Показатели химического производства и ХТП

ОХТ

Основные понятия и определения химической технологии.

Технология – это наука, изучающая способы и процессы переработки сырых природных материалов в предметы потребления и средства производства. Под понятием способы и переработки производства понимают ряд последовательных операций, проводимых сырьём в различных машинах и аппаратах с целью получения заданного продукта непосредственно используемого самим человеком или в дальнейшем, используемое в качестве сырья для получения других продуктов или средств производства.

Технология делится:

1) механическая – изучает процессы при которых изменяется внешний вид, форма или физ-ие св-ва материалов.

2) химическая – с свою очередь х-ая технология рассматривает процессы изменения хим-го состава и св-в материала. Предмет изучения – хим-ое производство. Цель изучения – создание целесообразных способов произв-ва, необходимых человеку продуктов.

Хим-ая технология делится на 2 вида:

Промышленность неорганических в-в:

1)произв-во основных хим-их в-в(кислоты, щелочи, соли)

2)произ-во тонких неорганических продуктов(реактивы, редкие элементы, полупроводники)

3)электрохим-ие произв-ва(хлор, щелочи, кислород)

4)металлургия(цветная, черная, металлургия благородных и редких металлов)

5)произв-во силикатов(стекло, цемент,керамика)

6)произв-во минеральных красок и пигментов).

Промышленность органических в-в:

1)основной(тяжелый) органический синтез(спирты, кислоты, эфиры, переработка метана,этилена)

2)произв-во полупродуктов и красителей

3)тонкий органический синтез(фармацевтические препараты)

4)произв-во высокомолекулярных в-в(пластические массы, каучук)

5)переработка горючих материалов(нефти, угля, сланцев)

6) произв-во пищевых продуктов(сахар, жиры).

На различных стадиях переработки выделяют технологические компоненты:

-сырье

-целевой продукт

-промежуточные продукты

-побочные продукты

-отходы

Сырье – это природные материалы, используемые в производстве продукции.

Целевой продукт – это материалы, образующиеся в процессе переработки сырья и являющиеся целью данного произв-ва.

Промежуточные продукты или полупродукты – это материалы, образующиеся в процессе переработки сырья после одной или несколько стадий произв-ва и являющиеся сырьем для последующих стадий.

Побочные продукты – это материалы, образующиеся на ряду с целевым продуктом, но не являющиеся целью данного произв-ва.

Отходы – остатки сырья, промежуточные и побочные продукты.

ХТП(химико-технологический процесс) представляет собой совокупность операций, позволяющий получить целевой продукт из исходного сырья. Все эти операции входят в состав основных трех стадий, характерных почти для всех ХТП:

1) подготовка исходных реагентов. На данной стадии проводятся операции, необходимые для подготовки сырья к проведению хим-ой р-ции. При этом хим-ие реагенты в реакционно-способное состояние. Например, поскольку скорость р-ции зависит от температуры, то исходные реагенты до проведения р-ции подогревают; газообразное сырье для повышения эффективности процесса и уменьшения размеров аппаратуры подвергают сжатию до определенного размера. Чтобы предотвратить побочные р-ции и получить продукт высокого качества исходное сырье подвергают очистке от посторонних примесей. Соответствующим образом подготовленное сырье направ-ся на вторую стадию.

2) химич-ое превращение. В результате которого образуется смесь продуктов(целевые, побочные, промежуточные продукты) и образуется непревращенное сырье

3) разделение продуктов р-ции. Продукты направ-ся на склад готовой продукции или на дальнейшую переработку. Непревращенное сырье рециклом возвращ-ся в процесс

На всех этапах, особенно на 3) проводят рекуперацию вторичных, материальных и энергетических ресурсов.

Потоки газообразных и жидких в-в подвергают очистке и обезвреживанию от опасных примесей. В свою очередь твердые отходы либо отправляют на дальнейшую переработку, либо размещают на хранение в безопасных для окружающей среды условиях.

ХТП представляет собой одну или несколько хим-их реакций сопровождаемых явлениями переноса теплоты, массы и импульса и оказывающее влияние как друг на друга, так и на протекание хим-ой р-ции.

В хим-ой технологии реализуется процессы 2-х типов:

С открытой схемой и с циклической схемой.

В открытой схеме все потоки проходят через совокупность аппаратов один раз. Данная схема осущ-ся с высокой степенью превращения сырья.

В циклической схеме часть непревращенного сырья рециклом возвращается на определенную стадию процесса: это осущ-ся для полноты использования сырья.

Совокупный ХТП включает следующие процессы:

1) механические и гидромеханические. К ним относят перемещение материалов, изменение их формы и размеров, сжатие и расширение, смешение и разделение потоков. Все эти процессы протекают без изменения хим-го и фазового состава обрабатываемого материала. Для этого используют фильтры, смесители, компрессоры, но и другие аппараты.

2) теплообменные. К ним относят нагрев, охлаждение, изменение фазового состояния. Эти процессы протекают в теплообменниках, кипятильниках и конденсаторах.

3) массообменные. Происходит межфазный обмен в результате которого происходит изменение компонентного состава контактирующих фаз без коренного изменения хим-го состава. К таким процессам относится растворение, кристаллизация, сушка, ректификация, дистилляция и осущ-ся в таких аппаратах, как сушилки, дистилляторы, ректификаторы.

4) химические. Происходит коренное изменение хим-го состава хим-их реакторов.

5) энергетические. Заключается во взаимном преобразовании различных видов энергии. Эти процессы осущ-ся в турбинах, генераторах.

