колонны и характера нагрузки (центральная, внецентренная). Башмаки сплошных и решетчатых колонн имеют общую базу (или основу).
Базы бывают:
а) база на одной плите
б) на плите усиленной ребрами
в) на плите, усиленной поперечными траверсами
Большинство двухветвевых внецентренно-сжатых колонн имеет разделочную базу.
Торец стержня колонн фрезеруют и опирают на строганную поверхность опорной стальной плиты. Ребра и траверсы приваривают к опорной плите и стволу колонны.
Типовые стальные колонны разработаны одноветвевыми сплошностенчатыми постоянного сечения при высоте зданий 6-9,6м и двух ветвевыми при высоте зданий 10,8-18м. Колонны запроектированы защемленными в фундаменты при шарнирном сопряжении со стропильными фермами, могут применятся в районах с расчетной температурой наружного воздуха -40oС и выше для отапливаемых зданий и -30oС и выше для неотапливаемых зданий.
19.Одноветвевые и Двухветвевые стальные колонны
Одноветвевые стальные колонны применяются для одно- и многопролетных фонарных и бесфонарных зданий пролетами 18 и 24м, возводимых в I- IV ветровых и снеговых районах. При высоте зданий до 7,2м применяются подвесные краны грузоподъемностью до 3,2 тонн, а при высоте 8,4 и 9,6м – мостовые краны грузоподъемностью до 20 тонн. В этом случае колонны проектируются с консолями.
Для зданий с подвесными кранами и без них шаг крайних колонн принимается 6м, колонн среднего ряда 6 и 12м. При использовании мостовых кранов шаг крайних и средних колонн рекомендуется принимаеть 12м.Одноветвевые стальные колонны запроектированы из сварных или прокатных широкополочных двутавров. В верхней плите оголовка имеются отверстия диаметром 23мм, к которым крепят болтами опорную стойку стропильных ферм.
Двухветвевые стальные колонны высотой от 10,8 до 18м применяются в одноэтажных промзданиях пролетами 18,24,30 и 36м с шагом колонн 12м, грузоподъемность кранов до 50 тонн. Здания можно возводить в I-ΙV снеговых и ветровых несейсмических районах. Колонны ступенчатые с нижней решетчатой частью и верхней частью из сварных или широкополочных двутавров. Подкрановые ветви решетчатой части – из прокатных, сварных и широкополочных двутавров, а наружные ветви крайних рядов изготовлены из прокатных или гнутых швеллеров. Решетка подкрановой части колонн принята двухплоскостной из прокатных уголков.При проектировании стальных колонн высота подкрановых балок на опоре принята 1100мм при кранах грузоподъемностью до 50тонн
20.Сведения о проектировании генеральных планов промышленных предприятий.
Промышленное предприятие – это комплекс различных зданий, сооружений и коммуникаций, предназначенных для производства полуфабрикатов или готовой продукции.
Размещают промышленные предприятия на изолированных участках в промышленных зонах населенных мест на территории промышленных узлов или в системе жилой застройки. Площадку отводят на малоценных для сельского хозяйства землях в соответствие с Основами земельного законодательства, законодательными актами по охране природы, использованию природных ресурсов и другими нормативными документами.
Генеральный план промышленного предприятия – это масштабная схема размещения на участке зданий, сооружений, транспортных и инженерных сетей с озеленением и благоустройством территории. Территорию промышленного предприятия подразделяют на зоны: предзаводская, производственная, подсобная, складская.
Застройка промышленного предприятия должна быть компактной. Это достигается рациональным размещением зон, удобными внешними связями с окружающими предприятиями и застройками, четкой организацией движения грузовых и людских потоков, группировкой производств по характеру вредности. Для дальнейшего расширения и реконструкции предприятия предусматривают резервные площадки на территории предприятия и за ее пределами.
Промышленные здания и сооружения размещаются с учетом благоприятного освещения и проветривания. Разрывы между ними принимают с учетом санитарно-гигиенических, противопожарных и технологических требований. Санитарные разрывы между зданиями освещаемые через окна должны быть не менее 12м.
Противопожарные разрывы зависят от степени огнестойкости зданий (10-20м). Расстояние от складов пылящих материалов до производственных и вспомогательных зданий назначается не менее 50м. Между зданиями и складами ГСМ и топлива, жидкостей устанавливается разрыв 10-300м.
На разрывы между зданиями влияют динамические нагрузки, вызывающие вибрацию грунта. Здания и сооружения от источников вибрации удаляются на 10-80м.
21.Железнодорожный транспорт и автомобильные дороги
Транспорт обслуживающий промышленные предприятия делят на внешний (рельсовый, безрельсовый и водный) и внутризаводской.
Железнодорожный транспорт применяют на крупных предприятиях с суточным грузооборотом более 10 вагонов, при этом рельсовые пути прокладывают в складской зоне и вводят в производственные здания.
Автомобильные дороги проектируют с твердым покрытием с шириной проезжей части 3,5-9,5м. Въезд автотранспорта предусматривают со стороны противоположной от железнодорожного ввода. К зданиям по всей их длине устраивают подъезд пожарных машин: односторонний (пролет 18м) или двусторонний при большей ширине здания. Между стенами здания и проезжей части дорог должно быть не менее 25м. Внутризаводскую сеть автодорог проектируют с кольцевым проездом, оборудованных тупиками для разворота автотранспорта.
Пешеходные пути прокладывают по кратчайшим направлениям в виде тротуаров шириной не менее 1,5м. край тротуара от проезжей части дорог располагают не ближе 2м, а от зданий – не ближе 1,5м (неорганизованный водоотвод).
Вдоль дорог, тротуаров, между цехами, около бытовых помещений высаживают зеленые насаждения. Деревья и кустарники выбирают исходя из вредности производств. Ширина озеленения должна быть не менее 2м. площадь озеленения должна составлять 15-20% всей территории предприятия.
22. Чугун — черный металл, представляющий собой сплаву железа с углеродом (более 2 %) и некоторым количеством марганца, кремния, серы, фосфора и других элементов. Основная доля получаемого в доменных печах чугуна предназначается для передела в сталь и такой чугун называют передельным. Кроме того, выплавляется литейный чугун и ферросплавы — специальные чугуны с увеличенным содержанием кремния, алюминия, хрома, ванадия, никеля, титана. Ферросплавы применяются для раскисления и легирования сталей. Присутствие в чугуне свободного углерода С (графита) проявляется в сером цвете излома, и такой чугун называют серым, а углерод находится в связанном состоянии, т.е. в виде карбида железа Fe3C, то излом чугуна будет светлым, блестящим и чугун называют белым. Серый чугун является основным материалом машиностроения благодаря хорошим литейным свойствам, малому удлинению, пониженной чувствительности к нагреву, хотя прочность и износостойкость его невысоки. Из этого чугуна преимущественно отливают детали достаточно сложной формы, к которым не предъявляются жесткие требования к сохранению заданных габаритных размеров, и толщина стенок изделий определяется не условиями прочности, а технологией производства. Серые чугуны малой прочности обладают лучшими литейными свойствами, характеризуются меньшими механическими напряжениями и короблением, чем серые чугуны повышенной прочности. Отливки из серых чугунов средней прочности наиболее широко применяют в машиностроении для изготовления корпусных и опорных деталей станков и машин. Для таких целей используют марок СЧ10, СЧ15, СЧ18 ,здесь буквы «СЧ» - серый чугун, цифры — предел прочности при растяжении, кгс/мм2(Предел прочности определяется в Н/мм2 или в МПа. Для пересчета используется соотношение: 1 кгс/мм2 = 10 МПа или 10 Н/мм2).
23. легированные и углеродистые стали.
Стали качественные бывают легированные иуглеродистые. Обозначение марок легированных сталей включает в себя примерный химический состав стали. Первые цифры в обозначении, например, конструкционных сталей — среднее содержание углерода в сотых долях процента, а в обозначении инструментальных сталей — в десятых долях процента. Легирующие элементы обозначаются следующими буквами русского алфавита: азот (не в конце марки) — А, алюминий — Ю, бор — Р, ванадий — Ф, вольфрам — В, кремний — С, марганец — Г, медь — Д, молибден — М, никель — Н, титан — Т, хром — X и др. Цифры, стоящие в марке после букв, указывают примерное процентное содержание соответствующего легирующего элемента. Если содержание элемента около или менее 1 %, то цифра не указывается. Высококачественные легированные стали дополнительно отмечают буквой «А» в конце марки, которая указывает, что в данной стали суммарной содержание вредных примесей — фосфора и серы — содержится менее 0,05 %. Буква «Л» в конце марки — литейная.
Конструкционные качественные углеродистые стали широко применяют в машиностроении для изготовления разных деталей как термически обрабатываемых, так и необрабатываемых термическим способом. При маркировке этого материала после слова «сталь» указывают двухзначную цифру — среднее содержание углерода в сотых долях процента. Марки этой стали: 08; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 58; 60; 65; 70. Считается, что закалку принимает сталь, содержащая 0,30...0,35 % углерода. Когда необходимо иметь твердую поверхность и мягкую сердцевину, то используют низкоуглеродистую качественную сталь (например, 20). Из этой стали изготовляют детали, которые подвергают цементации и закалке до получения твердости 60...64 HRC, после чего их обрабатывают окончательно.
Среднеуглеродистая качественная сталь (например, сталь 45) закалку принимает, но твердость при этом будет 42... 44 HRC. Для деталей, изготовляемых на токарных автоматах, используют так называемые автоматные стали с повышенным содержанием фосфора и серы. Эти стали обозначают буквой «А» и двухзначным числом — содержание углерода в сотых долях процента. Например, автоматная сталь А12 содержит в среднем 0,12% углерода. Детали из автоматных сталей имеют калиброванный наружный диаметр (для зажима прутка из таких сталей цангой) с малой шероховатостью, они хорошо обрабатываются резанием, образуя обычно мелкую стружку скалывания.
Из конструкционной стали производится большой ассортимент сортового проката простого и фасонного профиля: холоднокатаные (толщиной 0,05...3,6 мм) и горячекатаные (2,2...3,6 мм) ленты, (0,2...4 мм) и толстый (4... 160 мм) лист, полоса (4...8 мм), экая полоса (6...60 мм), изделия круглого, квадратного, шестигранного сечений, уголки (равнобокие и неравнобокие), швелеры, двутавры, фасонный прокат, трубы (электросварные, бесшовные, волоченые) и др.Для изготовления стальных изделий методом литья использутспециальные углеродистые стали. По свойствам получаемые отливки разделяют на три группы: I — обыкновенного, II — повышенного и III — особого качества. Стальные отливки, как правило, имеют несколько худшую структуру и соответственно более низкие механические свойства, чем стальные изделия, изготовленные давлением.
Легированная сталь— это сталь, в которой наряду с обычными примесями (углерод, кремний, марганец, сера, фосфор) содержатся специально вводимые легирующие элементы кремнийили марганец в повышенном количестве. При суммарном содержаний легирующих элементов до 2,5 % сталь считается низколегированной,2,5... 10% — среднелегированной и более 10% — высоколегированной. Легирующими элементами служат хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, марганец, титан. По основным легирующим элементам стали называют соответственно хромистыми, никелевыми, хромоникелевыми, молибденовыми и др. и указывают легирующие элементы в марке. Например, в конструкционной высококачественной (буква «А» в конце марки) хромоникелевой стали марки 40ХН2МА содержится 0,4 % углерода, примерно 1 % хрома, примерно 2 % никеля и примерно 1 % молибдена.
24.цветные металлы. Медь.
Медь— вязкий пластичный металл, имеет плотность 8 920 кг/м3, плавится при температуре 1083 С. На воздухе медь окисляется и приобретает более темный цвет, а в присутствии влаги покрывается зеленоватым налетом, при нагревании до 200... 375 °С окисляется до черного цвета оксида меди. Медь широко используется в промышленности как в чистом виде, так и в виде многочисленных сплавов. Важнейшими сплавами меди являются латуни, бронзы, медно-никелевые материалы и дюралюмин. На производство указанных сплавов расходуется более 30 % всей добываемой меди. Электропромышленность потребляет 30... 40 % выплавляемой меди для производства проводников, теплообменников, холодильников, деталей плазматронов и на другие цели. Медь образует много солей, которые все ядовиты. Поэтому медную посуду необходимо всегда лудить, чтобы предотвратить возможность образования токсичных солей.
25. цветные металлы. Алюминий.
серебристо-белый металл, плавится при температуре 660 °С и имеет плотность 2700 кг/м3, легко прокатывается куется при температуре 100... 150 °С. На воздухе окисляется и получаемый оксид в виде пленки защищает алюминиевое изделие от дальнейшего разрушения. Алюминий растворяется в соляной и серной кислотах и щелочах. Концентрированные, а также слабые растворы серной и азотной кислот на алюминий не действуют. С азотом и углеродом алюминий образует соответственно нитриды и карбиды.
В машиностроении применяют алюминий в виде сплавов, в чистом виде для электрических проводов и других целей. Как конструкционный материал алюминий используется в строительстве, авиации, электротехнике, электронике (как композиционный материал служит матрицей). В качестве легирующего вещества алюминий вводят в сплавы с медью, магнием, титаном, железом и другими материалами. Оксид алюминия — корунд -пользуется как абразивный материал.
Смесь порошков металлического алюминия и оксида железаобразует термитный материал, предназначенный длясварки (алюминотермия) крупногабаритных конструкций. Процессы восстановления в зоне сварки протекают при температурах до 3000°С. Такие же порошки используются как зажигательный материал для военных целей.
26. цветные металлы. титан
Титан— металл со стальным блеском, плавится при температуре 1665 °С и имеет плотность 4 500 кг/м3, т. е. примерно в 1,7 раза тяжелее (плотнее) алюминия, но в 1,75 раза легче железа, примерно во столько же раз легче хрома и в 2 раза легче никеля. В обычных условиях титан устойчив к воздействию воздуха и воды. При высоких температурах титан становится активным, соединяется с кислородом, углеродом, серой, азотом, растворяется в соляной, серной и азотной кислотах.
Титан применяют для изготовления специальных сталей, твердых сплавов, высокоэлектропроводных бронз, сплавов для газотурбинных лопаток, корпусов подводных лодок и глубоководных аппаратов.
По сравнению с другими металлами титан более стоек в агрессивных средах и поэтому используется для изготовления трубопроводов, насосов, реакторов. Обладает способностью поглощать газы, что очень важно в вакуумной технике для получения глубокого вакуума. Диоксид титана служит пигментом в производстве эмалей, глазурей, красок, а также наполнителем и пигментом при производстве резиновых, пластмассовых изделий и бумаги.
Титанпо распространенности в недрах занимает четвертое место после алюминия, железа и магния. Этот легкий металл (плотность 4540 кг/м3) плавится при температуре около 1660 °С, легко образует соединения с кислородом, азотом, углеродом — оксиды, нитриды, карбиды, которые довольно твердые и тугоплавкие. Титан имеет высокие прочность и коррозионную стойкость. В виде добавок входит в состав многих металлических материалов, образует жаропрочные сплавы, а его карбиды являются одними из основных составляющих твердых сплавов. Этот металл хорошо обратывается резанием, при нагреве до 900 °С куется, а при температуре около 1000 °С прессуется в прутки разных профилей и трубы, прокатывается в холодном состоянии, но быстро упрочняется и требует частых отжигов в вакууме (гелии), после которых становится пластичным. Сваривают титан аргонно-дуговой сваркой.
27. цветные металлы. Никель.
Никель— блестящий белый металл с сероватым оттенком, плавится при температуре 1453 °С, имеет плотность 8 900 кг/м3, пластичен (легко куется и прокатывается), в чистом виде не окисляется на воздухе и не корродирует в воде. Кроме того, никель обладает магнитными свойствами. Его широко используют в качестве легирующего компонента для получения сталей и сплавов, обладающих прочностью, жаростойкостью, намагничиваемостью, высоким электрическим сопротивлением и термоэлектродвижущей силой (термоЭДС).
28. Абсорберы— аппараты для разделения газовых смесей путем избирательного поглощения их компонентов жидкими поглотителями (абсорбентами). Абсорберы используются в нефтяной, газовой, нефтегазоперерабатывающей отраслях промышленности для разделения, осушки и очистки углеводородных газов. Из природных, попутных газов и газов нефтепереработки в абсорберах извлекают этан, пропан, бутан, легкие бензиновые фракции. При санитарной очистке газов в абсорберах улавливают сероводород, оксид серы, фтор и его соединения, хлор и хлориды, аммиак и другие вредные примеси.
Абсорберы разделяют по способу контактирования взаимодействующих фаз на три группы: поверхностные, барботажные и распыливающие. В поверхностных абсорберах поверхностью контакта фаз является зеркало жидкости или поверхность стекающей пленки (пленочные абсорберы). К этой группе относятся следующие аппараты: со свободной поверхностью; насадочные с насыпной и регулярной насадкой; пленочные, в которых пленка образуется при гравитационном стекании жидкости внутри вертикальных труб или на по-верхности листов; механические пленочные с пленкой, формирующейся под действием центробежных сил.
29. адсорберы— аппараты для разделения газовых и жидких смесей путем избирательного поглощения (адсорбции) их компонентов твердыми поглотителями — адсорбентами. Поглощаемое вещество, находящееся вне пор адсорбента, называется адсорбтивом, а после его перехода в адсорбированное состояние — адсорбатом. Адсорберы применяют в газовой и нефтеперерабатывающей промышленности для следующих целей: осушки газов (например, природного газа при подготовке его к транспорту); отбензинивания попутных и природных углеводородных газов; осушки жидкостей; разделения газов нефтепереработки с целью получения водорода и этилена; выделения низкомолекулярных ароматических углеводородов из бензиновых фракций; очистки масел; очистки газов и жидкостей от вредных веществ, загрязняющих окружающую среду. Адсорберы разделяют по способу контактирования обрабатываемой среды с адсорбентами на аппараты с неподвижным, движущимся плотным ипсевдоожиженным. слоем..30. СТЕКЛО
Общее название материалов, получаемых сплавлением двуокиси кремния с оксидами щелочных. и щелочноземельных металлов, Al2O3, В2O3, оксидами переходных металлов. Стёкла аморфны – являются твёрдыми растворами. Отличительная особенность стёкол – прозрачность и хрупкость. Твёрдость (5…6) баллов по шкале Мооса. Плотность (2100…2600) кг/м3. Электропроводны. В химической технике широко применяются стёкла, отличающиеся минимальным линейным расширением, стойкостью и тугоплавкостью.
Алюмоборосиликатные стекла.
Содержат (60…65) % SiO2; (15…16) % Al2O3; (15…16) % В2O3; (1…2) % Na2O; (11…12) % CaO и (6…7) % MgO, а также до 15 % оксидов Mo, V, W - и до 2% F.
