Экологическое и технико-экономическое обоснование проектов химических производств.

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

 

Издание 2-е, исправленное и дополненное

 

Под редакцией А. И. Михайличенко

 

Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки дипломированных специалистов «Химическая технология неорганических веществ и материалов», «Химическая технология органических веществ и топлива», «Химическая технология высокомолекулярных соединений и полимерных материалов», «Химическая технология материалов современной энергетики», «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий», «Энерго- и ресурсосберегающие процессы химической технологии, нефтехимии и биотехнологии», «Биотехнология»

 

Москва

ИКЦ «АКАДЕМКНИГА»

УДК 66

ББК 65.304.17

О75

 

 

Р е ц е н з е н т ы:

доктор технических наук, профессор Г. Г.Волокитин

(Томский государственный архитектурно-строительный университет)

доктор технических наук, профессор В. И. Верещагин

(Томский политехнический университет)

 

 

Основы проектирования химических производств: Учебник для вузов /Под ред. А. И. Михайличенко. – М.: ИКЦ «Академкнига» 2010. – 371 с.

 

ISBN 5-94628-131-3

 

Рассмотрены основные принципы и этапы архитектурно-строительного и технологического проектирования химических производств с разработкой технологической схемы, материальными и тепловыми расчетами, механическим расчетом и подбором стандартного оборудования

Учебник подготовлен на химико-технологическом факультете Томского политехнического университета и в Российском химико-технологическом университете им. Д. И. Менделеева и предназначен для студентов очного и заочного обучения химических специальностей вузов и факультетов, а также может быть использован инженерно-техническими работниками химической промышленности.

 

ISBN 5-94628-131-3 Ó В. И. Косинцев, А. И. Михайличенко,

Н. С. Крашенинникова,

В. М. Миронов, В. М. Сутягин, 2010

Ó ИКЦ «Академкнига», 2010

Предисловие

 

К настоящему времени в мире синтезировано огромное количество химических соединений. Отрасль химических производств является ведущей и определяет в целом прогресс химической промышленности. Она обеспечивает сырьем все остальные отрасли народного хозяйства. Поэтому создание современной, экологически и экономически целесообразной технологии производств химических продуктов (молекул, катализатора, растворителя, полимера и т.д.) является основной задачей химиков-технологов. К инженерам химикам-технологам предъявляются высокие требования в различных областях знаний. Именно они должны уметь выбирать наиболее приемлемые варианты производства того или иного химического продукта.

Химик-технолог должен знать основы специальной технологии, особенно ее общие методы и принципы, владеть методикой экономических и экологических расчетов, так как в процессе разработки технологии необходимо оценивать различные пути синтеза химических продуктов, методы их производства, варианты технологических схем и оценивать среди них оптимальные, выбирать наиболее необходимое оборудование и надежную систему контроля и регулирования производства.

Для этого он должен в достаточной мере знать основу конструирования реакторов синтеза химических веществ. Кроме того, химик-технолог, является центральной фигурой при создании, проектировании и эксплуатации химических производств.

Поэтому необходимо готовить высококвалифицированных химиков-технологов низкого профиля. В связи с этим настоящее пособие будет необходимым в процессе подготовки специалистов, а так же при их переподготовки.

Истинной сутью проектирования производств является соединение химической идеи с инженерным поиском, диктуемых экономическими, экологическими факторами. В процессе проектирования химических производств решаются многие задачи:

- технология производства и его аппаратурное оформление;

- генеральный план;

- электротехническое обеспечение и т.д.

Однако нас в контексте этой книги интересует технологическое проектирование, включающее в себя:

- выбор метода химического производства продуктов, отвечающего конкретным условиям;

- экологическое технико-экономическое обоснование проектов;

- расчет, выбор и разработку необходимого технологического оборудования;

- рациональное размещение оборудования в цехе;

- механизация и автоматизация процесса.

В пособии рассматривается системный подход к проектированию сложных систем, какими являются химические производства. В частности, рассмотрены приемы и методы разработки технологической схемы производства, эскизное конструирование реакторов, объемно- планировочные ремонты цеха.

Кроме того, приводится методика проведения материальных, тепловых балансов, расчеты реакторов и другие расчеты.

Экологическое и технико-экономическое обоснование проектов химических производств.

Нормативной основой экологического обоснования проектов служат:

- закон РФ и об охране окружающей среды;

- инструкция по экологическому обоснованию хозяйственной деятельности (утвержден приказом Министерства России от 29.12.1995г., № 5351).

Методология создания и проектирования химических производств включает последовательное выполнение работ на различных этапах:

- предпроектная разработка химических технологий;

- выполнение рабочего проекта производства химических продуктов.

Предпроектная разработка химических производств включает в себя:

- экологическое обоснование инвестируемых проектов химических производств;

- технико-экономическое обоснование проектных решений.

На рис 1. представлена процедура экологического обоснования инвестируемых проектов химических производств.

Экологическая экспертиза технологий химических веществ - это оценка малоотходности производства в сравнении с выработанными нормативами или имеющимися лучшими образцами. При этом определяется степень экономичности и экологической опасности способа производства и технологических переделов, выхода технологии в окружающую среду и т. д.

Методы экологической оценки технологии следующие:

- материальные балансы и технологические расчеты;

- технологическая альтернатива;

- прогнозирование технологического риска;

- оценка экологической опасности технологии;

Этапы Природопользование Документация Общественность Исполнительная власть

				Предварительное согласование хозяйственной деятельности определения участка застройки
		1.Экологическая оценка района предполагаемого размещения 2. Источники воздействия-выдвижения экологических нагрузок 3.Определние граничных условий природопользования
				Принципиальное одобрение администрации места размещения объекта

 

 

Этапы Природопользование Документация Общественность Исполнительная власть

 

 

Рис. 1. Процедура экологического обоснования инвестиционных проектов химических производств

 

 

- регистрация экологических последствий технологии производства химического продукта.

Метод материальных балансов и технологических расчетов позволяет выявить источники выбросов и сбросов химических продуктов, дать количественную оценку техногенных потоков в окружающую среду, выявить качественный состав и агрегатное состояние загрязнителей и в целом все каналы взаимосвязи в системе «технология-окружающая среда».

В свою очередь метод технологической альтернативы предполагает анализ и оценку технологии по отношению к существующим технологическим аналогам химических производств с заданной экологичностью.Он позволяет сравнивать проектируемую технологию с экологически безопасными аналогами.

Методы прогнозирования технологического риска предусматривают системный анализ и прогнозирование возможных аварийных ситуаций, а также оценку технологического риска и аварийности при нормальной эксплуатации.

С позиции системного анализа методы регистрации экологических последствий технологий производства включают в себя анализ связей промышленной технологии химических веществ с окружающей средой, а также анализ каналов связей и оценку их экологичности.