6) информационно-управляющие. Отвечают за получение и передачу информации о состоянии потоков и в-в; осущ-ся различными датчиками, сигнальными системами и системами автоматического регулирования.

Хим-ое произв-во должно быть организовано, чтобы соблюдались следующие требования:

1)получение в произв-ве необходимого продукта

2)экономическая безопасность

3)безопасность и надежность эксплуатации оборудования

4)максимальное использование сырья и энергии

5)максимальная производительность труда.

Компоненты хим-го произв-ва

1)переменные

-сырье, поступающее на переработку

-вспомогательные материалы, обеспечивающие технологич-ий процесс

-продукты(целевой и побочный), как результат переработки сырья

-отходы произв-ва

-энергия, обеспечивающая функционирование произв-ва.

2)постоянные

-аппаратура(машины, аппараты, емкости, трубопроводы)

-устр-ва контроля и управления

-строительные конструкции(здания, сооружения)

-обслуживающий персонал(рабочие, аппаратчики, инженеры и другие работники произв-ва)

показатели химического производства и ХТП.

Показатели хим-го произв-ва и ХТП:

-экономические

-технические

-эксплуатационные

-социальные

1.технические показатели:

-расходные коэффициенты показывают количество затраченного сырья, материалов или энергии на произв-во единицы продукции

-качество готовой продукции определяют его потребительские св-ва и товарную ценность и оценивается такими характеристиками:содержание примесей, физич-ие и хим-ие показатели, внешний вид и размеры, цвет и запах.

-выход продукта – отношение практически полученного продукта теоретически возможному или максимальному

-производительность аппарата показывает кол-во готового продукта фактически вырабатываемого данным аппаратом в единицу времени при данном режиме работе, производительность аппарата при оптимальных условиях работы наз-ся мощностью

-интенсивность процесса показывает кол-во перерабатываемого сырья или образуемого продукта в единице объема аппарата в единицу времени.

2. экономические показатели.

Они определяют эконом-ую эффективность произв-ва, которая яв-ся важнейшим показателем, характеризующим эффективность ХТП. Эконом-ая эффек-ть зависит во-первых от мощности установки, во-вторых насколько полно используется новейшие достижения науки и техники.

Эконом-ая эффек-ть опр-ся 3-мя показателями:

-капитальная затрата

-себестоимость продукции

-производительность труда

1.капитальная затрата – это сумма всех затрат, произведенных при строительстве данного цеха или предприятия в целом. Во всех случаях, надо стремиться к тому, чтобы капит-ые затраты были минимальными. Однако применение новой более совершенной аппаратуры, коррозионно-устойчивых материалов, автоматических методов контроля и управления связано с увеличением материальных затрат, но при этом приводит к снижению эксплуатационных затрат и себестоимости продукции.

2. себестоимость продукции – это денежное выражение затрат данного предприятия на изготовление и сбыт единицы продукции. Затраты предприятия непосредственно связанные с производством продукции наз-ся фабрично-заводской себестоимостью и складывается из следующих статей:

А)сырье, материалы и полуфабрикаты непосредственно участвующие в химических реакциях

Б)топливо и энергия на технологич-ие цели

В)зараб-ая плата основных производственных рабочих

Г)амортизация – отчисление на возмещение износа основных производственных фондов, зданий, сооружений и оборудования.

Д)цеховые расходы включают затраты на содержание и текучий ремонт основных производственных фондов, а также затраты на содержание административно-управленческого персонала цеха, охрану труда и службу безопасности

Е)общезаводские расходы. Из себестоимости целевого продукта обычно вычитается стоимость побочных продуктов.

Соотношение затрат по различным статьям себестоимости сильно изменяется для различных химических производств. Важнейшей статьей яв-ся затраты на сырье. В большинстве случаев хим-их производствах они составляют 60-70% себестоимости. Топливо и энергия составляют около 10%. Заработная плата основных рабочих невелико вследствии высокой степени автоматизации и составляет около 4% себест-ти и отчисления на амортизацию составляет 10-15% себестоимости.

3. производительность труда – это кол-во продукции, вырабатываемая в единицу времени одним рабочим либо кол-во рабочего времени, затрачиваемого на выработку единицы продукции. Она зависит от техники произв-ва и мощности установки. При увеличении единичной мощности установки вдвое произв-ть труда увеличивается на 60-80%.

3. эксплуатационные показатели:

Они определяют влияние отклонений, отрегламентированных условий и состояний возникающих при работе произв-ва на показатели процесса и возможность управления ими.

1)надежность – характер-ся средним временем без аварийной работы либо средним числом аварийных остановок оборудования или произв-ва в целом за определенный отрезок времени. Этот показатель зависит от качества используемого оборудования и правильности его эксплуатации и обслуживания.

2)безопасность функционирования – это вероятность нарушений, приводящая к нанесению вреда и ущерба, обслуживающему персоналу, оборудованию, окруж-ей среде и населению.

3)управляемость и регулируемость – характеризует возможность поддержания показателей процесса в допустимых пределах.

4. социальные показатели.

Они определяют комфортность работы на данном произв-ве и его влияние на окруж-ую среду.

1)безвредность обслуживания оценивается сопоставлением санитарно-гигиенических условий для персонала, соответствующими нормали по загазованности, запыленности и уровню шума.

2)степень автоматизации и механизации – определяет долю ручного и тяжелого труда в произв-ве.

3) экономическая безопасность – определяет степень воздействия предприятия на окруж-ую среду и эколог-ую обстановку в регионе.