Основной тип химически стойких стёкол. Твёрдость (5…6) баллов по шкале Мооса. Плотность ρ=(2400…2600) кг/м3. Электропроводны. Теплопроводность λ=(0,9…1,1) Вт/м.К. Выдерживают нагрев до t=(450…1000) OC. Стойки к любым реагентам, кроме HF, крепких щелочей и ортофосфорной кислоты (при t>150 ОС). Оптически изотропны и прозрачны в области λ>300 нм. Отличаются малым линейным расширением α=(0,5…1,2).10-6 К-1.
Кварцевое стекло.
Содержит (98…99,5) % SiO2. Получают электротермическим плавлением наиболее чистого кварцевого песка при t=(1750…1800) OC. Плотность ρ=(2100…2150) кг/м3. Электропроводно. Теплопроводность λ=(1,2…1,4) Вт/м.К. Выдерживает длительный нагрев до t=(1100…1200) OC; кратковременный - до t=(1300…1400) OC. Стойки к любым реагентам, кроме HF и ортофосфорной кислоты (при t>250 ОС). Газонепроницаемо при температурах до t=1300 OC. Оптически прозрачны в области λ>180 нм. Отличаются наименьшим линейным расширением: α=(0,3…0,7).10-6 К-1.
Ситаллы.
Стеклокристаллические материалы, получаемые путём направленной кристаллизации стекольных расплавов. При использовании в качестве присадок минерализаторов получают технические ситаллы, при использовании металлургических шлаков – шлакоситаллы.
Благодаря кристаллической структуре превосходят обычные стёкла по прочности в среднем в 5 раз. Термостойки при температурах до t=1000 OC. Стойки к любым реагентам, кроме HF и ортофосфорной кислоты (при t>250 ОС).
Стёкла и ситаллы - исключительно ценные материалы для химической техники. Поддаются плавлению, литью, пайке, склеиванию. Из химически стойких стёкол и ситаллов изготавливают сосуды и реакторы вместимостью до 160 л, кристаллизаторы, фильтры, дистилляционые и ректификационные установки, трубы, арматуру, защитные гильзы для датчиков КИПСА; и даже подшипники скольжения. Аппаратура выдерживает давление до 1 МПа и температуру до t=(300…1000)OC. Стеклянное оборудование прекрасно подходит для получения высокочистых продуктов и полностью соответствует требованиям GMP. Стекло, ситаллы и, особенно, кварц - исключительно важны для
изготовления фотохимических и СВЧ-реакторов.
31. Каучуки– продукты полимеризации 2-R-1,3-бутадиенов [R= H (бутадиен); Cl (хлоропрен); Me(изорпрен)] или сополимеризации их с замещёнными этиленами (изобутен; акрилонитрил, стирол).
Принципиальная структурная особенность каучуков – сохранение в макромолекуле этиленовых фрагментов; кроме того, эта особенность даёт возможность синтеза стереорегулярных структур: все-транс (типа натурального каучука) или все-цис (типа гуттаперчи)
(-СН2-СН=СR-СН2- )N - монополимеры(-СН2-СН=СR-СН2- СН2- СR'- )N - сополимеры
Эластомеры – продукты вулканизации каучуков - реакции с серой и оксидами металлов при температурах (150…200) ОС.
Таблица 4 – Типы вулканизованных материалов
Класс продукта Тип продукта Массовая доля серы, %
Эластомеры Мягкая резина 2…4
Полужёсткая резина 12…20
Эбонит Жёсткая резина 30…50
Специфичность структуры сообщает каучукам и эластомерам уникальную эластичность и упругость. Каучуки и резины обладают хорошей адгезией к металлам. Стойки к действию большинства неорганических реагентов, в т.ч., к окислителям – кроме галогенов и галогенангидридов. Также стойки к спиртам, карбоновым кислотам; нестойки к углеводородам, алкил- и арилгалогенидам. Диапазон рабочих температур от (-30) до (100…150) ОС.
Особое место в этом классе материалов занимают т.н. силиконовые каучуки - полидиалкилсилоксаны общей формулы [O-SiR2-O-]N. Кремнийорганические полимеры отличаются не только высокой прочностью и упругостью, но и уникальной, сопоставимой с фторопластами – химической стойкостью к действию почти всех агентов. Диапазон рабочих температур: от (-60) до (200…300) ОС.
Каучуки и резины в основном применяют для изготовления уплотнительных деталей оборудования, шлангов, труб, а также в качестве клеев и герметиков.
Важнейший аспект – использование в качестве защитных покрытий стальной аппаратуры: реакторов, сосудов, фильтров, центрифуг, труб. Защита резиновыми покрытиями называется гуммированием. Гуммируемые детали обкладываеют листами сырой резины и вулканизуют в среде острого пара или воздуха при температуре порядка 150 ОС. Гуммированное оборудование работоспособно при температурах до 100 ОС в неабразивных средах.
32. КОРРОЗИЯ
Коррозия – явление структурного разрушения конструкционных материалов и элементов технических систем под воздействием комплекса химических, биохимических, физических (электрических, деформационных, термичес-ких, вибрационных, радиационных) факторов окружающей среды – природной или техногенной.
(Очевидно, что явления преднамеренного разрушения к коррозии не относятся).
Коррозия – едва ли не единственное явление, которое в технике считается совершенноым злом, поскольку практически невозможно использовать его в созидательных целях.
Коррозия – явление многообразное и чрезвычайно сложное. Непременным и первостепенным фактором, вызывающим коррозию, являются многообразные химические процессы. Видов и механизмов коррозии чрезвычайно много; в данном курсе будут рассмотрены (увы, крайне поверхностно) только наиболее характерные для химической
аппаратуры.
Типичные виды коррозии
Следует отметить, что коррозия проявляется принципиально в двух формах.
1. Нарушение макроструктуры материала, приводящее к потере прочности.
Сюда можно отнести такие явления как набухание полимеров во многих органических средах; межкристаллитное растрескивание сплавов (в первую очередь, сталей), бетонов и иных микрокристаллических материалов; растрескивание слоистых материалов (пластиков, древесины); водородная хрупкость сталей, вызываемая насыщением сплава гидридами металлов.
Это вид коррозии весьма опасен, поскольку зачастую видимые эффекты разрушения отсутствуют, даже когда прочность материала критически уменьшена.
2. Явное разрушение материала с исчезновением вещества. Этот эффект традиционно определяет как коррозию.
33. Основные механизмы коррозии.
Наиболее распространены следующие механизмы коррозии.
1.Химическая.
В строгом смысле слова это те виды коррозии, где отсутствуют другие сопутствующие факторы: электрическое
поле, механические напряжения материала и т.д. Многообразные процессы, протекающие в агрессивных средах.
В МЕТАЛЛАХ И ИХ СПЛАВАХ – это в первую очередь окислительные реакции. Особо здесь можно отметить уже упомянутую выше водородную коррозию, крайне опасную для сталей и чугунов. Действие водорода, особенно при температурах свыше 300 ОС и давлениях порядка 20 МПа выражается в двух процессах:
дезкарбонизация (обезуглероживание) вследствиеобразованияметана ССПЛАВ + 2Н2 СН4
этот эффект приводит к восстановлению карбидов FeXCY до чистого железа, прочность которого много ниже.
образованиегидридов (наводороживание)
М + Н2 М-… Н2+
ещё более опасный эффект, делающий материал хрупким.
В СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛАХ – наиболее характерны реакции замещения при действии: фтора и его
соединений; концентрированных щелочей; концентрированной ортофосфорной кислоты.
В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ (пластмассах, каучуках, резинах)– также наиболее характерны реакции
замещения при действии галогенов, азотной кислоты, органических галогенангидридов, кислорода, серы.
2. Электрохимическая.
Специфический вид коррозии, характерный для электропроводящих материалов – в первую очередь, металлов. Выделяют две разновидности ЭХК.
1. Контактная.
Всегда может возникать в парах металлов с различными стандартными редокс-потенциалами при взаимодействии таких пар с проводящей средой, особенно водной. Явление крайне опасно для металлических защитных покрытий (оцинковки, лужения, никелирования, хромирования) при их механическом повреждении.
2. Коррозия под напряжением.
Возникает при наложении внешнего электрического поля – как постоянного, так и переменного. Проявляется в наибольшей мере в электрохимической аппаратуре; в “обычных” (неэлектрохимических) процессах вызывается
блуждающими токами и разрядами статического электричества.
3. Фреттинг-коррозия (коррозия в механически нагруженных материалах).
Механические напряжения, такие как давление, вакуум, а наибольшей мере – колебания – способны существенно ускорять коррозию. Все виды механических нагрузок заметно повышают потенциальную энергию напряжённого материала и одновременно снижают целостность поверхностных слоёв (т.к. в них напряжения максимальны).
Это явление характерно, например, для автоклавов; аппаратов с акустической активацией процессов.
Специфический вид такой коррозии – абразивное действие твёрдых дисперсных материалов (например, катализаторов Ренея) на рабочие поверхности аппаратуры.
4. Фото- и радиационнохимическая коррозия.
Процессы деструкции материалов под действием видимого света, УФ-, ренгеновского и -излучения. Излучения
особо опасны для органических материалов, поскольку возбуждаемые ими фотореакции быстро разрушают полимер.
5. Абляция
Наиболее сложный вид коррозии, вызываемый совместным действием (синергизмом) мноих факторов – агрессивной среды, высокой температуры, механических нагрузок, внешних полей.
Проявляется в реакторах, предназначенных для высоскотемпературных процессов пиролиза.
34. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ
Антикоррозионная защита оборудования – важная задача для любой сферы техники, а для химических отраслей промышленности – особенно.
Все методы антикоррозионной защиты можно свести в несколько классов.
1. Использование коррозионностойких материалов.
Самый очевидный, самый эффективный (отнюдь не всегда – самый дешёвый) – самый важный метод.
В настоящее время в развитых странах химическую аппаратуру практически полностью изготовляют из коррозионностойких материалов. Несмотря на удорожание такого оборудования в среднем на (30…100) %, снижение потерь от коррозии позволяет существенно повысить надёжность техники и, следовательно, безопасность производства. При этом исключаются необходимость окраски и других подобных мер защиты; затраты на эксплуатацию снижаются в (2..5) раз. Практически исключается или радикально снижается количество выбросов продуктов коррозии в окружающую среду.
2. Методы флегматизации среды.
Коррозия – очень сложный процесс, зависящий от многих факторов. В ряде случаев даже незначительные изменения состава среды – особенно концентраций электролитов и окислителей – существенно изменяют редокс-потенциал системы, вплоть до перехода в область пассивации.
Так, например введение в среду незначительных количеств бихроматов или KMnO4 резко – в (5…200) раз – повышает стойкость титана к хлороводороду и соляной кислоте. Аналогично, добавки бихроматов повышают стойкость ряда сталей к азотной кислоте.
Специфический метод применяют для защиты контактных пар от электрохимической коррозии. К элементам пары подключают источник напряжения, равного по значению и противоположного по знаку потенциалу пары – в итоге суммарная Э.Д.С. системы становится нулевой, что подавляет коррозию.
3. Методы пассивации поверхности.
3.1. Химические методы.
Эти методы применяют преимущественно для металлических материалов. Они сводятся к образованию на поверхности металла слоя защитной плёнки (оксидной, сульфидной, фосфидной, фторидной), значительно более стойкой, нежели сам металл.
Химическая пассивация называется травлением. Широко применяются методы электрохимической – как анодной. так и катодной пассивации (для алюминия - анодирование).
3.2. Механико-технологические методы.
Сюда относятся приёмы уплотнения (накатки, наклёпки, ковки), а также тщательной шлифовки и полировки рабочих поверхностей.
35. Виды проектированияУсловно можно выделить 4 основных вида проектирования:
1) проектирование нового предприятия;
2) расширение действующего предприятия;
3) реконструкция действующего предприятия;
4) техническое перевооружение действующего предприятия.
Новым строительством называют сооружение нового завода или последующих его очередей. К новому строительству прибегают только в тех случаях, если необходимая продукция (по ассортименту, количеству и качеству) не может быть получена в результате реконструкции или технического перевооружения действующих предприятий.
Расширение также является новым строительством. Его осуществляют для увеличения мощности действующего предприятия с одновременным улучшением технико-экономических показателей, которые не могут быть достигнуты путем реконструкции или технического перевооружения.
При расширении действующего предприятия осуществляется:
1) строительство второй и последующих его очередей;
2) строительство дополнительных производств;
3) строительство новых цехов (или расширение действующих цехов) основного производственного назначения;
4) строительство новых объектов вспомогательного и обслуживающего назначения, необходимых для дополнительных производств, новых или расширяющихся действующих цехов основного производства.
Реконструкция состоит в полном или частичном переоборудовании производств на базе новой техники и технологии, но без строительства новых или расширения действующих цехов основного производственного назначения.
При реконструкции проводятся следующие работы:
1) заменяются изношенное и морально устаревшее оборудование, средства автоматизации и механизации;
2) устраняются имеющиеся диспропорции в технологических звеньях и вспомогательных службах, обеспечивающие увеличение объема производства на базе новой, более совершенной техники;
3) расширяется ассортимент или повышается качество продукции;
4) создаются малоотходные или безотходные производства.
Кроме того, к реконструкции относятся:
5) работы по изменению профиля предприятия;
6) организация производства новой продукции на существующих производственных площадях;
7) строительство новых объектов той же мощности и того же назначения взамен ликвидируемых объектов, дальнейшая эксплуатация которых признана нецелесообразной.
Реконструкция предприятий имеет определенные преимущества по сравнению со строительством новых аналогичных предприятий или расширением действующих. К ним относятся:
1) отсутствие необходимости освоения нового района или площади строительства;
2) возможность использования существующих зданий, инженерных сооружений и коммуникаций;
3) сокращение продолжительности и сметной стоимости строительства за счет меньшего объема работ;
4) наличие коллектива квалифицированных работников;
5) сокращение сроков ввода в действие и освоения производственных мощностей.
Как показывает опыт, капитальные вложения, направленные на реконструкцию, дают примерно вдвое выше отдачу, чем при новом строительстве.
К техническому перевооружению действующего предприятия относятся:
1) осуществление в соответствии с планом технического развития комплекса мероприятий (без расширения имеющихся производственных площадей) по повышению до современных требований технического уровня отдельных участков производства путем внедрения новой техники и технологии, механизации и автоматизации производственных процессов и замены устаревшего и физически изношенного оборудования новым, более производительным;
2) а также другие технические и организационные мероприятия, направленные на обеспечение прироста производства продукции, повышение ее качества, улучшение условий и организации труда, снижение себестоимости продукции.
36.Предпроектная разработкаПредпроектная разработка является важнейшей частью работы технологов. На данном этапе проводятся следующие работы:
1. Выбор площадки строительства.
2. Определение мощности предприятий.
3. Анализ исходных данных для проектирования.
4. Разработка задания на проектирование.
Ответственным за разработку задания на проектирование является заказчик проекта, но непосредственная разработка задания на проектирование проводится генеральным проектировщиком по поручению заказчика.
В задании на проектирование должны содержаться все основные сведения, необходимые для разработки проекта:
1) вид строительства;
2) стадийность проектирования;
3) основные технико-экономические показатели объекта, в т.ч. мощность, производительность, производственная программа;
4) требования к качеству, конкурентоспособности и экологическим параметрам продукции;
5) требования к технологии, к архитектурно-строительным, объемно-планировочным и конструктивным решениям;
6) требования и условия к разработке природоохранных мер и мероприятий, к режиму безопасности и гигиене труда и т.д.
По крупным и сложным объектам задания на проектирование составляют на основе технико-экономических обоснований (ТЭО) строительства промышленных предприятий. Главной задачей при составлении ТЭО является определение экономической целесообразности и технической необходимости создания данного объекта. При выполнении ТЭО определяется расчетная стоимость строительства и основные технико-экономические показатели: себестоимость продукции, годовой выпуск товарной продукции, прибыль, численность персонала, годовой фонд зарплаты, срок окупаемости, потребность в основных видах сырья и энергоресурсах и т.д. Определенные в ТЭО затраты не могут быть превышены при последующем проектировании.
37. РегламентыТехнологический регламент производства – это нормативный документ, устанавливающий методы производства, технологические нормативы, технические средства, условия и порядок проведения технологического процесса в производстве химико-фармацевтической продукции.
Общие требования к порядку разработки, согласования и утверждения технологических регламентов, а также их содержание и правила составления устанавливаются ОСТ 64-03-002-2002"Продукция медицинской промышленности. Технологические регламенты производства. Содержание, порядок разработки, согласования и утверждения".
Согласно ОСТ, существует 5 видов технологических регламентов:
1) лабораторные регламенты (ЛР);
2) опытно-промышленные регламенты (ОПР);
3) пусковые (временные) регламенты (ПУР);
4) промышленные регламенты (ПР);
5) типовые регламенты (ТР).
Лабораторный регламент – это технологический документ, которым завершаются научные исследования в лабораторных условиях при разработке метода производства новых лекарственных средств.
Опытно-промышленный регламент – технологический документ, которым завершается отработка новой технологии производства лекарственного средства на опытно-промышленной установке.
Пусковой регламент – технологический документ, на основании которого осуществляют ввод в эксплуатацию и освоение вновь созданного промышленного производства лекарственного средства.
Промышленный регламент – технологический документ действующего серийного производства лекарственного средства.
Типовой регламент – руководящий нормативный документ, устанавливающий стандартные (унифицированные) технологические методы производства, нормы и нормативы, технические средства для процесса производства однородной группы продукции (таблетки, капсулы, инъекционные растворы и т.п.).
Серийный выпуск товарной продукции осуществляется только на основе промышленного регламента.
Содержание регламента. Промышленный регламент должен состоять из следующих разделов:
1) характеристика конечной продукции производства;
2) химическая схема производства;
3) технологическая схема производства;
4) аппаратурная схема производства и спецификация оборудования;
5) характеристика сырья, материалов и полупродуктов;
6) изложение технологического процесса;
7) материальный баланс;
8) переработка и обезвреживание отходов производства;
9) контроль производства и управление технологическим процессом;
10) техника безопасности, пожарная безопасность и производственная санитария;
11) охрана окружающей среды;
12) перечень производственных инструкций;
13) технико-экономические нормативы;
14) информационные материалы.
