Схеми виробництва

У цьому розділі необхідно на основі критичного аналізу роботидіючих виробництв показати позитивні якості та недоліки кожного з них.

При цьому аналізуються: інтенсивність виробництва; доступність сировини та допоміжних матеріалів; якість одержуваної продукції; енерговитрати; екологічна безпека виробництва; та іншіпараметри,що підтверджують відповідність технологічних рішень новітнім досягненням науки і техніки.

При виконанні роботи з реконструкції діючого виробництва необхідно охарактеризуватийого недоліки та показати, які позиції технологічного процесу і чому не відповідають сучасним досягненням у ційгалузі. На основі аналізу науково-технічної літературитадосвіду роботи передових підприємств необхідно запропонувати технологічні рішення, з використанням яких можливо ліквідувати недоліки у роботі діючого виробництва.

Розділ завершують короткими висновками, в якому показуютьпереваги вибраної технології виробництва.

3.2. Характеристика виробленої продукції, вихідної сировини та напівпродуктів, матеріалів, енергетичних ресурсів

у цьому розділі подаються:

– технічне найменування продукції відповідно з нормативною документацією;

– галузь використання продукції;

– номер та найменування стандарту або технічних умов, згідно а якими виробляється продукція, а також технічні вимоги до якості продукції;

– номери та найменування стандартів, а також технічні вимоги до якості сировини, напівпродуктів, допоміжних матеріалівта енергоносіїв;

– основні фізико-хімічні властивості та константи продукції, наприклад, зовнішній вигляд, густина, розчинність, температури плавлення, кипіння, поліморфних переходів, пружність пари, в¢язкість, електропровідність та інші характеристики, необхідні для технологічних розрахунків.

Вимоги до якості готової продукції, сировини, напівпродуктів та матеріалів наводяться у вигляді таблиці 3.1.

Таблиця 3.1.

Фізико-хімічні властивості сировини, матеріалів та

готової продукції

Найменування сировини, напів-продуктів, матеріалів та готової продукції

Стандарти або технічні умови

Показники, обов¢язкові до контролю

Регламентовані показники з допустимими відхиленнями

Усі дані подаються з посиланнями на відповідні стандарти, довідкову або науково-технічну літературу.

3.3. Характеристика прийнятого методу виробництва, хімізм, теоретичні основи і обґрунтування норм технологічних

режимів

у цьому розділі з використанням даних науково-технічної літератури викладають:

– хімізм процесів усіх стадій виробництва;

– термодинамічний аналіз виробничих процесів для обґрунтування умов досягнення максимального ступеня перетворення сировини та утилізації фізичної теплоти матеріальних потоків і теплоти реакцій;

– кінетичний аналіз процесів з урахуванням лімітуючих стадій тепло– та масообміну, каталізу, газо– і гідродинаміки потоків та ін.

Для обґрунтування норм технологічних режимів розглядається вплив параметрів технологічного процесу, що регулюються (температури, тиску, концентрації, співвідношення компонентів, швидкості потоків, перемішування, присутності каталізаторів та ін.) на ступінь перетворення вихідної сировини і на швидкість виходу цільового продукту необхідної якості.

При обґрунтуванні норм технологічних режимів матеріал викладається в такій послідовності. Наводяться термохімічні рівняння основних та побічних реакцій; дається якісна та кількісна характеристика цих реакцій; наводяться чисельні значення констант рівноваги в залежності від температури та тиску, а також рівняння, за якими ці константи обчислюються. Аналізують вплив термодинамічних факторів (температури, тиску, концентрації, співвідношення компонентів та ін.) на максимізацію виходу цільового продукту та на мінімізацію побічних реакцій.

Далі розглядають кінетику процесів. Наводять кінетичні рівняння, характеризують лімітуючі стадії процесів. Аналізують вплив технологічних параметрів, що регулюються, на швидкість проходження процесів. Виявляють оптимальний режим, якщо має місце протилежна дія параметру. Для каталітичних процесів більш докладно розглядають теоретичні основи каталізу даного процесу, характеристики каталізаторів та їх вплив на швидкість перебігу процесів.

Аналізують вплив технологічних режимів на якість цільової продукції та приводять заходи, що сприяють покращенню якості продукції.

Обґрунтування умов максимального використання енергетичних властивостей матеріальних потоків доцільно проводити за допомогою ексергетичного аналізу виробництва. Для цього аналізуються енергетичні показники виробництва, розглядають можливість одержання вторинних енергоносіїв, а також можливість ство-

рення енерготехнологічної схеми виробництва з максимальною рекуперацією енергії.

Проводять теоретичній аналіз впливу технологічних режимів на зменшення викидів у навколишнє середовище.

Аналіз впливу технологічних режимів на основні виробничі показники проводять з використанням табличних, графічних або формульних даних, одержаних з науково-технічної літератури. Посилання на літературні джерела, подані у кінці пояснювальної записки, обов'язкові.

Розділ закінчується висновками, в яких наводяться технологічні параметри, що є обов'язковими для проведення процесу та для розрахунків матеріального і енергетичного (теплового) балансів процесу, а також для розрахунківтехнологічної апаратури та обладнання.

3.4. Опис технологічної схеми виробництва

Послідовно описується технологічний процес, призначення і взаємний зв¢язок технологічного обладнання з указанням номерів позицій реакторів і машин, наведених на технологічній схемі. Наводяться значення технологічних режимів: температури, тиску, концентрації, співвідношення компонентів та ін. у технологічних середовищах, швидкість проходження потоків через реактори, тривалість перебування технологічних сумішей у реакторах, ступені перетворення сировини або напівфабрикатів у реакторах та ін.

3.5. Визначення витратних коефіцієнтів з сировини, напівпродуктів, допоміжних матеріалів та енергоносіїв

3.5.1. Розрахунок матеріального балансу виробництва

Матеріальний баланс хіміко-технологічного процесу ґрунтується на законі збереження маси речовини. тобто маса введеної на кожній зі стадій сировини дорівнює масі продуктів, відходів і втрат.

Матеріальний баланс складається з метою визначення витратних коефіцієнтів; для розрахунку і вибору технологічних реакторів і обладнання необхідної потужності; для розрахунку теплового балансу.

Матеріальний баланс може розраховуватися для всього технологічного процесу, для окремих його стадій або для окремого реактора.

Можна складати матеріальний баланс для довільної кількості основної сировини з наступним перерахунком не вихідну потужність виробництва.

При обчисленні матеріального балансу слід врахувати те, що вихідна сировина, продукція і відходи не є чистими хімічними речовинами, а мають домішки. Враховують також ступені перетворення вихідної сировини; нестехіометричне співвідношення компонентів у технологічних реакційних сумішах; втрати сировини і готової продукції на всіх стадіях виробництва; структуру хіміко-технологічного процесу (послідовність, паралельність або розгалуженість потоків, рецикл, ретур).

Розрахунок матеріального балансу стає контрольним розрахунком при перевірці розробленої студентом програми при виконанні багатоваріантних розрахунків з використанням обчислювальної техніки.

Розрахунок матеріального балансу узагальнюють у вигляді таблиці матеріального балансу, що складається з приходу (вихідна сировина, яка задіяна у ході технологічного процесу або його стадії) і витрат (готова продукція, відходи виробництва, втрати). Для газофазних процесів матеріальний баланс доповнюється розрахунками об‘ємів компонентів за нормальних умов (Т = 273 К, Р = 0,1 Мпа). Розбіжність між приходом і витратами допускається не більш, як піввідсотка.