- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
- •Навчальний посібник до вивчення курсу «Основи проектування хімічних виробництв»
- •Оглавление
- •Глава 1 основные этапы и организация проектирования
- •Глава 2 состав исходных данных и основные стадии
- •Глава 3 системы автоматизированного проектирования 78
- •Глава 4 введение в проектирование 90
- •Глава 5 выбор и разработка технологической схемы
- •Глава 6 выбор технологического оборудования
- •Глава 7 уравнения материального баланса технологи-
- •Глава 8 технологический расчет основной и
- •Глава 9 тепловой расчет основного оборудования 141
- •Глава 10 гидравлические расчеты 166
- •Глава 11 механический расчет 175
- •Глава 12 конструкционные материалы в химическом
- •Глава 13 оформление отдельных элементов химической
- •Глава 14 трубопроводы и трубопроводная арматура 224
- •Глава 15 вспомогательное оборудование химических
- •Введение
- •Глава 1 основные этапы и организация проектирования химических производств
- •1.1. Перспективный план и технико-экономическое обоснование
- •1.2. Задание на проектирование
- •1.3. Выбор района размещения предприятия и площадки строительства
- •1.3. «Роза ветров» района размещения предприятия и площадки строительства
- •1.4. Основные принципы проектирования зданий и сооружений химической промышленности
- •1.5. Разработка проектной документации по охране окружающей среды
- •1.5.1. Экологическое прогнозирование
- •1.5.2. Разработка прогноза загрязнения воздуха
- •1.5.3. Прогнозирование состояния поверхностных и подземных вод
- •1.5.4. Прогноз воздействия объекта при возможных авариях
- •1.6. Технологический процесс как основа промышленного проектирования
- •1.7. Генеральный план химических предприятий
- •1.8. Типы промышленных зданий
- •1.8.1 Основные элементы конструкции производственных зданий и их назначение
- •1.8.2 Одноэтажные промышленные здания
- •1.8.3. Многоэтажные здания
- •1.8.4. Вспомогательные здания и помещения химических предприятий
- •1.8.5. Склады промышленных предприятий
- •1.9. Инженерные сооружения
- •1.10. Специальные вопросы проектирования химических предприятий
- •Глава 2 состав исходных данных и основные стадии
- •2.2 Виды конструкторских документов
- •2.3. Содержание разделов исходных данных для проектирования промышленного химического производства
- •Раздел 1. Общие сведения и технология
- •Раздел 2. Характеристика выполненных научно-исследовательских и опытных работ, положенных в основу исходных данных для проектирования
- •Раздел 3. Технико-экономическое обоснование рекомендуемого метода производства. Перспективы производства и потребления
- •Раздел 4. Патентный формуляр
- •Раздел 5. Техническая характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов, основных и конечных продуктов. Целевое назначение и области применения основных продуктов
- •Раздел 6. Физико-химические корстанты и свойства исходных,
- •Раздел 7. Химизм, физико-химические основы и принципиальная
- •Раздел 8. Рабочие и технологические параметры производства
- •Раздел 9. Материальный баланс производства
- •Раздел 10. Технологическая характеристика побочных продуктов и
- •Раздел 11. Математическое описание технологических процессов и
- •Раздел 12. Данные для расчета, конструирования и выбора основного промышленного технологического оборудования и защиты строительных конструкций
- •Раздел 13. Рекомендации для проектирования автоматизации
- •Раздел 14. Аналитический контроль производства
- •Раздел 15. Методы и технологические параметры очистки химически и механически загрязненных сточных вод, обезвреживания газовых выбросов и ликвидации вредных отходов
- •Раздел 16. Мероприятия по технике безопасности, промсанитарии и противопожарной профилактике
- •Раздел 17. Указатель отчетов и рекомендуемой литературы по
- •2.4 Проектирование в системе подготовки
- •2.4.1 Курсовое проектирование
- •2.4.2. Дипломное проектирование
- •Глава 3 системы автоматизированного проектирования
- •3.1. История развития сапр
- •3.2. Основные принципы создания сапр
- •3.3 Применение эвм для автоматизации процесса пректирования
- •3.4. Автоматическое изготовление чертежей
- •3.5 Основные преимущества автоматизации проектирования.