38. Классификация оборудованияВсе аппараты по назначению можно разделить на:
1) аппараты, в которых происходит собственно химическое превращение (реакторы);
2) аппараты, предназначенные для выделения продуктов реакции:
– массообменное оборудование – экстракторы, кристаллизаторы, выпарное и дистилляционное оборудование);
– сепарационное оборудование (фильтры и центрифуги);
– сушильное оборудование;
3) вспомогательное оборудование, предназначенное для хранения и перемещения сырья и промежуточных продуктов и осуществления процессов теплообмена:
– теплообменное оборудование;
– дозировальное оборудование (весы, весовые дозаторы, дозирующие насосы, мерники;
– оборудование механизации технологических процессов (транспортеры, системы пневмо- и гидротранспорта, тельферы и лифты, подъемники);
– оборудование транспортировки и хранения продуктов и материалов (сборники, цистерны, баки, бочки, бутыли; баллоны; ресиверы; газгольдеры; барабаны, контейнеры. – трубопроводы и арматура.
В зависимости от способа подвода реагентов и продуктов реакции различают и аппараты периодического, непрерывного и полунепрерывного действия.
Аппараты периодического действия характеризуются тем, что транспортные операции (загрузка реагентов и выгрузка продуктов) и основные технологические операции разделены во времени, т.е. основной технологический процесс в аппарате периодического действия прерывается вспомогательными операциями.
В аппарате непрерывного действия основной технологический процесс совмещен во времени с транспортом вещества через аппарат, т.е. на вход в аппарат непрерывно поступает поток реагентов, а на выходе также непрерывно отводится поток продуктов.
Традиционно принято считать непрерывные процессы более прогрессивными. К их основным достоинствам можно отнести:
1) высокую степень использования аппаратуры;
2) возможность совершенствования конструкции аппаратуры, возможность механизации и автоматизации технологического процесса.
Однако периодические процессы также имеют ряд преимуществ, например:
1) относительная простота эксплуатации и проектирования;
2) возможность управления качеством промежуточной продукции;
3) кроме того, замена периодических процессов непрерывными не всегда оказывается целесообразной, а иногда настолько труднореализуемой, что от нее приходится отказаться. В зависимости от степени унификации все технологическое оборудование можно разделить на стандартное и специализированное.
Стандартное оборудование выпускается предприятиями химического машиностроения в виде нескольких типоразмеров. Ряды типоразмеров и параметров стандартного оборудования определяются ГОСТом и содержатся в каталогах.
Специализированное оборудование ориентировано на конкретный технологический процесс и проектируется специально для него из расчета на заданную производительность.
39. Материалы химических реакторов.Выбор материалаВ химической промышленности, в том числе и в промышленности органических полупродуктов, для изготовления аппаратуры используются весьма разнообразные материалы. Это объясняется разнообразием и специфичностью требований, предъявляемых к конструкционным материалам для химической аппаратуры. Применяемые для этих целей материалы должны иметь:
1) достаточную механическую прочность;
2) стойкость к коррозионному воздействию перерабатываемых веществ;
3) обладать соответствующими физическими свойствами (например, хорошей теплопроводностью);
4) легко поддаваться механической обработке;
5) не оказывать ингибирующего действия в процессах, проводимых в данной аппаратуре;
6) не влиять на чистоту продуктов реакции;
7) быть дешевыми и доступными.
Главным требованием для материалов химических аппаратов в большинстве случаев является их коррозионная стойкость, так как она определяет долговечность химического оборудования.
40. Коррозия металлов
Коррозией (от лат. слова "corrosio" – разъедать) называется разрушение материала вследствие взаимодействия его со внешней средой. Различают два типа коррозии – химическую и электрохимическую.
Химической коррозией называется разрушение металла окислением его в окружающей среде без возникновения электрического тока в системе.
В этом случае происходит взаимодействие металла с составными частями среды – с газами и неэлектролитами.
Электрохимической коррозией называется разрушение металла в среде электролита с возникновением внутри системы электрического тока. В этом случае наряду с химическими процессами (отдача электронов) протекают и электрические (перенос электронов от одного участка к другому). К электрохимической коррозии относятся все случаи коррозии в водных растворах.
По характеру разрушений коррозия металлов бывает сплошной (равномерной), местной и межкристаллитной.
Сплошная коррозия не представляет особой опасности для конструкций и аппаратов особенно в тех случаях, когда потери металлов не превышают технически обоснованных норм. Ее последствия могут быть сравнительно легко учтены.
Значительно опаснее местная коррозия, хотя потери металла здесь могут быть и небольшими. Один из наиболее опасных видов местной коррозии – это точечная. Она заключается в образовании сквозных поражений, т.е. в образовании точечных полостей – так называемых питтингов. Местной коррозии благоприятствуют морская вода, растворы солей, в частности галогенидных (хлорид натрия, магния и др.). Опасность местной коррозии состоит в том, что, снижая прочность отдельных участков, она резко уменьшает надежность конструкций, сооружений, аппаратов.
Наиболее опасным видом коррозии является межкристаллитная, при которой разрушение происходит по границам кристаллитов в глубине металла.
Скорость коррозии металла оценивается весовым методом, основанным на определении изменения веса образца после воздействия агрессивной среды.
Для количественной оценки степени коррозионных разрушений принята десятибалльная шкала.
Для изготовления химической аппаратуры должны использоваться конструкционные материалы, скорость коррозии которых не превышает 0,1–0,5 мм/год; чаще применяются материалы стойкие (скорость коррозии 0,01–0,05 мм/год).
41. Нагревание водяным паромНаиболее широко в химической технологии в качестве теплоносителя используют насыщенный водяной пар, при конденсации которого выделяется значительное количество теплоты.
При нагревании насыщенным водяным паром различают "острый" и "глухой" пар.
При нагревании "острым" паром водяной пар вводится непосредственно в нагреваемую жидкость; конденсируясь, он отдает жидкости тепло, а конденсат смешивается с этой жидкостью.
Для нагревания и одновременного перемешивания жидкости пар вводят через барботер – трубу с рядом небольших отверстий. Барботер располагают на дне резервуара в виде спирали или колец.
Массу острого пара, используемого на нагревание жидкости D, кг, определяют из уравнения теплового баланса, учитывая равенство конечных температур нагреваемой жидкости и конденсата:,
где Q2 – количество подводимого тепла, кДж;
Н – энтальпия пара, кДж/кг;
св – теплоемкость конденсата, кДж/кгК;
t2 – конечная температура жидкости, К.Нагревание острым паром в технике используют довольно редко, так как смешение нагреваемой жидкости и конденсата пара обычно недопустимо. Значительно чаще на практике нагревание насыщенным паром осуществляют через стенку (т.н. нагревание "глухим" паром). При этом способе нагревания пар, соприкасаясь с более холодной стенкой, конденсируется на ней, и конденсат в виде пленки стекает по поверхности стенки. Пар практически всегда вводят в верхнюю часть аппарата, а образующийся конденсат отводят из его нижней части через конденсатоотводчик. Температуру конденсата можно с достаточной точностью принять равной температуре насыщенного греющего пара.
Расход пара на нагревание D, кг, определяют из уравнения теплового баланса
,
где r – удельная теплота парообразования, кДж/кг.
42. Нагревание высокотемпературными носителямиПрименяемые в промышленности высокотемпературные теплоносители по принципу термодинамического подобия могут быть разделены на три основные группы:
а) металлические;
б) ионные;
в) органические (ВОТ).
Металлы как теплоносители применяют как в жидком, так и в парообразном состоянии. В настоящее время используются литий, натрий, калий и ртуть. С их помощью можно обеспечить нагревание до температур 400–800 °С и выше при относительно низких давлениях.
Среди высокотемпературных теплоносителей жидкометаллические имеют самую высокую термическую стойкость. Однако наряду с этим они оказывают и самое большое агрессивное воздействие на конструкционные материалы, поэтому верхний температурный предел их применения определяется максимально допустимой температурой коррозионной стойкости конструкционного материала против агрессивного воздействия на него данного теплоносителя.
Пары жидкометаллических теплоносителей также обладают высокой токсичностью (для паров ртути предельно допустимое содержание их в воздухе производственных помещений составляет 0,01 мг/м3).
Ионные высокотемпературные теплоносители. К этому классу относятся следующие соединения:
1) соли почти всех неорганических кислот и их эвтектические сплавы (эвтектическими называются такие сплавы, температура плавления которых всегда ниже температур плавления всех компонентов, составляющих данную смесь);
2) кремнийорганические жидкости.
Из различных неорганических солей и их сплавов, применяемых в качестве ионных теплоносителей, наибольшее практическое применение имеет эвтектический сплав состава 53 % KNO3 + 7 % NaNO3 + 40 % NaNO2 (нитрит-нитратная смесь СС-4). Она применяется при атмосферном давлении в интервале 150–550 °С. Этот теплоноситель характеризуется тонкостью регулировки степени нагрева, высокой теплоотдачей, хорошей термической стойкостью и до 500 °С практически не оказывает коррозионного воздействия на обыкновенные углеродистые стали. Для изготовления аппаратуры и трубопроводов, работающих при более высоких температурах, используют хромистые и хромоникелевые стали.
Температура плавления нитрит-нитратной смеси равна 142,3 °С, поэтому трубопроводы, по которым транспортируется этот теплоноситель, должны быть оборудованы системой парового обогрева и термоизолированы. При рабочих температурах расплав очень подвижен.
В качестве кремнийорганических теплоносителей (КОТ) используют ароматические эфиры ортокремниевой кислоты и полиорганосилоксаны.
В ней ион кремния связан с ароматическими радикалами R через ионы кислорода, которые окружают его тетраэдрически. Из ряда ароматических эфиров ортокремниевой кислоты находят применение в качестве высокотемпературных теплоносителей тетра-м-крезосилан (CH3C6H4O)4Si (ТКС), тетра-м-ксиленосилан ((CH3)2C6H3O)4Si (ТКОС) и др.
Силиконовые теплоносители (полиорганосилоксаны) представляют собой кремнийорганические соединения – полиметилсилоксаны, полиэтилсилоксаны и полиметилфенилсилоксаны:
Высокотемпературные органические теплоносители (ВОТ). По составу ВОТ делятся на однокомпонентные и многокомпонентные.
В свою очередь однокомпонентные ВОТ по форме молекул делятся на:
1) однокомпонентные ВОТ с симметричными молекулами (глицерин, этиленгликоль и полигликоль);
2) однокомпонентные ВОТ с плоскими молекулами – ароматические углеводороды (нафталин, замещенные бензола и нафталина: дифенил, дифенилбензол (терфенил), дифенилметан, дитолилметан (ДТМ) и т.д.).
Многокомпонентные ВОТ делятся на 3 подгруппы:
1) эвтектические смеси;
2) неэвтектические смеси;
3) минеральные масла.
Из всех перечисленных ВОТ самым изученным и распространенным на практике является дифенильная смесь (ДФС, даутерм, динил), являющаяся эвтектической азеотропной смесью дифенила (26,5 % по весу) и дифенилового эфира (73,5 %).
Дитолилметан (ДТМ) представляет собой техническую смесь о- и п- изомеров, получающихся при конденсации толуола с формальдегидом. Т.к. дитолилметан синтезируется из недефицитных и недорогих продуктов, стоимость его примерно в 1,3 раза меньше стоимости дифенильной смеси.
Ароматизированное масло АМТ-300 применяется, как и все масла, только в жидком состоянии и в атмосфере инертного газа (азота). Оно содержит 52–56 % ароматических и нафтеновых и 36–40 % парафиновых цепей.
Главными недостатками АМТ-300 являются невысокая термическая стойкость (уже при 180 °С происходит его термическое разложение с образованием горючих газообразных продуктов – метана, этана, пропана, этилена, пропилена и др.) и очень низкая температура самовоспламенения (290 °С) (всего на 5 °С выше максимальной рекомендуемой температуры применения (285 °С)).
43. Нагревание топочными газами и электрическим токомНагревание топочными газами. Топливом называют природные или искусственные горючие органические вещества, являющиеся источником тепловой энергии и сырьем химической промышленности.
Преимущество топочных газов как теплоносителей заключается в том, что их температура не зависит от давления – газы имеют высокую температуру при атмосферном давлении.
Наиболее существенными недостатками этого способа нагрева являются: 1) невозможность транспортировки газов на дальние расстояния; 2) неравномерность нагрева, обусловленная охлаждением газа в процессе теплообмена; 3) трудность регулирования температуры обогрева; 4) низкие коэффициенты теплоотдачи от газа к стенке (не более 35–60 Вт/м2К); 5) возможность загрязнения нагреваемых материалов продуктами неполного сгорания топлива (при непосредственном обогреве газами).
Нагревание электрическим током. Наряду с топочными газами электрическая энергия представляет собой прямой источник тепловой энергии. При нагревании электрическим током может быть достигнут практически любой желаемый температурный режим, который легко поддерживать и регулировать. Кроме того, электрические нагревательные устройства отличаются простотой, компактностью и удобны для обслуживания. Однако применение электрического тока для нагрева относительно дорого:
44. Отвод теплотыВода. Главными достоинствами воды как хладагента являются легкость регулирования температуры и хорошие условия теплопередачи. К недостаткам можно отнести: 1) возможность образования накипи и, как следствие этого, снижение коэффициента теплопередачи, 2) коррозию аппарата; 3) и, в ряде случаев, ограниченные ресурсы воды.
Охлаждение водой используют для достижения температур охлаждаемой среды на уровне 10–30 °С. При этом достигаемая температура охлаждения зависит от начальной температуры воды, которая в зависимости от ее источника может быть прудовой, речной, озерной, артезианской (получаемой из подземных скважин) или же оборотной – прошедшей водооборотный цикл промышленных предприятий. Речная, прудовая и озерная вода в зависимости от времени года имеет температуру 4–25 °С, артезианская вода – 8–12 °С, а оборотная (в летних условиях) – приблизительно 30 °С.
Воздух. Воздушное охлаждение в ряде случаев конкурирует с водяным, особенно при конденсации паров высококипящих жидкостей (при tконд = 70–100 °С и выше). Воздушные холодильники имеют, как правило, развитую наружную поверхность и снабжаются вентиляторами для принудительной подачи воздуха.
К главным достоинствам отвода тепла с помощью воздуха можно отнести следующее: 1) на стенках теплообменника не оседает накипь; 2) не происходит коррозии аппаратуры; 3) отпадает необходимость в создании водооборотного цикла.
К недостаткам: 1) значительные капитальные затраты на создание установки; 2) возможность использования только при высоких температурах конденсации продукта (< 70 °С);3) низкий коэффициент теплоотдачи (в 30–60 раз меньше, чем у воды).
Для достижения более низких температур используют следующие способы.
1. Плавление твердых веществ. Охлаждение наступает в результате отвода из окружающей среды теплоты плавления. В качестве хладагента в этом случае наиболее часто используют лед. Лед обычно вносится непосредственно в охлаждаемую жидкость. При этом лед нагревается жидкостью до 0 °С, а затем плавится, отнимая теплоту плавления от охлаждаемой жидкости. Такой метод охлаждения применяется для жидкостей, которые не взаимодействуют с водой и для которых допускается разбавление.
2. Охлаждение холодильными рассолами – водными растворами некоторых солей, в основном хлоридов натрия или кальция, замерзающих при низких температурах.
Выбор рассола и его концентрации зависит от требуемой температуры охлаждения, причем эта температура должна быть выше криогидратной точки, соответствующей температуре замерзания рассола.
Водные растворы хлорида натрия применяют для охлаждения реакционных масс примерно до –20 °С, водные растворы хлорида кальция для охлаждения примерно до–50 °С.
45. ЗАДАЧА ТЕХНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА.
Любое производство должно постоянно развиваться, совершенствоваться для выполнения своей социально-экономической функции и улучшения своих экологических показателей.
В рыночной экономике возможность технического совершенствования превращается (перефразируя Энгельса) в своего рода категорический императив, повелевающий всем производителям и каждому из них совершенствовать своё производство буквально под страхом «рыночной смерти». Производитель, выпускающий лучшую и новейшую продукцию, имеющий лучшую технику, технологию и организацию производства, получает решающее преимущество для завоевания и процветания на рынке.
Собственно, постоянное совершенствование производительных сил и техносферы в целом составляет сущность научно-технического прогресса человечества.
Сказанное выше отражает три основных аспекта технического развития производства.
1. Создание и производство новых видов продукции.
Применительно к ХФП это поиск новых лекарственных субстанций, витаминных комплексов; антибиотиков и других БАВ.
Эта задача в большей мере решается исследованиями в области фундаментальной химии, биологии, фармакологии и медицине, т.е. сфер, непосредственно не связанных с деятельностью химика-технолога.
2. Совершенствование химических основ технологии.
Это разработка новых и совершенствование существующих методов синтеза БАВ в широком смысле слова. Сюда относятся: совершенствование химических схем и сокращение стадийности производства; рационализация и универсализация сырьевой базы; повышение выходов целевых продуктов и снижение количества отходов на всех стадиях синтеза; рационализация режимов ведения процессов; совершенствование методов химического и физико-химического анализа. Содержание этой важнейшей задачи химиков – исследователей и инженеров – относится к предмету курса ОПХС БАВ.
3. Совершенствование технической базы производства.
Под «техникой» в отечественной научной и философской литературе подразумеваются все материальные средства, используемых человеком в своей деятельности.Применительно к производству это: всё технологическое, энергетическое, транспортное, кибернетическое и иное специальное оборудование; здания, открытые наземные и надземные, а также подземные сооружения в которых это оборудование находится. В совокупности оборудование, здания, сооружения, коммуникации, определённым образом размещаемые на местности, образуют сложнейший технический комплекс, именуемый промышленным предприятием.
Совершенствование технической базы производства реализуется в нескольких формах, различающихся объёмом и сложностью работ.
Техническое перевооружение.
Заключается в замене отдельных экземпляров оборудования (технических единиц) на иное:
- идентичное по конструкции, но физически новое, не изношенное;
- аналогичное по конструкции, но изготовленное из более качественных материалов;
- более совершенное по конструкции.
Техперевооружение не затрагивает системно технических и технологических основ производства (лишь отдельные элементы: конкретные позиции оборудования или отдельные технологические решения). В силу этого оно практически не требует строительства новых зданий и сооружений и может быть осуществлено в ходе планово-предупредительных ремонтов без длительной остановки производства. Это наиболее дешёвый путь развития производства; однако возможности его весьма ограниченны: больших, прорывных успехов этим путём достичь нельзя..
Реконструкция.
Состоит в системном полном или частичном переоборудовании действующих производств на базе новой техники и технологии. При реконструкции заменяются целые комплексы изношенного или морально устаревшего оборудования, устраняются имеющиеся диспропорции в технологических и иных производственных звеньях.
Реконструкция, как правило, осуществляется без строительства новых зданий и сооружений, но довольно часто требует частичной перестройки или расширения действующих цехов основного производственного назначения.
Освоение производства новых видов продукции, а также системное совершенствование технологии существующих производств (например совершенствование химических схем синтеза или оптимизация технологического режима отдельных стадий процесса) тоже по существу является реконструкцией, даже если совершенно не требует обновления техники.
Кроме того, к реконструкции относятся работы по перепрофилированию предприятий.
Расширение.
Строительство новых производственных комплексов на территории действующих преприятий. Его осуществляют для увеличения мощности действующего предприятия с одновременным улучшением технико-экономических показателей, которые не могут быть достигнуты путем реконструкции или технического перевооружения.
При расширении действующего предприятия осуществляется;
строительство последующих его очередей (дублирующих существующие и создающих условия для их реконструкции);дополнительных производств, новых цехов (или расширение действующих цехов) основного производственного назначения;
новых объектов вспомогательного и обслуживающего назначения;
опытных производств, исследовательских и испытательных центров.
Реконструкция и расширение производства позволяют достичь существенных результатов, обеспечивающих увеличение объема выпуска и/или расширение ассортимента и улучшение качества продукции, повышение адаптивности производства и его экологизации при относительно небольших затратах.
Реконструкция предприятий имеет следующие преимущества по сравнению со строительством новых аналогичных предприятий или расширением действующих.
1. Отсутствие необходимости освоения и инженерной подготовки новой площадки строительства;
2. Возможность использования существующей инфраструктуры производства: зданий, инженерных сооружений и коммуникаций; наличие квалифицированных кадров.
3. Меньший объем изыскательских, проектных и строительно-монтажных работ .
4. Сокращение сроков и сметной стоимости строительства объектов.
5. Меньшие сроки ввода в действие и освоения производственных мощностей.
6. Сохранение природных ландшафтов, флоры и фауны региона.
Как показывает опыт, капитальные вложения (инвестиции), направленные на техперевооружение, ре-
конструкцию и расширение производства, окупаются примерно вдвое быстрее, чем при новом строительстве.
Новое строительство.
В строгом смысле слова так называют полное сооружение нового предприятия (и последующих его очередей). Этот путь позволяет достигать весьма больших результатов собственно в производстве, однако имеет много экономических и экологических недостатков.
Максимальный объём проектно-изыскательских и строительно-монтажных работ.
Наибольшая стоимость и сроки строительства, пуска и освоения объекта.
Воздействие на социально-демографическую ситуацию региона, т.к. как правило требуется искать и привлекать новые трудовые ресурсы. При этом возникают дополнительные урбанистические (необходимость нового жилищного строительства) и дорожно-транспортные проблемы. поскольку большому числу людей нужно добираться до работы.
Максимальное негативное техногенное воздействие на окружающую среду; занятие новых территорий и акваторий.
К новому строительству следует прибегать по существу лишь в следующих ситуациях.
1. Необходимая новая продукция не может быть произведена на действующих предприятиях, даже после их реконструкции.
2. Создание новых современных предприятий на существующих или новых площадках и промзонах взамен ликвидируемых устаревших объектов, дальнейшая эксплуатация которых признана нецелесообразной по экономическим или экологическим причинам.(В частности, это проблема перемещения промзон из исторических центров крупных городов).
3. Соответствующие производства необходимы в интересах национальной безопасности.
Реконструкция, расширение и новое строительство относятся к сфере капитального строительства.
46. ТРЕБОВАНИЯ К ОБОРУДОВАНИЮ.
Во всех случаях выбор оборудования для химических производств БАВ обусловлен рядом очевидных требований. Эти требования обусловлены спецификой ХФП (см. курс ОХТ БАВ).
1. Широчайшая номенклатура продуктов. Большие различия их физических и химических свойств. Жёсткие требования к качеству конечной продукции – лекарственных субстанций и витаминов. Как известно, Фармакопея исключает сортность продукции.
2. Громадное многообразие осуществляемых процессов; сложность из механизмов. Высокая потенциальная опасность процессов, обусловленная токсичностью, взрывопожароопасностью и агрессивностью сред, значительным энергетическим потенциалом процессов, использованием температур от - 50ОС до + 650ОС и давлений до 20 МПа.
3. Жёсткие требования к точности соблюдения технологических параметров.
4. Жёсткие требования к коррозионной стойкости и чистоте аппаратуры и расходных материалов. Во многих случаях аналитические методы позволяют обнаруживать нежелательные примеси в количестве (10-3…10-5)%, что формирует требования к степени загрязнения субстанций, например, продуктами коррозии. Поэтому, как правило, антикоррозионные требования в ХФП по существу жёстче, чем в большинстве других отраслей химической промышленности. (Нельзя не отметить, что эти специальные требования устанавливаются специалистами в процессе пуска и эксплуатации производств, т.е., сугубо эмпирически. Отраслевых нормативных документов, кодифицирующих опыт и научно обосновывающих таковые требования, до сих пор нет).5. Огромная и интенсивно [на (10…15)% ежегодно] обновляемая номенклатура продукции. Широчайший диапазон масштабов/мощностей производства: от долей килограмма (противораковые и противовирусные субстанции; опытное производство) до тысяч тонн (витамин С; витамин А; салициловая кислота и её производные; парацетамол) в год.
Эти обстоятельства обусловливают ряд следствий.
5.1. Доминирование периодических процессов (свыше 97%).
Эти процессы имеют ряд особенностей. Они принципиально нестационарны – их параметры постоянно меняются во времени. Каждая технологическая процедура каждой технологическойоперации любой стадии производства во всех технологических процессах протекает отлично от других, формируя сложный многорежимный технологическийцикл на каждой серии выпуска продукции.
При этом ряд процедур и операций технологических циклов разных аппаратов и установок перекрываются – в основном при осуществлении загрузок и передачи сырья и полупродуктов.
5.2. Применение многофункционального оборудования. В наибольшей мере это относится к реакторам и массообменным аппаратам.
5.3. Нестационарность и многорежимность процессов, разнообразие свойств полупродуктов обусловливают техническую сложность управления процессами с позиций аналитического,
метрологического и кибернетического обеспечения.
Выбор и определение режима работы оборудования производят на основании ряда требований, которые условно можно разделить на обязательные требования и требования оптимальности процесса.
47. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ.
Оборудование применяют (и выбирают в процессе проектирования) в соответствии с его технологическим назначением. Поэтому полезно провести некоторую технологическую классификацию оборудования; она не может совпадать ни с конструктивной классификацией, принятой машиностроителями, ни с теоретической классификацией ПАХТ.
Предлагаемый вариант, безусловно, носит черты субъективности, однако учитывает действительную типологию стадий и операций ХТП и основан не только на личном опыте и пристрастиях автора.
Классификация включает десять основных классов.
1. Реакионно-массообменное оборудование (реакторы)
Бесспорно, реакторы суть главнейший класс химической аппаратуры. Однако в реальных ХТП химические реакции всегда сопровождаются процессами тепло-массообмена (а также перемещением среды, поглощением и испусканием излучений и иными физическими явлениями). В качестве реакторов используются те же массообменные аппараты.
Условность в том, что, бесспорно, существует много процессов тепло-масоообмена, не осложнённых химическими реакциями.
Сюда относятся: реакторы; кристаллизаторы; диссольверы; выпарные, дистилляционные и ректификационные аппараты; абсорберы и адсорберы (в т.ч. технологические хроматографы); ионообменники; мембранные, электро- и магнитофоретические аппараты.
2. Теплообменное оборудование.
Собственно теплообменники общего назначения.
3. Холодильное оборудование.
4. Сушильное оборудование.
Сушка представляет специфический по механизму, оформлению, требованиям безопасности и значению класс процессов. Поэтому вынесение сушилок в отдельный класс оборудования вполне оправдано.
5. Сепарационное оборудование.
Оборудование гидромеханического разделения гетерогенных систем.
Напорные, вакуумные и напорно-вакуумные фильтры; осадительные и фильтрующие центрифуги; центробежные жидкостные сепараторы; флорентийские сосуды; отстойники и жалюзийные пылеуловители; циклоны, проходные сепараторы и гидроциклоны; электростатические фильтры-сепараторы; магнитные сепараторы.
6. Дозировальное оборудование.
Дозирование, а также измерение и учёт количества веществ и материалов – особый и очень важный вид операция в химической технологии. Эти операции осуществляются как средствами КИПиА, так и специальными видами технологических машин и аппаратов.
Сюда относятся: весы; весовые дозаторы с автоматами и механизмами отсечного, шлюзового, вибрационного, шнекового типов; поршневые, плунжерные, мембранные, перистальтические дозирующие насосы и насосные агрегаты; шприцевые дозаторы для наполнения ампул; мерные сосуды (мерники).Специфика этого оборудования в том, что оно относится к средствам измерения и подлежит метрологическому надзору.
7. Механико-технологическое оборудование.
Измельчительное: дробилки; дезинтеграторы и дисмембраторы; мельницы.
Классифицирующее: сита и грохоты.
Формовальное: прессы; таблетирующие и гранулирующие машины; каландры; экструдеры; смесители.
Упаковочные: машины и автоматы.
8. Оборудование механизации технологических процессов.
По преимуществу это оборудование для перемещения продуктов и материалов: конвейеры и рольганги; шнековые, ленточные, ковшовые, цепные (нории) транспоортеры; системы пневмо- и гидротранспорта; тельферы и лифты; подъёмники и кантователи для контейнеров, малых ёмкостей, штучных материалов и изделий.
Особое место здесь занимают средства малой механизации: ручные тележки и подъёмники, а также авто- и электрокары для внутрицехового транспорта.
9. Оборудование транспортировки и хранения продуктов и материалов.
Жидких: сборники; монтежю (монжусы) и газлифты; цистерны (в т.ч. автомобильные и железнодорожные); баки, бочки, канистры: бутыли (в т.ч. большой вместимости – до 2000 л).Газообразных: баллоны; ресиверы; газгольдеры.
Твёрдообразных(штучных, кусковых, сыпучих): барабаны; контейнеры.
Это оборудование по преимуществу представляет собой, строго говоря, возвратно-оборотную тару. Однако во многих случаях это достаточно сложные изделия, содержащие устройства подключения и коммутации, а также системы автоматизации. Зачастую они являются штатными компонентами транспортных (цеховых и складских) систем. Значение их очень велико, что и позволяет выделить их в отдельный класс.
10. Трубопроводное оборудование.
Излишне говорить о важности в химической технике трубопроводных систем (этой, по образному выражению Маркса, - «сосудистой системы химической фабрикации»).
Сюда относятся:
- трубы круглого и прямоугольного сечения, рукава и шланги;
- соединительно-сборочные детали – фланцы, муфты и уплотнительные детали к ним;
- коммутационные детали: углы, отводы, тройники, фитинги, крестовины, коллекторы;
- запорно-регулирующая трубопроводная арматура: краны; вентили; клапаны; заслонки;
задвижки; двух- и многоходовые переключатели; дроссели; диафрагмы и ограничительные
шайбы и втулки; шиберы.
- исполнительные механизмы КИПСА: регуляторы прямого действия; клапаны, заслонки,
задвижки, переключатели - с механическим, электрическим, пневмо- и гидроприводом.
48. Оборудование для хранения жидкостей на складах
Большие количества жидкостей, транспортируемых на дальние расстояния, почти никогда не поступают непосредственно к месту потребления. Вначале их направляют на склад, откуда по мере потребности распределяют по производственным цехам.
Для хранениябольших количествжидких продуктов на складах применяются резервуары-хранилища самых разнообразных конструкций, изготовленные из различных материалов, в зависимости от физико-химических свойств хранимых веществ. Наиболее широкое применения в промышленности органических полупродуктов находят хранилища из стали и железобетона.
Стальные хранилища выполняют в виде горизонтальных или вертикальных цилиндрических, реже прямоугольных резервуаров. Горизонтальные или вертикальные цилиндрические резервуары снабжаются сферическими или плоскими днищами в зависимости от способа эвакуации жидкости из хранилищ. Для работы без давления служат резервуары с плоскими днищами, для эвакуации жидкости при помощи сжатого воздуха или вакуума применяются цилиндрические резервуары с выпуклыми или вогнутыми сферическими днищами. Если в вертикальных цилиндрических резервуарах жидкость отстаивается от воды или других примесей, резервуары снабжают коническими днищами.
Внутреннюю поверхность стальных резервуаров защищают различными покрытиями из материалов, стойких к действию хранимых веществ.
Железобетонные резервуары-хранилища применяются для хранения больших количеств минеральных кислот. Их изготавливают большей частью цилиндрическими, реже – прямоугольными. Днища их делают, как правило, плоскими.
49. Оборудование для транспортировки жидкого сырья по заводской территории
Из общих складов жидкое сырье распределяется по производственным цехам в сравнительно небольших количествах, и подача его может производиться перекачиванием по трубопроводам с помощью насосов или путем перевозки в контейнерах. Выбор способа подачи зависит от свойств транспортируемых жидкостей, их количества и расстояния от складов до мест потребления.
Перекачивание жидкостей по трубопроводам требует меньших затрат труда и является более удобным при эксплуатации, особенно в случае транспортирования больших количеств жидкости на небольшие расстояния.
Контейнеры широко применяются для перевозки вязких, легко кристаллизующихся и химически агрессивных жидкостей, а также при перевозке небольших количеств жидкостей на сравнительно далекие расстояния.
Контейнеры, предназначенные для перевозки застывающих жидкостей, снабжаются обогревающими элементами, выполняемыми из змеевиков, привариваемых к стенкам аппарата или погруженных в жидкость. Снаружи такие контейнеры покрываются слоем изоляции.
Контейнеры для перевозки агрессивных жидкостей защищаются изнутри антикоррозионным покрытием (гуммирование, покрытие слоем полиизобутилена и т.д.).
Эвакуацию жидкости из контейнера проводят сжатым воздухом или газом через передавливающую трубу.
50. Аппаратура для хранения жидкостей в цехах
Количество жидкости, которое разрешается держать в хранилищах, находящихся в цеховых складских помещениях, зависит от огне- и взрывоопасных свойств жидких веществ. Для неорганических жидких веществ (кислоты, щелочи, растворы солей) допускается хранение их в количестве 1–3-х суточного расхода. При этом следует учесть, что общезаводские склады в большинстве случаев работают в дневную смену и, следовательно, нижний предел запаса емкости прицеховых хранилищ должен быть рассчитан примерно на 1,5 суток.
Органические жидкие вещества можно хранить в цехе в количестве, не превышающем расход таких жидкостей на 1–2 операции. Вообще же, для обеспечения пожарной безопасности хранение жидкого органического сырья в цеховых складах вообще следует по возможности избегать.
Для хранения жидкостей и промежуточных продуктов используют преимущественно вертикальные или горизонтальные цилиндрические и прямоугольные резервуары, называемые сборниками.
Выбор типа сборника зависит от способа эвакуации из них жидкости и ее огне-, взрывоопасных и токсических свойств. Для опорожнения сборников при помощи сжатого воздуха или вакуума требуется аппаратура, рассчитанная на работу под давлением. Хранение огне-, взрывоопасных и токсических жидкостей допустимо только в герметичных емкостях. Указанным требованиям вполне удовлетворяют цилиндрические сборники, снабженные эллиптическими днищем и крышкой, поэтому именно такие сосуды чаще всего применяются для хранения огне- и взрывоопасных жидкостей и жидкостей, транспортируемых при помощи сжатого воздуха. Для хранения огне- и взрывоопасных жидкостей, эвакуация которых производится самотеком или при помощи насосов, могут быть использованы прямоугольные резервуары-хранилища.
Сборники применяются не только для хранения жидкого сырья и транспортировки его при помощи сжатого воздуха, но и для проведения некоторых вспомогательных операций (отсасывание фильтратов с нутч-фильтров, сбор дистиллятов на установках, работающих при разрежении, и т.д.). В промышленности применяются горизонтальные и вертикальные сборники. Вертикальные сборники не отличаются от стальных реакционных аппаратов обычного типа.
51. Дозирование твердых материалов
Дозирование твердых веществ может производиться периодически или непрерывно путем взвешивания или измерения объема. При периодическом дозировании твердых веществ обычно употребляются весы. Непрерывное дозирование твердых материалов осуществляется при помощи питателей и дозаторов.
В настоящее время производится значительное количество разнообразных конструкций питающих устройств, применяющихся в химической промышленности.
Однако, несмотря на широкое разнообразие конструкций, применение питателей в химико-фармацевтической промышленности ограничено. Основным препятствием их применения является относительно большая производительность этих аппаратов. Значительная часть наиболее распространенных серийно выпускаемых питателей (шнековые, тарельчатые, шлюзовые) обладает минимальной часовой производительностью, равной суточной производительности химико-фармацевтических заводов (даже для самых многотоннажных производств). Кроме того, отсутствуют серийно выпускаемые питатели для подачи агрессивных и ядовитых веществ. Поэтому многие заводы вынуждены сами конструировать и кустарно изготовлять не всегда совершенное, но очень необходимое производству питающее и транспортирующее оборудование. Отсутствие такого оборудования, соответствующего требованиям химико-фармацевтической промышленности, препятствует широкому применению поточно-механизированных линий и автоматов, внедрению непрерывных процессов.
Из выпускаемых промышленностью питателей для использования в химико-фармацевтической промышленности могут быть рекомендованы следующие типы:
для регулируемой подачи сыпучих химико-фармацевтических препаратов и полупродуктов: маятниковые, лотковые, тарельчатые, шнековые, шлюзовые и барабанные; для подачи плохосыпучих материалов: отдельные конструкции тарельчатых питателей, винтовые, барабанные, смешанные питатели, питатели-грануляторы и специальные конструкции питателей;
для подачи пастообразных и с высоким содержанием влаги химико-фармацевтических препаратов и полупродуктов: дисковые, винтовые, смешанные питатели-грануляторы и специальные конструкции питателей.
Шлюзовые питатели типа ПШ предназначены для подачи абразивных мелкодисперсных сыпучих материалов, обладающих повышенной текучестью.
Регулирование производительности производится изменением скорости вращения ротора, которое может производиться вручную или пневматически.
Тарельчатые питатели типа ПТ предназначены для подачи сыпучих порошковых и зернистых (размером гранул до 5 мм) материалов влажностью не выше 1,5 % и насыпным весом до 1,8 г/см3. Питатели обеспечивают равномерность потока, заданную производительность, исключают дробление гранул.
Тарельчатые питатели выпускают с ручным (ПТР), пневматическим (ПТП) и электрическим управлением (ПТЭ).
Питатели (рис. 29) состоят из герметичного кожуха 1, тарели2, телескопического стакана 3 и сбрасывающего ножа 4.
Производительность регулируют вертикальным перемещением стакана. Для расширения диапазона регулирования производительности можно устанавливать сбрасывающий нож в два положения.