- •3.6. Основные требования к сапр
- •3.7. Связь сапр с производством, расширение области применения
- •Глава 4 введение в проектирование
- •4.1. Проектно-сметная документация
- •4.2. Технико-экономическое обоснование проекта
- •4.2.1. Исходные положения
- •4.2.2. Обоснование способа производства химической продукции
- •4.2.3. Экономика строительства предприятия и производства продукции
- •Глава 5 выбор и разработка технологической схемы производства
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Последовательность разработки технологической схемы
- •5.3. Принципиальная технологическая схема
- •5.4. Размещение технологического оборудования
- •Глава 6 выбор технологического оборудования химических производств
- •6.1. Основные типы химических реакторов
- •6.2. Химические факторы, влияющие на выбор реактора
- •6.2.1. Реакции расщепления
- •6.2.2 Реакции полимеризации
- •6.2.3. Параллельные реакции
- •6.2.4. Комбинация реактора смешения с реактором вытеснения
- •6.3. Эскизная конструктивная разработка основной химической аппаратуры
- •6.3.1. Общие положения
- •6.3.2. Реакторы
- •6.4. Оптимизация процессов химической технологии
- •Глава 7 уравнения материального баланса технологического процесса
- •7.1. Стехиометрические расчеты
- •7.2. Общее уравнение баланса массы
- •7.3. Практический материальный баланс
- •7.4. Физико-химические основы технологического процесса
- •Глава8 технологический расчет основной и вспомогательной аппаратуры
- •8.1. Общие положения
- •8.2. Расчет объемов реакторов
- •8.2.1. Основные положения химической кинетики
- •8.2.2. Расчет идеальных реакторов
- •8.3. Определение объемов аппарата
- •Глава 9 тепловой расчет основного оборудования
- •9.1. Общее уравнение баланса энергии
- •9.2. Практический тепловой баланс
- •9.3. Теплообмен в реакторах
- •9.4. Расчет энтальпий и теплоемкостей
- •9.5. Расчет реактора периодического действия
- •9.6. Степень термодинамического совершенства технологических процессов
- •Глава 10 гидравлические расчеты
- •10.1. Расчет диаметра трубопровода
- •10.2. Расчет гидравлических сопротивлений в трубопроводе
- •10.3. Гидравлическое сопротивление кожухотрубчатых теплообменников
- •10.4. Подбор насосов
- •Глава 11 механический расчет
- •11.1. Расчет сварных химических аппаратов
- •11.1.1. Основные расчетные параметры
- •11.1.2. Расчет на механическую прочность
- •11.1.3 Требования к конструированию.
- •11.1.4 Расчет цилиндрических обечаек.
- •11.1.6. Подбор стандартных элементов
- •11.2. Расчет толстостенных аппаратов
- •Глава 12 конструкционные материалы в химическом машиностроении
- •12.1. Виды конструкционных материалов
- •12.2. Коррозия металлов и сплавов
- •12.2.1. Виды коррозии
- •12.2.2. Виды коррозионных разрушений
- •12.2.3. Способы борьбы с коррозией
- •12.3. Влияние материала на конструкцию аппарата и способ его изготовления
- •12.3.1. Конструкционные особенности аппаратов из высоколегированных сталей
- •12.3.2. Конструктивные особенности эмалированных аппаратов
- •12.3.3. Конструктивные особенности аппаратов из цветных металлов
- •12.3.4. Конструктивные особенности аппаратов из пластмасс
- •Глава 13 оформление отдельных элементов химической аппаратуры
- •13.1. Оформление поверхности теплообмена
- •13.2. Перемешивающие устройства
- •13.3. Уплотнения вращающихся деталей
- •Глава 14 трубопроводы и трубопроводная арматура
- •Глава 15 вспомогательное оборудование химических заводов
- •15.1. Виды вспомогательного оборудования
- •15.2. Транспортные средства
- •15.2.1. Классификация транспортных средств для твердых материалов
- •15.2.2. Машины для транспортировки жидкостей и газов
- •Список рекомендованой литературы
- •1Вимоги до оформлення розрахунково-пояснювальної записки та графічної частини
- •1.1 Загальні вимоги
- •1.2 Вимоги до тексту
- •1.2.10. Оформлення ілюстрацій і додатків.