Тарельчатые питатели весьма перспективны и могут найти широкое применение в производствах химико-фармацевтической промышленности
52.Ректификационные колонны
Применяемые в нефте- и газопереработке ректификационные колонны подразделяются
По назначению:
атмосферная и вакуумная перегонка нефти и мазута;
вторичная перегонка бензина;
стабилизациянефти, газоконденсатов, нестабильных бензинов;
фракционирование нефтезаводских, нефтяных и природных газов.
По числу получаемых в них дистиллятов:
простые (без вывода боковых потоков) — это колонны стабилизации, вторичной перегонки бензина и дизельного топлива;
сложные — это основная5 атмосферная и вакуумная колонна установки АВТ с выводом боковых погонов.
По уровню давления в колоннах:
атмосферные колонны перегонки нефти, в которых избыточное давление не превышает 0,02—0,03 МПа;
вакуумные колонны перегонки мазута, в которых остаточное давление составляет 10—80 мм рт. ст. (1,3—10,6 кПА);
колонны, работающие под давлением до 2 МПа (колонны стабилизации бензина, газофракционирующие установки — ГФУ).
По способу организации контакта парогазовой и жидкой фаз:
тарельчатые, в которых контакт происходит путем барботажа пара через слой жидкости на специальных тарелках;насадочные, в которых контакт происходит в пленочном режиме на поверхности регулярной или нерегулярной насадки;
роторные, в которых контакт происходит в пленочном режиме между коническими неподвижными и подвижными тарелками, вращающимися на центральном валу колонны.
По типу применяемых контактных устройств наибольшее распространение получили тарельчатые и насадочные ректификационные колонны.
53. Контактные устройства ректификационных колонн
На контактных устройствах колонны происходит смешение неравновесных пара и жидкости, сопровождающееся тепло- и массообменном, установление равновесия и протекание процесса ректификации. В ректификационных колоннах применяются несколько сотен конструкций контактных устройств, различающихся по областям применения, конструкции и технико-экономическим показателям. Наряду с эффективными устройствами (клапанные тарелки и регулярная насадка) на старых установках эксплуатируются колонны, оборудованные морально устаревшими тарелками (желобчатые, провальные). К контактным устройствам предъявляются следующие требования:
широкий диапазон рабочих нагрузок по пару и жидкости;
высокий КПД — для тарелок и низкий ВЭТТ (высота, эквивалентная теоретической тарелке) — для насадок;
низкое гидравлическое сопротивление (особенно в вакуумных колоннах);
равномерность барботажа на всей площади тарелки;
возможность работы в загрязненных средах;
низкая металлоемкость, простота конструкции, изготовления, монтажа и ремонта.
КПД тарелки определяет ее эффективность по отношению к теоретической (идеальной) тарелке, на которой при смешении неравновесных пара и жидкости достигается равновесие. Эффективность тарелки зависит от запаса жидкости, длительности и интенсивности контакта паровой и жидкой фаз. Обычно КПД тарелок вакуумных колонн составляет 30—40 %, атмосферных колонн — 60—80 % соответственно.
Гидравлическое сопротивление тарелок в вакуумных колоннах составляет 1—2 мм рт. ст. (133,3—266,6 Па) и 6—10 мм рт. ст. (0,8— 1,3 кПа) — в атмосферных. В вакуумных колоннах тарелки работают в перекрестно-прямоточном (струйном) режиме при малом времени контакта фаз; для уменьшения уноса капель жидкости над полотном тарелок монтируются отбойники. Низкая эффективность является основной причиной замены тарелок в вакуумных колоннах на регулярную насадку, обеспечивающую при низком гидравлическом сопротивлении приемлемую ВЭТТ (около 0,4—0,6 м). Тарелки в атмосферных колоннах обычно работают в перекрестно-точном режиме с большим временем контакта фаз, значительным запасом жидкости на тарелке и лучшей организацией барботажа. Однако при высоком гидравлическом сопротивлении высота жидкости в кармане тарелки может превысить межтарелочное расстояние с захлебыванием колонны.
Равномерность барботажа по площади тарелки определяет ее эффективность. В направлении, перпендикулярном направлению движения жидкости на тарелке, равномерность барботажа зависит от точности горизонтальной установки полотна тарелки и приемной и сливной планок. Для колонн большого диаметра (5—10 м) допустимая разность высот по диаметру не должна превышать 3 мм, что является и трудновыполнимой задачей. Неравномерность барботажа вдоль движения жидкости связана с градиентом уровня жидкости на тарелке от точки ввода до сливного кармана. Градиент уровня жидкости зависит от плотности орошения тарелки — часового объема жидкости, отнесенного к длине сливной перегородки (обычно не более 50м3/(м*ч)). Для перекрестно-точных тарелок барботаж паров также является дополнительным сопротивлением движению жидкости. Допустимый градиент жидкости составляет 1—2 мм/м длины полотна тарелки, при его повышении барботажная зона смещается в направлении сливного кармана, где высота слоя жидкости меньше. При этом со стороны ввода жидкости на тарелку пар не барботирует, что приводит к провалу части жидкости и снижению эффективности. В зоне интенсивного барботажа часть паров не успевает отделиться извлекается жидкостью в сливной карман; плотность парожидкостной смеси в кармане уменьшается, что приводит к увеличению высоты слоя жидкости в кармане и заливу тарелки. Для лучшей сепарации фаз необходима успокоительная зона перед сливным карманом; сечение кармана обычно переменно по высоте и составляет в верхней части 11 %, а в нижней — 7 % сечения колонны.
Для уменьшения плотности орошения применяют тарелки с двумя или четырьмя сливными перегородками (рис.1) Тарелки с высокой жидкостной нагрузкой также монтируют с уклоном по ходу движения жидкости. В этом случае движущей силой потока жидкости является геометрическая разность высот точек ввода и вывода жидкости на тарелке, а высота слоя жидкости остается постоянной на всем протяжении ее движения.
На (рис2) приведена классификация контактных устройств, применяемых в ректификационных, абсорбционных и экстракционных процессах. В соответствии с этой классификацией тарелки подразделяются:
по способу организации движения контактирующих потоков пара и жидкости — на противоточные, прямоточные, перекрестно-точные и перекрестно-прямоточные;
по регулируемости свободного сечения для паровой фазы — на тарелки с регулируемым (клапанные) и постоянным сечением.Насадочные контактные устройства подразделяют на нерегулярные и регулярные.
Противоточные тарелки характеризуются высокими жидкостными нагрузками, малой металлоемкостью, простотой конструкции и монтажа. В то же время они имеют узкий диапазон устойчивой работы, низкую эффективность и неравномерное распределение жидкости по сечению колонн большого диаметра.
54. Понятие об электроприводахЭлектроприводом называется машинное устройство, используемое для приведения в движение машины. Он состоит из электрического двигателя, передаточного механизма и пульта управления. На предприятиях общественного питания наибольшее распространение имеют двигатели, рассчитанные на напряжение 380/220 В. Это значит, что один и тот же двигатель может работать от сети переменного тока с частотой 50 Гц и с напряжением 380 или 220 В, следует только правильно соединить обмотки его статора. Соединяя их "треугольником", двигатель подключают к сети напряжением 220 В, соединяя ''звездой, к сети напряжением 380 В.Широкое применение получили универсальные приводы, которые могут поочередно приводить в движение различные устанавливаемые сменные рабочие механизмы — фаршемешалка, мясорубка, взбивали и т.д. Применение универсальных приводов в стоповых очень выгодно. Объясняется это тем, что сменные рабочие машины работают в столовых не более часа и поэтому имеют очень малый коэффициент использования. В таких случаях устанавливать электропривод к каждой машине нецелесообразно из-за увеличения ее стоимости и занимаемой плошали. В настоящее время промышленность выпускает универсальные приводы 2-х видов: общего назначения, которые используются в нескольких цехах, и специального назначения, которые используются только в одном цехе, например, в мясном. К универсальным привалам общего назначения относятся и универсальные малогабаритные приводы УММ-ПР с электродвигателем переменного тока, УММ-ПС с электродвигателем постоянного тока, которые используют на транспорте (судах и вагонах-ресторанах). Все универсальные приводы имеют буквенные обозначения. Первая буква П обозначает привод, вторая - название цеха: М — мясной, X — холодный, Г — горячий, У — универсальный, для холодного цеха ПХ-0,6, для горячего цеха ПГ-0,6 и для мясного цеха ПМ-1,1. На приводы общего назначения: ПУ-0,6 и П-11 устанавливаются сменные механизмы, которые имеют буквенные обозначения: первая буква М — механизм сменный, вторая М — мясорубка, В — механизм взбивальный, О — механизм овощерезательный. 
55. Охраны земельных и лесных угодий,
а также охраняемых природных территорий
1. При выборе площадок для размещения объектов хозяйственной и
иной деятельности должна быть изучена возможность использования
земель несельскохозяйственного назначения или непригодных длясельского хозяйства, либо сельскохозяйственных угодий худшего
качества. На землях гослесфонда предпочтение отдается не покрытымлесом площадям или площадям, занятым малоценными насаждениями.
Во всех случаях учитывается необходимость максимальногосохранения земельных угодий, лесов первой группы, мест произрастания
редких и исчезающих видов растений и животных, включенных в Краснуюкнигу БССР; предотвращения эрозионных процессов, заболачивания
земель, загрязнения почв, водоемов, лесов и воздушного бассейна.
2. Изъятие орошаемых или осушенных земель, пашни, земельных
участков, занятых многолетними плодовыми насаждениями, культурными
пастбищами, а также сенокосами и пастбищами, на которых проведеныработы по их коренному улучшению, земель пригородных и зеленых зон,
лесов первой группы, земель природоохранного, оздоровительного,
рекреационного и историко-культурного назначения допускается лишь висключительных случаях.
Предоставление земель для разработки полезных ископаемых и
добычи торфа должно производиться после рекультивации ранее
выработанных площадей этим ведомством.
3. В зонах отдыха, санаторно-курортного лечения и туризма
разрешается строительство новых и расширение действующих объектов,
связанных непосредственно с удовлетворением нужд отдыхающих и не
оказывающих вредного влияния на окружающую среду, если это
предусмотрено разработанной проектной документацией
курортно-рекреационных и охраняемых природных территорий.
4. Строительство жилой застройки, промышленных,
сельскохозяйственных и других сооружений и объектов на земельных
участках, прилегающих к автомобильным дорогам, осуществляется всоответствии с разработанными генеральными планами и проектами
развития транспортных систем.
5. Не допускается размещение жилой застройки, объектов
культурно-бытового и производственного назначения, садоводческихтовариществ над местами залегания полезных ископаемых, имеющих
промышленное значение, без согласования с органами Государственного
горного надзора (СНиП II-60-75**. Планировка и застройка городов,поселков и сельских населенных пунктов, п.2.6*; СНиП II-89-80,
Генеральные планы промышленных предприятий, п.2.4); в СЗЗпромпредприятий, за исключением определенных групп объектов (СН245-71. Санитарные нормы проектирования промпредприятий, п.2.13); взоне перспективного развития транспортных устройств; на территории
первого пояса зон санитарной охраны водозаборов (СНиП 2.04.02-84.Водоснабжение, наружные сети и сооружения, пп. 10.24, 10.25). 6. Прокладка трубопроводов, линий электропередач, связи и
других линейных сооружений должна производиться главным образом
вдоль железных и автомобильных дорог с резервированием для этих
целей необходимых зон, а также вдоль границ землепользований с тем,
чтобы не затруднять использование земель смежнымиземлепользователями, в соответствии с разработанными проектами
развития систем инженерной инфраструктуры.
7. При размещении объектов хозяйственной и иной деятельности вцелях рационального использования земель следует учитывать
возможность организации общих сетей водоснабжения, канализации,
электроснабжения, устройства дорог и т.п. Склады горючих и смазочных
материалов должны размещаться на обособленных площадках сподветренной стороны от жилых, общественных и производственных
зданий, ниже по рельефу с соответствующей обваловкой.
8. Зеленые насаждения в городах и других населенных пунктах, наполосах отвода железных и автомобильных дорог, вдоль каналов, наприусадебных, дачных и садовых участках, в пригородных зонах и
курортных местностях должны быть максимально сохранены. Застройка
территорий, предусмотренных генеральными планами для зеленых
насаждений общего пользования, запрещается.
9. На землях заповедников, национальных, дендрологических и
мемориальных парков, ботанических садов, а также насельскохозяйственных угодьях, расположенных на дерновых и
дерново-карбонатных почвах, запрещается строительство объектов, не
связанных с их целевым назначением или обслуживанием.
10. Размещение объектов осушительно-обводнительной мелиорации
(включая и торфоучастки) на болотах верхового типа, имеющих
водоохранное, научное и рекреационное значение, с богатым
растительным и животным миром и землях на водоразделах рек и вверховьях рек не допускается.
56. Охраны атмосферного воздуха
При выборе площадок под строительство нового промышленного
предприятия или расширение и реконструкцию существующего заказчиком
должны быть представлены следующие материалы:
1. Обоснование выбора района размещения предприятия длястроительства с учетом фонового загрязнения атмосферного воздуха и
условий рассеивания примесей в атмосфере. Краткая характеристика
метеоусловий и фоновые концентрации устанавливаются местными
органами Госкомгидромета и выдаются по запросам заинтересованныхорганизаций в установленном порядке.
2. Ситуационный план района размещения предприятий в радиусе не
менее 2 км (если имеются источники выбросов высотой H более 40 м, торадиус ситуационного плана должен быть не менее 50 H) с указанием нанем санитарно-защитной зоны, селитебной территории, зон отдыха,
санаториев и домов отдыха, природоохранных зон.
Характеристика существующих и проектируемых предприятий в части
выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
3. Данные по выбросам загрязняющих веществ в атмосферу.
Представляются качественные (состав) и количественные (г/с, т/г)
характеристики выбросов в атмосферу.
4. Мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ ватмосферу для проектируемых и расширяемых предприятий, включающие в
себя технические решения по обоснованному выбору современного
пылегазоулавливающего оборудования и максимально возможноеиспользование малоотходных и безотходных технологий.
5. Для зон санитарной охраны курортов, мест размещения крупных
санаториев и домов отдыха, зон отдыха городов, а также для других
территорий с повышенными требованиями к охране атмосферного воздуха
следует предельно допустимую концентрацию (ПДК) для воздуха
населенных мест заменить на 0,8 ПДК.
6. Предложения по организации санитарно-защитных зон,
включающие в себя мероприятия по благоустройству, озеленению или
сносу строений в границах санитарно-защитной зоны. Если одновременно
производится проектирование или реконструкция нескольких
предприятий, расположенных на смежных площадках, и установленные на
основании расчетов загрязнения атмосферы и санитарной классификации
их СЗЗ пересекаются или примыкают друг к другу, необходимо
рассматривать вопрос о совместной организации единой для всей группы
СЗЗ.
7. Предприятия, являющиеся источниками выделений в атмосферу
вредных и неприятно пахнущих веществ, а также являющиеся источниками
внешнего шума выше установленных норм и уровней для жилой застройки,
не следует размещать с наветренной стороны для ветров преобладающегонаправления по отношению к жилой застройке.
8. В санитарно-защитной зоне допускается размещать:
- предприятия с производствами меньшего класса вредности, чем
производство, для которого установлена СЗЗ при условии аналогичного
характера вредности;
- бани, прачечные, склады, здания управлений, магазинов,
поликлиники, связанные с обслуживанием данного и прилегающих
предприятий.
9. Не допускается размещать объекты, в выбросах которых
присутствуют вещества, не имеющие ПДК.
57. Охраны и рационального использования
водных ресурсов
1. При выборе площадок для размещения новых промпредприятий или
реконструкции и расширения существующего заказчиком или проектной
организацией должны быть представлены материалы, характеризующие:
- объект, его производственную мощность; объемные показатели
водопотребления и водоотведения; намечаемые мероприятия по очистке
сточных вод (строительство очистных сооружений, их тип; подключениек существующим ведомственным очистным сооружениям); предполагаемыйводоприемник сточных вод; расположение места выпуска сточных вод;
степень изученности состава и свойств сточных вод;
- санитарное состояние водного объекта, его гидрологический
режим (при заборе подземных вод - разведанные запасы); качественнуюхарактеристику воды;
- перспективные условия использования водного объекта на 15-20
лет.
В случае необходимости органы Госкомэкологии имеют право
требовать представления дополнительных материалов применительно кособенностям объекта, характеристике сточных вод и местных условий.
2. Водоснабжение и канализация народнохозяйственного объекта
должны решаться с учетом охраны и комплексного использования водныхресурсов, кооперирования потребителей, возможности перспективного
развития, а также на основе утвержденных схем развития, размещения
отраслей народного хозяйства, схем развития и размещения
производительных сил республики, бассейновых и территориальных схем
комплексного использования и охраны вод, генеральных планов городов,
сельских населенных пунктов, промышленных узлов.
58. . Водоснабжение
3.1. При решении вопросов водоснабжения объектов народного
хозяйства следует исходить из требований создания оборотных систем
производственного водоснабжения, применения безводных или маловодных
технологий с целью максимального сокращения потребления свежей воды
на производственные нужды.
3.2. Выбор источника водоснабжения должен базироваться наимеющихся материалах топографических, гидрологических, санитарных и
других изысканий, а также на характеристике
объекта-водопользователя.
При этом для производственных нужд промышленных предприятий,
как правило, должны использовать поверхностные водные ресурсы.
Исключением являются промышленные предприятия, где к качеству воды
предъявляются особые требования.
3.3. Использование подземных вод питьевого качества для нужд,
не связанных с хозяйственно-питьевым водоснабжением, как правило, не
допускается. В районах, где отсутствуют необходимые поверхностные
водоисточники и имеются запасы подземных вод питьевого качества наперспективу, допускается использование этих вод на производственныеи поливочные нужды с разрешения Госкомэкологии Республики Беларусь.
3.4. Выбор поверхностного источника водоснабжения производится
с учетом водохозяйственного баланса в створе намечаемого водоотбора.
Не допускается использование в целях водоснабжения
естественного стока (без регулирования) малых рек со среднемесячнымрасходом 75% обеспеченности до 1 куб.м/с.
3.5. В целях обеспечения санитарно-эпидемиологическойнадежности на всех источниках водоснабжения должны предусматриваться
зоны санитарной охраны, состоящие из 3 поясов:
первого - строгого режима, второго и третьего - режимов
ограничения.
3.6. Границы первого пояса зоны поверхностного источника,
подземного источника и инфильтрационного водозабора определяются всоответствии со СНиП 2.04.02-84.
3.7. Границы второго и третьего поясов зон подземных источников
определяются в проекте расчетным путем в зависимости от времени
продвижения микробного и химического загрязнения.
3.8. На территориях первого, второго и третьего поясов
санитарной зоны поверхностных и подземных водозаборов необходимо
выполнение санитарных мероприятий в соответствии со СНиП 2.04.02-84.
59. . Канализация
4.1. Схемы и методы очистки, доочистки, обработки осадков
сточных вод принимаются в каждом конкретном случае в зависимости отнароднохозяйственного объекта и состава его сточных вод.
4.2. Условия сброса сточных вод в поверхностные водные
источники должны удовлетворять требованиям "Правил охраны
поверхностных вод", введенных в действие с 1 марта 1991 г.
4.3. Площадку под строительство сооружений очистки сточных вод
надлежит располагать, как правило, с подветренной стороны длягосподствующих ветров теплого периода года по отношению к жилой
застройке и ниже населенного пункта по течению водотока.
4.4. Санитарно-защитные зоны от канализационных сооружений до
границ жилой застройки, участков общественных зданий и предприятий
пищевой промышленности следует определять с учетом их перспективногорасширения в соответствии со СНиП 2.04.03-85.
4.5. В зависимости от содержания в осадках сточных вод полезных
веществ (калий, азот, фосфор) и вредных веществ (солей тяжелыхметаллов) определяется возможность его использования насельскохозяйственных полях или озеленения в городском хозяйстве. При
невозможности утилизирования осадка необходимо предусматривать его
захоронение.
4.6. При выборе площадок под размещение народнохозяйственных
объектов необходимо предусматривать организованный отвод дождевых
вод и очистку их на очистных сооружениях ливневой канализации сиспользованием в дальнейшем для технического водоснабжения, подпитки
оборотных систем, полива территории и т.д.
4.7. В системе дождевой канализации должна быть обеспечена
очистка наиболее загрязненной части поверхностного стока,
образующегося в период выпадения дождей, таяния снега и мойки
дорожных покрытий, то есть не менее 70% годового стока дляселитебных территорий и площадок предприятий, близких к ним позагрязненности, и всего объема стока для площадок предприятий,
территория которых может быть загрязнена специфическими веществами с
токсичными свойствами или значительным количеством органическихвеществ
60. . Водоохранные зоны (полосы)
7.1. При размещении народнохозяйственных объектов вдоль берегов
рек и озер необходимо учитывать, что каждый водоток или водоем имеет
водоохранную зону, где объем и характер хозяйственной деятельности
регламентируются.
В пределах водоохранной зоны выделяется прибрежная полоса, натерритории которой строго ограничивается хозяйственная деятельность.
Размеры (ширина) водоохранных зон и прибрежных полос малых рек
и водоемов определяются в соответствии с "Положением о водоохранныхполосах (зонах) малых рек «
7.2. В водоохранной зоне запрещается:
- применение ядохимикатов, авиаподкормка минеральнымиудобрениями сельскохозяйственных и лесных угодий;
- размещение животноводческих ферм и комплексов;
- размещение складов для хранения минеральных удобрений,
ядохимикатов;
- оборудование площадок для заправки аппаратуры ядохимикатами,
размещение и строительство складов нефтепродуктов, накопителей
сточных вод животноводческих комплексов и ферм, промышленных стоков,
шламохранилищ, механических мастерских, пунктов техническогообслуживания и мойки техники и автотранспорта, устройства свалок
мусора и промышленных отходов, а также других объектов, отрицательно
влияющих на качество вод;
- применение жидких азотных удобрений;
- размещение кладбищ, скотомогильников, полей наземной и
подземной фильтрации и орошения сточными водами, фильтрующихколодцев и траншей.
7.3. Производство строительных, дноуглубительных, взрывных и
мелиоративных работ, добыча полезных ископаемых и водных растений,
организация садоводческих товариществ, прокладка кабелей,
трубопроводов и других коммуникаций, рубка леса, заготовка пней и
сбор лесной подстилки, буровые сельскохозяйственные и другие работы
в водоохранной зоне производятся только по согласованию с органами
Госкомэкологии и органами охраны рыбных запасов.
7.4. Прибрежные полосы, входящие в состав водоохранной зоны,
должны использоваться, как правило, под древесно-кустарниковойрастительностью, и на этой территории запрещается:
- распашка земель, выпас скота;
- организация летних лагерей скота;
- размещение баз отдыха, палаточных городков, стоянок
автотранспорта и сельскохозяйственной техники;
- строительство зданий и сооружений, кроме водозаборных,
водорегулирующих и других гидротехнических и гидрометрических
объектов;
- размещение лодочных причалов за пределами отведенных для этой
цели мест.
61. Полигоны для захоронения твердых бытовых отходов (ТБО)
На полигоны ТБО принимаются отходы от жилых домов, общественных
зданий и учреждений, предприятий торговли, общественного питания,
уличный, садово-парковый смет, строительный мусор и некоторые виды
твердых инертных промышленных отходов, не обладающих радиоактивнымии токсичными свойствами.
При выборе участка для устройства полигона ТБО учитываются
климато-географические и почвенные особенности, геологические и
гидрологические условия местности. Запрещается размещение полигонов
на территории первого и второго поясов зон санитарной охраны
водоисточников и минеральных источников; всех трех зон курортов; свыходом на поверхность трещиноватых пород; в местах выклинивания
водоносных горизонтов, на болотах глубиной торфяной залежи более 1 м
и участков с выходами грунтовых вод в виде ключей, а также в местах
массового отдыха населения и оздоровительных детских учреждений.
Уровень грунтовых вод должен быть на 1 м ниже днища котлована.
Основание котлована должно иметь слой связного грунта скоэффициентом фильтрации воды не более 10**-5 см/с (0,0086 м/сут)
толщиной не менее 0,5 м, а также, где возможно образование фильтра,
должно быть не менее чем на 0,5 м заглублено в глинистые грунты.
Размер санитарно-защитной зоны от жилой застройки до границ
полигона - не менее 500 м.
Для размещения полигона по гидрологическим условиям лучшимиявляются участки, подстилаемые глиной или тяжелыми суглинками, и
уровнем вод на глубине более 2 м.
62. Полигоны для захоронения токсичных промышленных отходов
Полигоны захоронения токсичных промышленных отходов выбираются
на обособленных, свободных от застройки, хорошо проветриваемых
территориях, не затопляемых ливневыми, талыми и паводковыми водами,
которые допускают осуществление инженерных решений, исключающих
возможное загрязнение населенных пунктов, зон массового отдыха,
источников питьевого и хозяйственного водоснабжения, минеральных
источников, открытых водоемов и подземных вод. Располагается полигон
с подветренной стороны от населенных пунктов с учетом ветров
преобладающего направления; ниже мест водозаборов
хозяйственно-питьевого водоснабжения по течению рек, ниже
зимовальных ям, мест массового нереста и нагула рыб, за пределами
зон водозаборной площади открытых водоемов.
Размер санитарно-защитной зоны составляет не менее 3000 м.
Полигон размещается на расстоянии не менее чем в 200 м отсельскохозяйственных угодий и транзитных дорог и не менее чем в 50 м
от лесных массивов, лесопосадок, не предназначенных длярекреационных целей. Расстояние от рыбохозяйственных водных объектов
должно быть не менее 2000 м.
Располагать полигоны следует на участках, где подземные воды
залегают на глубине более 20 м и перекрыты слабопроницаемымипородами с коэффициентом фильтрации не более 10**-6 м/сут. Основание
для мест захоронения должно быть не менее 2 м от наивысшего
сезонного стояния уровня подземных вод.
Уклон территории полигона в сторону населенных мест,
промышленных предприятий, сельскохозяйственных угодий и водотоков не
должен превышать 1,5%.
Запрещается размещение полигонов в долинах рек, балках, научастках с просадочными и вспучивающими грунтами, в местах развития
карстовых процессов; на резервных территориях жилищногостроительства, расширения промышленных предприятий; в заболоченных
местах; в зоне питания подземных источников питьевой воды; в зонах
санитарной охраны курортов; на территориях зеленых зон городов; наземлях, занятых или предназначенных под занятие лесами, лесопарками
и другими зелеными насаждениями, выполняющими защитные и
санитарно-гигиенические функции и являющимися местом отдыханаселения; на участках, загрязненных органическими и радиоактивными
отходами, до истечения сроков, установленных органами
санитарно-эпидемиологической службы.
63. Накопители промышленных отходов
Представляют собой специально подготовленные емкости, дно и
откосы которых оборудуются противофильтрационными устройствами в
целях защиты от загрязнения почвы, подземных вод и поверхностных
водоисточников. В зависимости от вида отходов и назначения емкостей
различают: хвосто- и шламохранилища, накопители производственных
сточных вод, пруды-отстойники, накопители-испарители.
Различают бессточные накопители промышленных отходов и
накопители-регуляторы сточных вод.
Бессточные накопители располагаются на не затапливаемыхпаводками территориях, сложенных из слабофильтрующих пород и
природной защищенности подземных вод. Расстояние от дна накопителя
до наивысшего уровня грунтовых вод, с учетом его сезонных колебаний,
должно быть не менее 2 м.
Строительство накопителей не допускается на площадях
месторождений пресных подземных вод, в зонах разгрузки подземных вод
в поверхностные водоемы и водотоки.
В накопители направляются преимущественно отходы
третьего-четвертого классов опасности.
Размер санитарно-защитной зоны от контура накопителя до
населенных мест, животноводческих ферм и предприятий поприготовлению кормов для сельскохозяйственных животных определяется
классом опасности промышленных отходов: при приеме второго класса -
1000 м, третьего - 500 м, четвертого класса - 300 м. В отдельных
случаях СЗЗ может быть установлена до 3000 м.
64. Стальной и смешанный каркас
Стальной каркас высотного здания состоит из колонн и ригелей, соединенных в двух направлениях жёсткими сварными узлами в рамные системы, воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагрузки. Колонны изготавливаются сварными (двутаврового, квадратного, крестового сечения) из стандартных прокатных профилей. Торцы колонн обычно фрезеруют для повышения точности монтажа. Для обеспечения долговечности и огнестойкости стальной каркас армируют и производят обетонку.
Стальные ригели каркаса обычно бывают двутаврового сечения, сварные, с уширенной нижней полкой, на которую укладывают плиты междуэтажных перекрытий. Междуэтажные перекрытия могут компоноваться:
из главных и второстепенных балок (при полном стальном каркасе) с укладкой по ним сборных плит или бетонированием монолитного перекрытия;
только из главных балок (ригелей) с уширенной полкой, на которую укладывают сборные железобетонные плиты перекрытий;
из распорных железобетонных плит, укладываемых только по оси колонн, с закладными деталями для сопряжения сварными накладками плит смежных пролётов и ригелей;
из облегчённых или много пустотных плит перекрытий, свободно укладываемых в пазы стальных или железобетонных ригелей, но не привариваемых к ним (отсутствуют закладные детали).
Ядро жёсткости монолитное железобетонное или устраивается в виде замкнутой шахты из металлических конструкций. Все остальные элементы каркаса должны крепиться к этому ядру жёсткости, а каждое перекрытие представлять единую жёсткую и неизменяемую горизонтальную плоскостную систему (диск).
Возведение зданий со стальным каркасом осуществляется раздельным или комплексным методами.
При раздельном методе сначала на всю высоту монтируют стальной каркас, затем начинают общестроительные работы. При этой технологии работы ведутся широким фронтом, большим количеством кранов на несколь-ких захватках. Но при этом требуется обеспечить повышенную жёсткость каркаса, что приводит к повышенному расходу металла.
При комплексном методе одновременно выполняются монтажные, обще-строительные и монтажные работы. Монтаж металлоконструкций осущест-вляяют на верхнем ярусе (верхних двух-четырёх этажах): на самом верху – монтаж, несколько ниже – выверку и в нижней части яруса – окончательную сварку или клёпку монтажных соединений. Одновременно, с отставанием на 2-3 этажа (на следующем ярусе) укладыватся (или бетонируются) перекрытия. Ещё ниже (на 4-5 этажей) осуществляют обетонирование каркаса. Ещё ниже по вертикали ведутся отделочные работы. Таки образом работы по возведению здания одновременно ведутся на 8…10 этажах.
65.Обеспечение устойчивости каркаса в период монтажаМонтаж конструкций многоэтажных зданий требует неукоснительного соблюдения следующего правила: не приступать к установке конструкций следующего яруса (высота колонны) до выверки и надёжного закрепления нижележащего. Это требование продиктовано необходимостью обеспечения прочности и устойчивости здания на протяжении всего периода его возведения. В процессе крановой сборки на высоту 5..8 этажей должны быть вы-полнены следующие мероприятия:
проверена устойчивость каркаса в процессе монтажа в соответствии с установленной в ППР очерёдностью монтажа элементов;
предусмотрена установка временных монтажных связей между колоннами, обеспечивающих их устойчивость до набора прочности замоноличенных стыков в плитах перекрытий;
проектно закреплены вертикальные связи, рамные узлы сопряжения ригелей с колонами;
выполнено устройство жёстких междуэтажных перекрытий, обеспечивающих общую устойчивость здания;
осуществлена проверка прочности отдельных элементов каркаса и узлов на нагрузки от самоподъёмных и приставных кранов в местах их опирания на каркас.
Монтаж стального каркаса следует выполнять поярусно – в первую очередь необходимо выполнить все элементы ядра жёсткости и тщательно их выверить. Временное закрепление колонн при монтаже выполняют с помо-щью кондукторов или временных расчалок, обеспечивающих устойчивость колонн до раскрепления их постоянными проектными элементами связей, которые обеспечивают устойчивость колонн до раскрепления их постоян-ными проектными элементами связей, которые обеспечивают устойчивость смонтированной части здания. Если проектных связей недостаточно – уста-навливаются временные связи. Проектное закрепление ригелей производится сразу после монтажа и выверки элементов ячейки – четырёх колонн, связан-ных ригелями. Приступать к монтажу следующего яруса можно только после проектного закрепления всех элементов предыдущего.При монтаже зданий из монолитного железобетона помимо требований по обеспечению жёсткости ячеек и прочности отдельных элементов необхо-димо учитывать требования СНиП о достижении проектной прочности бетона в замоноличенных стыках и узлах несущих конструкций нижерасположенных ярусов, что может значительно снизить темпы сборки и удлинить общий срок монтажа здания. Для частичного выполнения этих требований и продолжения монтажа каркаса необходимо разработать необходимые конст-руктивные и технологические мероприятия: предусмотреть закладные детали для обеспечения геометрической неизменяемости, установка временных монтажных связей, установить оптимальный порядок сборки элементов и др.
66.Современное потребление природных ресурсов. Основы рационального использования природных ресурсов. Экологически сбалансированное потребление природных ресурсов
Стремясь к улучшению условий свой жизни, человек постоянно, наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу существованию и биосферы, и самого человека.
Единственный выход из этой ситуации заключается и в выработке новых систем рационального использования природных ресурсов, и в благоразумии человека.
Ежегодно из недр земли извлекается 100 млрд т минеральных ресурсов, включая топливные, из которых 90 млрд т превращается в отходы. Поэтому ресурсосбережение и снижение уровня загрязнения окружающей среды - две стороны одной медали. Как остановить или замедлить этот процесс истощения ресурсов? Единственная возможность - смоделировать в промышленности биосферный круговорот веществ. Нужно чтобы полезные элементы, содержащиеся в сырье, не попадали на свалки, а многократно использовались.
Важными принципами рационального использования природных ресурсов являются:
1) изучение ресурсов (грамотное и бережное использование ресурсов невозможно без наличия сведений об их объеме, качестве, без прогноза последствий их изъятия из природных объектов и возможности замены их на другие);
2) организация мониторинга состояния природных ресурсов;
3) совершенствование технологий добычи, транспортировки и переработки ресурсов, предусматривающее их максимальное использование. Проектирование, строительство новых, а также модернизация уже имеющихся производств с целью сокращения использования природных ресурсов, использование альтернативных источников энергии;
4) повышение урожайности сельскохозяйственных культур на освоенных территориях, строгое соблюдение норм и назначения при использовании минеральных удобрений и пестицидов;
5) постоянный поиск новейших природоохранных технологий с обязательным проведением экологической экспертизы;
6) сокращение образования отходов производства – сточных вод, выбросов в атмосферу и твердых отходов. Использование отходов в качестве сырья для получения энергии и продукции;
7) восстановление природных объектов после техногенного воздействия – рекультивация земель, защита от эрозии почв, воспроизводство лесов и организация борьбы с лесными пожарами т.п.;
8) сохранение биологического разнообразия планеты. Организация заповедных зон, заказников, национальных парков, сокращение отлова промысловых и морских беспозвоночных, охрана и разведение редких видов растений и животных;
9) открытая демонстрация результатов природоохранной деятельности, экологическое просвещение населения;10) совершенствование природоохранного законодательства стран и создание эффективных механизмов его реализации.
67.ВИДЫ КОМПРЕССОРНЫХ МАШИН
Собирательный термин «компрессорная машина» относится к компрессорам, вентиляторам и вакуумным насосам. Все эти машины предназначены для нагнетания газа из области низкого давления в область высокого давления.
Компрессорыдействуют в оптимальном режиме при ε > 1,15. Неохлаждаемые компрессоры (ε< 2,5-3) называют воздуходувками, нагнетателями или продувочными насосами.
Вентиляторыв отличие от других компрессорных машин работают почти без повышения давления (в оптимальном режиме ε = 1 -1,15).
Вакуумныенасосыпредназначены для удаления газов и паров из сосудов при давлении в них ниже атмосферного. Степень повышения давления может быть высокой, хотя конечное давление обычно равно атмосферному.
Компрессоры соответственно способу действия можно разделить на три основные группы: объёмные, лопастные и струйные. При классификации по конструктивному признаку объёмные компрессоры подразделяются на поршневые и роторные, а лопастные – на центробежные и осевые.
Кроме того, все компрессоры различаются:
по конечномудавлению - низкого давления (до 1 МПа), среднего (до 10 МПа), высокого (до 100 МПа) и сверхвысокого (более 100 МПа);
по родуперекачиваемогогаза - воздушные, кислородные, аммиачные, для природного газа и др.;
по условиямэксплуатации:стационарные (с массивным фундаментом и постоянным обслуживанием); передвижные (перемещаемые при эксплуатации, иногда без постоянного обслуживания); автономные (с собственными вспомогательными системами, включенными в состав агрегата);
по системеохлаждения:без искусственного охлаждения; с воздушным охлаждением; с внутренним водяным охлаждением; с внешним охлаждением в одном, двух и т. д. промежуточных охладителях; охлаждаемые впрыскиванием жидкости.
68. ПРИЕМ И ХРАНЕНИЕ СЫРЬЯ
Сырье поставляется на НПЗ и НХЗ по магистральным трубопроводам, железной дороге и, в незначительной степени, водным (танкеры, баржи) и автомобильным (автоцистерны) транспортом.