- •1.3 Оформлення графічної частини
- •2 Склад розрахунково-пояснювальної записки
- •3 Стандартизація і метрологія
- •4 Матеріалоємність і ресурсозбереження
- •5 Будівельна частина
- •5.1 Вибір майданчика для будівництва
- •5.2 Пов’язування технологічної лінії з об’ємно-планувальним рішенням промислової будови
- •5.3 Вибір конструктивного рішення будівлі
- •5.4 Допоміжні будівлі і приміщення
1.5.3. Прогнозирование состояния поверхностных и подземных вод
Для разработки прогноза воздействия объекта на состояние поверхностных и подземных вод района должны быть определены:
- гидрологические, гидрогеологические и гидравлические характеристики водных объектов, используемых для водоснабжения или водоотведения проектируемого объекта;
- существующий уровень загрязнения поверхностных и подземных вод;
- объем водопотребления и водоотведения проектируемого объекта;
- расположение водозаборов и выпуска сточных вод объекта;
- объем водопотребления других водопользователей района в заданном интервале времени;
- количество, состав и характеристики сбрасываемых сточных вод с указанием основных загрязняющих веществ, их концентрации и класса опасности;
- расположение и технические характеристику показателей сточных вод других сооружений объекта, воздействующих на состояние водной среды;
- изменение параметров поверхностного стока территории, находящейся под воздействием проектируемого объекта;
- данные о количестве и составе сточных вод, сбрасываемых в реки и водоемы другими объектами района в заданном интервале времени или перспективный уровень фонового загрязнения водных объектов;
- требования органов водного надзора к режиму водопользования в рассматриваемом регионе;
- требования органов рыбоохраны к водопользователям водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение.
Для разработки прогноза составляют водохозяйственный баланс (ВХБ), перспективные потребности в воде в заданном интервале времени при изменении режима водопользования, связанные с эксплуатацией объекта и изменением инфраструктуры района.
1.5.4. Прогноз воздействия объекта при возможных авариях
Основными причинами возникновения аварийных ситуаций на объектах различного назначения являются нарушения технологических процессов на промышленных предприятиях, технические ошибки обслуживающего персонала, нарушения противопожарных правил и условий техники безопасности, отключение систем энергоснабжения, водоснабжения и водоотведения, стихийные бедствия, террористические акты и т. п. Различают проектные и запроектные аварии.
Проектные аварии подразделяются на три класса:
- максимальная экологическая авария - авария с катастрофическими, необратимыми последствиями значительного масштаба, наносящими значительный ущерб населенным пунктам и природной среде (например, разрушение плотин гидроэнергетического узла, авария реактора на АЭС с выбросом радиоактивных веществ и т.п.);
- крупная экологическая авария - авария с серьезными последствиями для природной среды и населения, причиной которой, как правило, является разрушение элементов производства (оборудования), неправильные действия обслуживающего персонала (например, авария систем очистки сточных вод промышленного объекта с большой утечкой стоков);
- технологическая экологическая авария - авария элементов технологической схемы, характеризующаяся кратковременностью воздействия и отсутствием необратимых последствий для среды (например, авария электрофильтра на ТЭС, приводящая к выбросу загрязняющих веществ в атмосферу).
Запроектные аварии отличаются от проектных только исходным событием, как правило, исключительным, которое не может быть учтено без специально поставленных в техническом задании на проектирование условий. Запроектные аварии характеризуются разрушением тех же объектов и теми же экологическими последствиями, что и проектные аварии. Вероятность возникновения запроектных аварий определяется величинами, связанными с воздействием внешних сил и событий (землетрясения, смерчи, ураганы, террористические акты, бомбардировка объектов в результате военных действий и т.п.).
Определение класса аварий следует выполнять по результатам анализа причин аварийности на конкретных объектах - аналогах примерно равной мощности с близкими характеристиками технологических процессов на основных производствах. Для этого на объекте-аналоге проводят:
- отбор наблюдавшихся аварийных ситуаций, имеющих экологические послед
ствия;
- классификацию аварийных ситуаций в соответствии с вышеприведенными признаками;
- описание сценариев выбранных аварийных ситуаций, а также наблюдаемых негативных последствий от них для окружающей среды;
- определение размеров зон аварийных ситуаций и интенсивность их воздействия на окружающую среду;
- оценку вероятности возникновения каждой аварийной ситуации.
Аварийность на объектах-аналогах следует оценивать по показателям риска их неблагоприятного воздействия на окружающую среду или инфраструктуру - население. Снижение аварийности и повышение уровня надежности предприятий и производств повышенной опасности должны обеспечиваться сейсмостойкостью, взрыво - и пожаробезопасностью проектируемых установок, агрегатов и сооружений.
Системы регулирования опасных технологических процессов на таких предприятиях должны отличаться постоянством параметров работы технологических установок - оборудования (температура, давление, скорость процесса и т.д.) - более жесткими требованиями к качеству и составу исходного сырья.
Принципиальные технологические схемы опасных производств должны
обеспечивать плавное регулирование технологических режимов, автоматическое отключение оборудования при авариях и пожарах.