Трубопроводный транспорт нефти и нефтехимического сырья. Трубопроводным транспортом в нашей стране перевозится около 80% сырой нефти и 8% нефтепродуктов. Общая протяженность нефтепроводов и нефтепродуктопроводов на конец 1980 г. составила 69,7 тыс. км. Средняя дальность перекачки нефти достигла 1400 км. Все нефтеперерабатывающие заводы Советского Союза связаны трубопроводными магистралями с районами добычи нефти. Нефтепроводы проектируются и эксплуатируются организациями Министерства нефтяной промышленности. Пропускная способность нефтепровода определяется мощностью НПЗ, а диаметр, кроме того, зависит от схемы перекачивания нефти (непрерывная или периодическая). При расширений НПЗ зачастую оказывается необходимо предусмотреть увеличение пропускной способности нефтепровода. Эта задача решается прокладкой параллельных трубопроводов на всей протяженности нефтепровода или на отдельных, наиболее перегруженных участках.
 Для организации учета и контроля подачи нефти на НПЗ непосредственно перед предприятием (а иногда и на его территории) размещается приемо-сдаточный пункт. В состав пункта входят: площадка приема шара — специального устройства, которое время от времени прогоняется по нефтепроводу с целью очистки трубы от парафинистых отложений и грязи; фильтры-грязеуловители счетчики. Показания счетчиков служат для контроля количества «Поступающей на НПЗ нефти. Они передаются на головную станцию нефтепровода и на центральный диспетчерский пункт НПЗ. Перед фильтрами приемо-сдаточного пункта устанавливаются предохранительные клапаны для . защиты последних участков нефтепровода от разрыва. Причиной разрыва может быть недопустимо высокое давление, возникающее вследствие закрытия задвижки перед приемо-сдаточным пунктом. Сброс от предохранительных клапанов направляют в резервуары сырьевой базы НПЗ. С приемо-сдаточного пункта нефть подается в резервуары сырьевой базы НПЗ. Участок трубопровода от пункта до резервуаров является собственностью НПЗ. Этот трубопровод, как правило, прокладывается в земле и выводится на поверхность перед резервуарами-,У Нефтехимические предприятия получают по трубопроводам сырье с близлежащих нефте- и газоперерабатывающих заводов. Обычно по трубопроводам подаются на НХЗ бензиновые фракции, сжиженные газы, ароматические углеводороды. Эксплуатируются, также магистральные трубопроводы, по которым сырье подается в НХЗ с предприятий, расположенных на расстоянии 150—200 км и выше.
Нефтехимические заводы часто используют в качестве сырья (например, для установок оксосинтеза) природный газ. Газ поступает на НХЗ из систем магистральных газопроводов через газораспределительные пункты (ГРП). На ГРП происходит снижение давления газа до величины, которая необходима нефтехимическому предприятию, здесь же организуется учет природного газа, Передаваемого на НХЗ. ГРП проектируются и эксплуатируются организациями Министерства газовой промышленности. Трубопровод природного газа, выходящий с ГРП, является собственностью НХЗ.
Транспорт сырья по железной дороге. Нефть на НПЗ подается в железнодорожных цистернах маршрутами, грузоподъемность которых определяется путевым развитием и пропускной способностью сети железных дорог. Для перевозки нефти используются цистерны различных типов — двух-, четырех-, шести- и восьмиосные. Подробная характеристика цистерн приведена в литературе.
На вновь строящихся НПЗ проектируются для приема нефти двухсторонние сливные эстакады длиной 360 м, вдоль которых устанавливается состав после его расцепки на две части. С целью более полного использования территории и уменьшения капитальных и эксплуатационных затрат практикуется оснащение железнодорожных эстакад устройствами для налива нефтепродуктов — мазута или дизельного топлива. В этом случае эстакада называется сливо-наливной и на ней поочередно осуществляется слив нефти и налив нефтепродукта. На рис. 5.1 изображена комбинированная двухсторонняя железнодорожная эстакада для слива нефти и налива темных нефтепродуктов.
Цистерны для перевозки нефти оснащены нижними сливными патрубками, к которым подводится и герметично присоединяется установка для нижнего слива (налива), представляющая собой систему шарнирно сочлененных труб. Промышленностью выпускаются установки для нижнего слива по ТОСТ 18194—79. Стандартом предусмотрен выпуск установок без подогрева (УСН), с паровым подогревом (УСНПп), с электроподогревом (УСНПэ). Установки типа УСН имеют диаметр условного прохода 150 и 175 мм, УСНПп — 175 мм, а УСНПэ — 150 мм.
Из сливной установки нефть поступает в сливной трубопровод. Ранее сливным трубопроводом нефть передавалась в резервуары, расположенные ниже отметки рельса («нулевые» резервуары). Вместимость этих резервуаров принималась такой, чтобы обеспечить слив всего маршрута. Из «нулевых» резервуаров нефть забиралась насосами заглубленной насосной и подавалась в резервуары сырьевой базы завода.
Практика показала, что в сооружении «нулевых» резервуаров и заглубленных насосных нет необходимости. Следует предусматривать поступление нефти от сливных приборов к насосам, расположенными на поверхности земли через сливную буфер.
69. При проектировании сливо-наливных железнодорожных эстакад следует учитывать требования по нормативной продолжительности сливных операций, установленные «Правилами перевозок жидких грузов наливом в вагонах — цистернах и бункерных полувагонах», утвержденными МПС 25 мая 1966 г. Эти правила устанавливают следующую продолжительность слива (в ч) в пунктах механизированного (1) и немеханизированного (2) слива.
1 Двухосная цистерна - 1,25 2,0
2 Цистерна с числом осей 4 и выше - 2;0 4,0
В зимнее время слив некоторых сортов нефтей и других продуктов, обладающих высокой температурой застывания затруднен, поскольку они поступают на пункты слива загустевшими. Правила перевозки грузов предусматривают увеличение продолжительности слива таких продуктов в период с 15 октября по 15 апреля, а также выделение специального времени на разогрев;
Для разогрева нефти в цистернах предусматривают паровые t гидромеханические подогреватели ПГМП-4 конструкции ВНИИСПТ Нефти, электрогрелки, погруженные змеевиковые подо-греватели, а также системы циркуляционного разогрева, сущность которых заключается в том, что холодный продукт, забираемый из цистерны, подогревается в специальном теплообменнике и в горячем состоянии возвращается в цистерну. Учитывая недостаточную эффективность вышеупомянутых способов непрямого разогрева
В проектах следует предусматривать также подачу в цистерны острого пара. Сырье нефтехимических предприятий перевозится в цистернах с нижним сливом (и в этих случаях схема сливных операций аналогична описанной выше для нефти), в цистернах с верхним сливом и в специализированных цистернах.Верхний слив из железнодорожных цистерн менее удобен, чем нижний. При верхнем сливе имеют место значительные потери от испарения, частые срывы работы насосов при сливе продуктов с высоким давлением насыщенных паров. Зачастую не, удается достичь полного удаления продукта из цистерн. Слив может осуществляться самотеком (при благоприятном рельефе местности) или с помощью, насосов.
В тех случаях, когда для верхнего слива применяют центробежные насосы, не обладающие самовсасывающей способностью, необходимо предусматривать установку поршневых насосов для первоначального (перед началом откачки) заполнения трубопроводов продуктом и зачистки цистерн. В летнее время слив продуктов с высоким давлением насыщенных паров сопровождается образованием газовых пробок во всасывающих трубопроводах насосов. Для уменьшения вакуума во всасывающих линиях рекомендуется предусматривать в проектах применение эжекторов. В качестве рабочей жидкости в эжекторах используется сливаемый продукт. При работе с погруженным эжектором не только полностью исключается вакуум во всасывающих линиях, но в отдельных случаях создается избыточное давление (подпор).
70. Хранение сырья.
Для хранения нефти на НПЗ предназначаются сырьевые резервуарные парки. Нормы технологического проектирования предлагают предусматривать в проектах такую вместимость парков, чтобы она обеспечивала бесперебойную работу НПЗ, получающего нефть по нефтепроводу, в течение 7. суток. Если предприятие снабжается нефтью по железной дороге или водным путем вместимость сырьевых парков должна быть увеличена. В этом случае величина нормативного запаса оговаривается в задании на проектирование.
Для предотвращения потерь нефти от испарения ее хранят в резервуарах с плавающими крышами или понтонами. На сырьевых базах НПЗ обычно устанавливаются резервуары объемом 20— 50 тыс. м3. Число резервуаров определяется общей вместимостью парка и принятым единичным объемом резервуара. При проектировании сырьевых складов НПЗ и НХЗ руководствуются СНиП II-106—79 [44]. Этот нормативный документ разработан для использования при проектировании складов нефти и нефтепродуктов; его допускается применять при проектировании складов легковоспламеняющихся, и горючих жидкостей, условия хранения которых в зависимости от их свойств сходны с условиями хранения нефти и нефтепродуктов. СНиП П-106—79, однако, не распространяется на проектирование складов (товарных баз) сжиженных газов, нефтепродуктов с упругостью паров выше 93,6 кПа (700 мм рт.ст.) при 20°С, складов синтетических жирозаменителей, подземных хранилищ в горных породах, отложениях каменной соли, ледогрунтовых хранилищ.
СНиП П-106—79 делит склады нефти и нефтепродуктов на две группы, причем товарно-сырьевые склады НПЗ и НХЗ отнесены к первой группе. Склады первой группы подразделяются на три категорий в зависимости от общей вместимости. В СНиП регламентированы расстояния от зданий и сооружений складов (товарно-сырьевых баз) до зданий и сооружений соседних предприятий, жилых и общественных зданий, расстояния от резервуаров для нефти и нефтепродуктов до зданий и сооружений склада (сливо-наливных устройств, насосных, канализационных сооружений, складов для нефтепродуктов в мелкой таре и т. п.), расстояния от зданий и сооружений склада до трубопроводов. СНиП П-106—79 рекомендует размещать резервуары группами, устанавливает предельную вместимость резервуаров в группе и расстояния между стенками резервуаров, расположенных в одной и соседних группах.
71. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ТОВАРНОЙ ПРОДУКЦИИ
Товарная продукция, вырабатываемая на НПЗ, может быть условно разделена на две группы: 1) продукция, производимая непосредственно на технологических установках, и 2) продукция, приготавливаемая из различных компонентов. Непосредственно на установках НПЗ вырабатывают индивидуальные углеводородные фракции С3—Cs (пропановую, бутановые, пентановые), ароматические углеводороды (бензол, толуол, индивидуалыше ксилолы), различные марки твердых парафинов, присадки к маслам и т.д.
Значительное количество крупнотоннажных товарных продуктов — бензин, дизельное и котельное топлива, смазочные масла — получают на НПЗ смешением (компаундированием) из компонентов, вырабатываемых на различных установках. Так, для приготовления автомобильных бензинов на некоторых НПЗ используют до 10—15 компонентов.
На нефтехимических предприятиях товарная продукция — спирты, альдегиды, кислоты, полиолефины, сырье для производства синтетического каучука и др. — вырабатывается непосредственно в цехах и на установках.
Для осуществления операций по приготовлению товарной продукции из компонентов проектируются специальные объекты, на которых используются следующие основные методы компаундирования:
1) циркуляционный — приготовление производится в смесительных резервуарах;
2) смешение в аппаратах с перемешивающими устройствами;
3) непосредственное смешение в трубопроводах. Разработке проекта узла приготовления товарной продукции должен предшествовать расчет ожидаемых показателей качества товарных продуктов на основе сведений о качестве компонентов. В расчетах следует учитывать, что только некоторые из показателей качества являются аддитивными. Так, плотность смеси, содержание в ней серы, температуру анилиновой точки, показатели фракционного состава, определенные по ИТК, находят суммированием произведений массовых долей компонентов на соответствующие показатели каждого из компонентов. Давление насыщенных паров смеси с достаточной степенью точности можно определить суммированием произведений мольных долей компонентов на давления паров этих компонентов.
В известной степени аддитивными являются показатели октанового и цетанового чисел: Однако определенное по правилу аддитивности октановое число смеси может оказаться выше или ниже реального. Более Точно рассчитать реальное октановое число позволяет формула:
Осм = (О.А.k. + 0вВ)/\00
Здесь Осм — реальное октановое число смеси; О А, Ов — октановые числа ; высокооктанового и низкооктанового компонента смеси, соответственно; А и В — содержания компонентов в смеси, % (об.); k — поправочный коэффициент, определяемый по специальному графику,приведенному в литературе. -
Для расчета октанового числа смеси могут быть также использованы формулы, разработанные ВНИИНП и НПО «Нефтехим-автоматика» и фирмой «Этил Корпорейшн».
Более точные уравнения, по которым можно определить смесительные характеристики мазутов, зная показатели отдельных компонентов, приводятся в литературе.
Метод приготовления товарной продукции многократной циркуляцией через смесительные резервуары применяется в течение многих лет. Сущность метода заключается в следующем. Компоненты товарных продуктов с технологических установок поступают в компонентные,
резервуары парков смешения, анализируются, а затем насосами подаются в смесительный резервуар. Приготовленный в смесительном резервуаре продукт забирается специальными насосами и многократно перекачивается по схеме «резервуар—насос— резервуар» до тех пор, пока в резервуаре не будет получена однородная по составу смесь, показатели которой соответствуют требованиям, предъявляемым к готовому продукту.
Вместимость компонентных резервуаров при приготовлении топлив должна соответствовать 48-часовому запасу каждого компонента, а смесительных резервуаров— 16-ч-асовой выработке данного вида топлива. При получении товарных масел предусматриваются компонентные резервуары, исходя из 36-часового запаса каждого компонента, и смесительные резервуары, исходя из суточной выработки масел.
В табл. приводится пример расчета необходимой вместимости резервуарных парков смешения, автобензина.
Для улучшения условий перемешивания резервуары оборудуют смесительными устройствами: маточниками с большим числом отверстий, направленных вверх, вниз или под углом; так называемыми «пауками» с установленными на них инжекторами-смесителями; подъемными трубами, через которые продукт закачивают на определенную высоту от днища.
В аппаратах с перемешивающими устройствами готовят товарные масла. Для ряда НПЗ была запроектирована установка приготовления масел, в состав которой входят компонентные резервуары, смесители с принудительным перемешиванием, насосная, емкости для присадок и камеры для плавления присадок.
Оба описанных выше метода обладают рядом серьезных недостатков: повышенным расходом электроэнергии, малой производительностью смешения, необходимостью строительства смесительных резервуаров.
72. ХРАНЕНИЕ ТОВАРНОЙ ПРОДУКЦИИ
Хранение и отгрузка основного количества товарной продукции на НПЗ и НХЗ производится через товарно-сырьевые базы (ТСБ) предприятий. Отдельные виды продукции — битумы, элементарную серу, нефтяной кокс — отправляют потребителям непосредственно с технологических установок. При проектировании предприятий следует стремиться к тому, чтобы объекты по хранению и отгрузке продукции были сосредоточены в одном месте, что облегчает управление товарной базой, упрощает работу железнодорожного транспорта. Исключение делают для объектов по отгрузке сжиженных газов, которые в соответствии с противопожарными нормами проектирования следует размещать на расстоянии не менее 300—500 м от территории предприятия. Вместимость товарных складов (парков) зависит от устанавливаемых нормами технологического проектирования сроков хранения. Товарные парки должны обеспечивать возможность приема и хранения в них 15-суточной выработки, каждого из товарных нефтепродуктов. Вместимость складов сжиженных газов не должна превышать трехсуточной выработки этих продуктов. Если отгрузка товарных нефтепродуктов потребителям производится по трубопроводам, нормативный срок хранения сокращается до 7 суток.
Число устанавливаемых резервуаров зависит от количества подлежащего хранению продукта и единичной вместимости выбранного резервуара. Экономически целесообразно устанавливать меньшее число резервуаров большей вместимости. Так, расход металла на сооружение 6 резервуаров по 10 тыс. м3 составляет 955 т, а при строительстве 3 резервуаров по 20 тыс. м3 — 825 т.Сооружение резервуаров большей вместимости взамен мелких позволяет также уменьшить территорию, занимаемую парками.
Для каждого вида товарной продукции рекомендуется предусматривать не менее 3 резервуаров (в один поступает товарная продукция, второй находится на анализе, из третьего производится отгрузка продукции).
По, расположению и планировке резервуары делятся на подземные (если наивысший уровень жидкости в резервуаре ниже наинизшей планировочной отметки прилегающей площадки не менее, чем на 0,2 м) и наземные (если они не удовлетворяют вышеуказанным условиям). Для хранения товарной продукции НПЗ и НХЗ используются стальные емкости вместимостью 200 м3 (до ОСТ 26-02-1496—76); стальные резервуары вертикальные цилиндрические со щитовой кровлей вместимостью от 100 м3 до 30 тыс. м3 с понтоном и щитовой кровлей вместимостью от 100 м3 до 30 тыс. м3, с плавающей крышей вместимостью от 10 тыс..м3 до 50 тыс. м3; стальные резервуары с коническими днищами; горизонтальные емкости для хранения продуктов под давлением 0,6—1,8 МПа вместимостью отг25 м3 до_200_м,3 (по ОСТ 26-02-1159^-76); шаровые резервуары для хранения продуктов под давлением 0,25—1,2 МПа железобетонные резервуары.
Безопасная и удобная эксплуатация резервуаров обеспечивается применением дополнительного оборудования, которое предназначено для заполнения и опорожнения резервуаров, замера уровня продукта, зачистки, .отбора проб, сброса подтоварной воды,
73. ОТГРУЗКА ТОВАРНОЙ ПРОДУКЦИИ
Товарная продукция НПЗ и НХЗ отгружается трубопроводным, железнодорожным, автомобильным - и речным транспортом.
Трубопроводный транспорт. По трубопроводам транспортируются потребителям светлые и темные нефтепродукты — бензин, дизельное и котельное топлива, а также сжиженные газы, этилен, аммиак. Экономически целесообразным трубопроводный транспорт становится при концентрированном потреблении продукта в одной точке и районе, когда по трубопроводу перекачиваются не менее 300—500 тыс. т продукта в год.
На территории НПЗ и НХЗ обычно размещаются головные сооружения нефтепродуктопроводов: склады (парки), головные насосные. Некоторые продуктопроводы имеют в составе головных сооружений собственные резервуарные парки, в которые продукт подается из резервуаров товарной базы НПЗ насосами товарной насосной. Более экономичным решением является использование в качестве головных сооружений резервуаров заводской товарной базы. Продукт в магистральный трубопровод подается непосредственно c этих резервуаров насосами головной насосной станции, размещаемой рядом с резервуарами.
Железнодорожный транспорт. Транспортировка продукции НПЗ и НХЗ по железной дороге является основным видом перевозки нефтепродуктов и ее ведущее значение сохранится в ближайшие годы. Основным видом тары для перевозки по железной дороге нефтяных и химических продуктов служат цистерны. Цистерны подразделяются на универсальные, предназначенные для перевозки различных грузов (нефти и светлых нефтепродуктов, нефти и мазута и т. д.) и специальные. В специальных цистернах перевозится какой-либо один вид продукции (например, сжиженные газы, кислоты, спирты). Характеристика Цистерн, изготавливаемых вагоностроительными заводами и используемых при перевозке нефтяных и химических .продуктов, приводится в литературе. Для отгрузки продукции нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий в составе товарных баз проектируются специальные устройства. Если объем отгрузки ограничен десятками тысяч тонн в год, то предусматривают одиночные стояки или небольшие односторонние эстакады, состоящие из 5—10 стояков. Для отгрузки многотоннажных продуктов (бензин, реактивное, дизельное и котельное топлива, смазочные масла) сооружаются двухсторонние эстакады галерейного типа. Эстакады для налива реактивного топлива, авиационных бензинов, смазочных масел, присадок к маслам и других ЛВЖ и горючих жидкостей, в которые недопустимо попадание воды, должны быть оборудованы навесами и крышами. Температура ЛВЖ, подаваемых на налив, должна быть не менее, чем на 10°С, ниже температуры начала кипения наливаемого продукта.
Налив нефтепродуктов осуществляется в одиночные цистерны, группы и маршруты цистерн. Маршрутный налив цистерн более экономичен и должен предусматриваться при проектировании эстакад как основной вид налива.
Длина эстакады не должна быть меньше половины длины маршрута. Конструкция эстакад должна обеспечивать техническую возможность налива продуктов в железнодорожные цистерны всех типов, пригодные для перевозки данных продуктов. Проектирование железнодорожных эстакад на ограниченное число типов (моделей) цистерн допускается только при наличии согласования с Управлением железной дороги, обслуживающей предприятие, или с' предприятием — собственником цистерн.
В последние годы осуществляется постепенный переход железнодорожного транспорта на цистерны новых типов — шести восьмиосные вместимостью 90 и 120 м3. В проектах следует принимать во внимание особенности налива этих цистерн.
При разработке проектов железнодорожных эстакад необходимо учитывать возможность поступления под налив неисправных цистерн. Чтобы иметь возможность удалить из этих цистерн имеющийся в них продукт, проектом предусматриваются- самостоятельные эстакады с верхним и нижним сливом, которые оборудуются отдельными стояками и коллекторами для сливаемых продуктов. При небольших объемах отгрузки для слива неисправных цистерн могут быть запроектированы отдельно стоящие
74. нефтеперерабатывающий комплекс КазахстанаВ Казахстане работают 3 завода - Павлодарский, Чимкентский и завод в Аттырау.Павлодарский НПЗ -один из лучших заводов по соотношению первичных и вторичных процессов. Построен в 1978 г. в г. Павлодаре. Нефть поступает из Западной Сибири по трубопроводу Омск - Павлодар. Глубина переработки нефти составляет 77,9 %. На заводе построены 2 комбинированные установки ЛК-6У и КТ-1. Кроме того работает битумная установка, установка замедленного коксования. В настоящее время завершилось строительство новой установки ЛК-6У. Завод выпускает только неэтилированные бензины А-76 и А-91, топливо для реактивных двигателей, летнее и зимнее дизельное топливо, котельное топливо, мазут, битумы, нефтяной кокс, сжиженные газы.Чимкентский НПЗ - один из самых молодых заводов стран СНГ. Построен в 1984 г. в г. Шымкенте. Нефть поступает из Западной Сибири по трубопроводу Тюмень - Омск - Павлодар - Шымкент. Нефть малосернистая, одна из лучших по качеству среди стран СНГ. Глубина переработки нефти 60,4 %. Производительность завода по нефти - 6,6 млн. т/год. На заводе функционирует одна установка ЛК-6У, вакуумная установка мазута.Завершилось строительство установки замедленного коксования производительностью 600 тыс. т/год. Завод выпускает традиционные виды топлив: бензин А-76 этилированный и неэтилированный, АИ-92, топливо для реактивных двигателей, дизельное топливо, котельное топливо, мазут М-100.Нефтеперерабатывающий завод в Аттырау построен в 1945 г. на северо-западе Казахстана в г. Аттырау. Завод небольшой по производительности - 4,6 млн т/год. Нефть поступает из местных месторождений (Эмба) и с Мангышлакского месторождения. В 1945 г. американской фирмой Баджер по ленд-лизу был смонтирован завод, который включает атмосферно-вакуумную установку АВТ-3, атмосферную установку АТ-2, установки каталитического крекинга Гудри и термокрекинга, впоследствии переоборудованного в атмосферную установку, газофракционирующую установку, установку алкилирования.В 1970 г. совместно со специалистами ГДР была построена установка каталитического риформинга с неподвижным слоем катализатора и блоком гидроочистки бензинов. В 1980 г. введена в действие установка замедленного коксования производительностью 600 тыс. т/год. В том же году была остановлена установка каталитического крекинга Гудри в связи с устаревшей технологией. В 1980 г. произошла авария на установке алкилирования, которая после этого была выведена из строя и до сих пор не функционирует. В планах реконструкции завода- строительство установок первичной переработки нефти, риформинга, комбинированной установки Г-43-107.В ассортименте выпускаемой продукции - бензины АИ-93. А-76 (этилированный), А-72 (неэтилированный), уайт-спирит. дизельное топливо, котельное топливо, мазуты, кокс.Перспективы развития нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности Казахстана.Казахстан - крупная нефтяная держава. По геологическим запасам он занимает второе место в СНГ вслед за Россией и десятое в мире. Однако из 164 открытых месторождений углеводородного сырья в разработке находится только 58.В программе действий правительства Республики Казахстан, рассчитанной на 1996-1998 гг., нефтяная и газовая промышленность рассматривается как важнейшая отрасль, призванная увеличить экспортный потенциал страны, способствовать привлечению инвестиций в казахстанскую экономику и положительно воздействовать на смежные отрасли.Нефтегазовый комплекс Казахстана уже сегодня по объему товарного производства занимает заметное место среди других отраслей. Конечно, и нефтяную промышленность затронул кризис, наблюдаемый во всей экономике, что проявилось, в частности, в снижении добычи нефти и газового конденсата. Однако по сравнению с другими отраслями положение здесь несколько лучше. В 1995 г. впервые удалось стабилизировать уровень добычи нефти. В прежние годы производство ежегодно падало на 8%. Нынешний уровень добычи нефти теоретически вполне удовлетворяет потребности Казахстана. И республика уже сейчас может добывать до 70 млн т нефти. Вместе с тем, география внутреннего рынка страны, а именно удаленность основных районов производства нефти от главных регионов потребления нефтепродуктов создает существенные проблемы в самообеспечении экономики нефтяными ресурсами. Кроме того, отсутствие технических возможностей для свободного экспорта нефти затягивает выход на мировой рынок. Но несмотря на это при тесном сотрудничестве с российскими нефтяными компаниями удается сохранять объем экспорта на уровне 5-6 млн т в год. Это серьезный вклад отрасли в обеспечение стабильных валютных поступлений в экономику. Поддерживая экономическое развитие страны в настоящее время, нефтяная промышленность в будущем может стать одним из ведущих секторов экономики Казахстана. В настоящее время Казахстан обладает крупными разведанными запасами углеводородного сырья, из которых нефть составляет 2,1 млрд т. Кроме того, прогнозные ресурсы как на суше, так и на шельфе Каспийского моря, прилегающем к территории Казахстана, оцениваются по нефти - в 12 млрд т. Такие перспективы могут стать стимулом для иностранных компаний в налаживании сотрудничества с Казахстаном. Тем более, что речь идет не о начале, а о продолжении такого сотрудничества. Ведь с 1991 г. в стране уже осуществляется 22 проекта в этой сфере с участием зарубежных партнеров. Уровень добычи нефти в республике составляет сегодня около 1% от имеющихся доказанных запасов. Для удовлетворения собственных потребностей этот темп добычи вполне достаточен. Но Казахстан намерен занять достойное место на мировом нефтяном рынке, а потому предпринимает целый комплекс мер по наращиванию добычи, прежде всего за счет привлечения западных инвестиций. Общий объем прямых инвестиций по проектам, связанным с разработкой нефтяных месторождений, оценивался на начало 1997 года в 32,3 млрд долларов США, по проектам, связанным с разведкой углеводородных ресурсов, - в 8,2 млрд долларов. Казахстан располагает достаточным кадровым потенциалом для планомерного развития отрасли. Опыт работы первых совместных предприятий показал, что казахские специалисты быстро осваивают западные технику и технологии и ни в чем не уступают своим иностранным коллегам.Таким образом, Казахстан может и должен рассматриваться мировым сообществом, прежде всего европейским, как будущий крупный производитель и экспортер нефти и газа, а значит, и как перспективный рынок вложения инвестиций.Этим целям служит и планомерная работа по формированию благоприятного инвестиционного климата. Принятие в 1995 году Закона о нефти стало новым этапом совершенствования внутреннего законодательства с целью демократизации инвестиционных процессов, достижения прозрачности нормативных процедур. В сочетании с новой редакцией Закона об иностранных инвестициях, Налоговым и Таможенным кодексами он создает достаточную правовую базу для защиты инвестиций. Законотворческая деятельность правительства не ограничилась этими актами. В 1997 году был принят специальный раздел Налогового кодекса о налогообложении недропользователей, где законодательно закрепляются принципы, принятые в международной практике.Поощряя приток иностранных инвестиций, Казахстан преследует и свои внутренние цели. Среди них - структурная перестройка нефтяного комплекса, более полное и качественное удовлетворение внутренних потребностей в нефти, повышение отдачи от каждой единицы добываемого сырья. В соответствии с этими целями определен для себя ряд приоритетных проектов, на которых сосредоточили свои усилия. Целесообразно заострить внимание на одном направлении - это укрепление инфраструктуры нефтяной отрасли. Нефтедобывающие предприятия находятся в непосредственной близости к Каспийскому морю. В результате подъема его уровня многие инженерные сооружения, жилые поселки оказались под угрозой затопления, а несколько старых месторождений уже под водой. Задача состоит в том, чтобы найти техническое решение по защите от затопления и организовать финансирование работ. Традиционно здесь применяли земляные дамбы, однако во многих местах подъем воды уже дошел до критического уровня. Здесь также намерены привлекать иностранные инвестиции, специализированные инженерные и строительные фирмы. Стоит отметить и то, что в настоящее время в отрасли активно идет процесс совершенствования структуры управления, а также осуществляется ее реструктуризация. В области добычи нефти и газа наряду с государственными все больше появляется предприятий с иностранным участием, а также небольших фирм с частным отечественным капиталом. Эта тенденция будет углубляться. В Казахстане намерены форсировать процесс отделения вспомогательных производств (бурение, капитальный и подземный ремонт скважин, предприятия по обеспечению социальной сферы) от основного производства, как это принято во многих странах мира.Кроме того, здесь есть первый опыт проведения международного тендера по продаже активов акционерных обществ нефтегазовой отрасли. Обобщив его, можно будет посредством таких тендеров планомерно создавать многоукладную структуру отрасли, стабилизировать производство на государственных предприятиях и одновременно наращивать его на предприятиях с частным капиталом. Приватизация и реструктуризация нефтяной отрасли также являются объектом вложения иностранных инвестиций. На базе отделяемых от добычи предприятий бурения и капитального ремонта скважин можно создавать совместные предприятия или непосредственно дочерние компании специализированных фирм, относящихся к категории среднего и малого бизнеса. Сейчас проводится анализ технико-экономических и политических критериев проектов транспортировки нефти через Россию и далее от Новороссийска через Турцию до терминала Джейхан, а также через Иран, Болгарию, Грецию, и, наконец, через Китай - на восточный берег Тихого океана. Некоторые маршруты еще в стадии обсуждения, а по иным подписаны контракты. Специально созданный Каспийский трубопроводный консорциум завершает проект, который будет одним из самых грандиозных в нефтяном бизнесе. Общая протяженность трубопровода от месторождения Тенгиз до черноморского порта Новороссийск составляет 1500 км., пропускная способность - 60 млн. т. в год.Особый интерес представляют возможные пути сотрудничества Казахстана с Китаем в нефтегазовой сфере, в частности, в транспортировке нефти. В Китай казахская нефть может поступить после завершения строительства первой и второй очередей нефтепровода Западный Казахстан - Кумколь и значительного роста объема добычи нефти в Западном и Центральном Казахстане. Словом, возможностей для бизнеса в Казахстане достаточно. И у этой республики есть все шансы стать крупным производителем и экспортером нефти.
75. Характеристика систем очистки сточных вод НПЗ

В зависимости от качества исходной нефти, глубины ее переработки, применяемых катализаторов, а также номенклатуры получаемых товарных продуктов нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) условно можно отнести к заводам следующих профилей [19]:
1. Топливного с неглубокой переработкой нефти. На таких заводах предусматривается выпуск автомобильных бензинов, авиационных керосинов, мазута (как котельного топлива), битумов, дизельного топлива, в отдельных случаях парафина, серы, иногда ароматических углеводородов (бензол, ксилол и др.).
2. Топливного с глубокой переработкой нефти. Номенклатура основных товарных продуктов такая же, как и у заводов первого профиля, но значительная часть мазута направляется на вторичные процессы термической переработки (крекинг, коксование, алкилирование) для получения высококачественных бензинов, нефтяного кокса и других продуктов.
3. Топливно-масляного с неглубокой переработкой нефти. Основные товарные продукты такие же, как и у заводов первого профиля, но имеются технологические установки, использующие часть мазута для получения технических масел.
4. Топливно-масляного с глубокой переработкой нефти. Номенклатура основных товарных продуктов такая же, как и у заводов второго профиля, но имеются установки для производства масел.
5. Топливно-нефтехимического с глубокой переработкой нефти и получением из промежуточного исходного сырья (жидкие и газообразные фракции нефти) нефтехимических продуктов: этилена, полиэтилена, полипропилена, бутиловых спиртов и др.
В состав нефтеперерабатывающего завода независимо от его профиля входят следующие основные установки: электрообессоливаюшая (ЭЛОУ) для подготовки нефти с целью ее обезвоживания и обессоливания; комбинированная или атмосферно-вакуумная трубчатые установки (АВТ), предназначенные для прямой перегонки нефти на фракции, отличающиеся температурой кипения; щелочной очистки нефтепродуктов от непредельных углеводородов, смолистых и других веществ; гидроочистки дизельного топлива; производства битума; получения серы, а в ряде случаев парафина и ароматических углеводородов.
Количество воды в системе оборотного водоснабжения нефтеперерабатывающих заводов превышает количество сточных вод в 10—20 раз (меньшее значение характерно для НПЗ с глубокой переработкой нефти).
В оборотных водах допускается содержание: 25—30 мг/л нефтепродуктов, 25 мг/л взвешенных веществ, 500 мг/л сульфатов (в пополняющей воде 130 мг/л), 300 мг/л хлоридов (в пополняющей воде 50 мг/л), 25 мг О2/л БПКполн (в пополняющей воде 10 мг/л); карбонатная временная жесткость не должна превышать 5 мг-экв/л (в пополняющей воде 2,5 мг-экв/л).
На нефтеперерабатывающих заводах предусматриваются две основные системы производственной канализации:
I система— для отведения и очистки нефтесодержащих нейтральных производственных и производственно-ливневых сточных вод. В этом случае в единую канализационную сеть поступают соответствующие сточные воды большинства технологических установок: от конденсаторов смешения и скрубберов (кроме барометрических конденсаторов на атмосферно-вакуумных трубчатках), от дренажных устройств аппаратов, насосов и резервуаров (исключая сырьевые), от охлаждения сальников насосов, от промывки нефтепродуктов (при условии малых концентраций щелочи в воде), от смыва полов, а также ливневые воды с площадок установок и резервуарных парков. Сточные воды первой системы канализации после очистки, как правило, используются для производственного водоснабжения (пополнение системы оборотного водоснабжения и для отдельных водопотребителей). Общее солесодержание этих вод не превышает 2 тыс. мг/л;
II система — для отведения и очистки производственных сточных вод, содержащих нефть, нефтепродукты и нефтяные эмульсии, соли, реагенты и другие органические и неорганические вещества. Вторая система канализации в зависимости от вида и концентрации загрязняющих веществ включает следующие самостоятельные сети:
— нефтесолесодержащих вод от установок по подготовке нефти, подтоварных вод сырьевых парков, сливных эстакад, промывочно-пропарочных станций;
— концентрированных сернисто-щелочных вод (растворы от защелачивания нефтепродуктов, сернисто-щелочные конденсаты);
— сточных вод производства синтетических жирных кислот (СЖК), содержащих парафин, органические кислоты и другие вещества;
— сточных вод нефтехимических производств (например, производств этилена, пропилена, бутиловых спиртов), загрязненных растворенными органическими веществами;
— сточных вод, содержащих тетраэтилсвинец от этилосмесительных установок и других объектов, где используется этилированный бензин;
— кислых сточных вод, загрязненных минеральными кислотами и солями.
Отдельные сети могут отсутствовать, если, например, на заводе нет производств, сбрасывающих соответствующие виды сточных вод, или предусмотрен их объединенный отвод.
Сточные воды второй системы канализации, содержащие соли, после очистки, как правило, сбрасываются в водоем. Не исключаются частные случаи использования этих стоков, а при соответствующих обоснованиях — их обессоливание и возврат в производство.
На отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах общепринятая схема включает три стадии очистки:
1) механическая — очистка от грубодисперсных примесей (твердых и жидких);
2) физико-химическая — очистка от коллоидных частиц, обезвреживание сернисто-щелочных вод и стоков ЭЛОУ;
3) биологическая — очистка от растворенных примесей.
Кроме того, производится доочистка биологически очищенных сточных вод.
Для очистки сточных вод I системы в настоящее время на отечественных предприятиях используют две схемы [19].
Первая схема включает очистку сточных вод в нефтеловушках, прудах, флотаторах песчаных фильтрах и т.д. Очищенная вода используется, для подпитки оборотных систем.
Вторая более перспективная схема, кроме сооружений механической и физико-химической очистки, включает сооружения биологической очистки, а в некоторых случаях — установки доочистки сточных вод.
В состав сооружений очистки сточных вод II системы входят установка механической очистки, физико-химической очистки сернисто-щелочных стоков, а также двухступенчатой биологической очистки. Кроме того, могут использоваться установки деминерализации воды, а также ее доочистки от взвешенных и растворенных органических примесей.

Приложенные файлы

  • docx 23691181
    Размер файла: 182 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий