Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Апреля 2014 в 07:26, дипломная работа
В проделанной работе проанализировано состояние производства бутадиена на базе цеха Д-4а ЗАО «ЭКООЙЛ» и выявлена необходимость реконструкции узла очистки бутадиен-сырца от ацетитленовых углеводородов, а именно колонны экстрактивной ректификации К-45, так как в колонне в процессе очистки происходит унос ацетонитрила и ацетилена с парами бутадиена, что по нормам технологического режима недопустимо.
Данное отклонение вызвано повышенными нагрузками по сырью, превышающим нормы расхода по проекту. Нарушение приводит к необходимости воз-врата бутадиена-сырца с нежелательными примесями на повторную очистку, что повышает энергозатраты и увеличивает затраты времени на получение готовой продукции.
Введение
1. Аналитический обзор………………………………………………………........ 6
1.1. Современные промышленные способы получения бутадиена………….. 6
1.2. Обоснование технологии базового производства…………………………. 6
1.3. Структурная схема проектируемого процесса и ее описание……………. 8
2. Технологическая часть……………………………………………………......... 14
2.1. Характеристика готовой продукции……………………………………........... 14
2.2. Характеристика сырья, вспомогательных материалов,
полуфабрикатов………………………………………………………………….. 15
2.3. Нормы технологического режима…………………………………………….. 16
2.4. Технологическая схема проектируемого процесса и ее описание……… 23
2.5. Аналитический контроль производства………………………………........... 25
3. Расчетная часть………………………………………………………………….. 28
3.1. Расчёт материального баланса проектируемого процесса………............ 28
3.2. Технологический расчет аппарата………………………………………........ 34
3.3. Конструктивный расчет аппарата…………………………………………….. 38
4. Автоматизация и АСУ ТП……………………………………………………… 45
5. Охрана труда и техника безопасности………………………………………. 55
6. Охрана окружающей среды……………………………………………………. 66
7. Экономическая часть……………………………………………………………. 77
7.1. Входная информация и предварительные расчеты………………………. 77
7.2. Расчет численности и годового фонда заработной платы рабочих…….. 79
7.3. Расчет затрат на сырье, вспомогательные материалы и
энергоресурсы……………………………………………………………………. 81
7.4. Расчет цеховых расходов и калькуляции себестоимости………………… 82
7.5. Расчет технико-экономических показателей………………………………… 84
8. Заключение……………………………………………………………………….. 86
9. Список используемой литературы…………………………………………….. 87
Приложения:
1. Приложение 1
2. Приложение 2
3. Технологическая схема производства
4. Технологическая схема узла экстрактивной ректификации с
автоматизацией
5. Чертёж общего вида ректификационной колонны
6. Чертёж деталей и узлов основного аппарата
7. Сравнительная таблица технико-экономических показателей
Повышенный уровень шума на рабочем месте
При организации рабочего места следует принимать все необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека на рабочих местах, до значений, не превышающих допустимые:
Зоны с уровнем звука или эквивалентным уровнем звука выше 80 дБ А должны быть обозначены знаками безопасности по ГОСТ 12.4.026. Работающих в этих зонах администрация обязана снабжать средствами индивидуальной защиты по ГОСТ 12.4.051.
5.3. Расчет искусственного освещения
Освещение является важнейшим показателем безопасности на производстве, искусственному освещению уделено, очень большое внимание так как режим работы круглосуточный.
Неправильное производственное освещение ухудшает условия работы, утомляет персонал, уменьшает производительность труда, неблагоприятно влияет на производственную среду, повышает травматизм.
При проектировании искусственного освещения необходимо решить вопросы: выбрать систему освещения, тип источника света, выбрать тип светильника, распределить светильники и определить их количество.
Величина минимальной освещенности устанавливается по характеристики зрительной работы, которую определяют наименьшим размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и характеристикой фона.
Показатели для аппаратчика:
В соответствии с выбранной системой освещения и источником света по этим же таблицам находим минимальную нормируемую освещенность.
Световой поток одного источника света рассчитывается по формуле:
(5.1)
где Е – нормированная освещенность, лк;
Е = 300;
К3 – коэффициент запаса, учитывающий строение ламп и загрязнение светильников;
К3 = 1,5;
S – площадь освещаемого помещения, м2;
S = а×в = 20×22 = 440 м2. (5.2)
Z – коэффициент минимальной освещенности;
Z = 1,1 (для люминесцентных ламп);
N – число источников света в помещении;
N = 150;
η – коэффициент использования светового потока, он зависит от типа светильника, коэффициентов отражения от стен, потолка, пола и от геометрической характеристики помещения. Коэффициент η определяется индексом помещения i.
i = S/H×(а + в); (5.3)
где Н – высота помещения, м;
Н = 15 м;
а и в – длина и ширина помещения, м;
а = 20 м, в = 22 м.
i = 440/15×(20 + 22) = 0,7.
η = 46% ;
Тогда
Выбираем ближайшую стандартную ламп: нлвд + мгл = 2104 лм.
В качестве светильников можно применить для данного типа ламп светильник марки ЛСП 01 – 2×80 в количестве 100 штук.
Определим мощность каждой лампы Рл (Вт) для создания в помещении нормируемой освещенности:
РЛ = р×S/n, (5.4)
где р – удельная мощность, Вт;
р = 20 Вт/м2;
S – площадь помещения, м2;
S = 440 м2;
n – число ламп в осветительной установке;
n = 1000.
РЛ = 20×440/100 = 90 Вт.
5.4. Защита в чрезвычайных ситуациях
Цех Д-4а ЗАО «ЭКООЙЛ» относится к химически опасным объектам, так как в данном производстве применятся опасное химическое вещество ацетонитрил, которое относится к III классу опасности.
Оценка обстановки при авариях на химически опасных объектах (АХОВ)
Время испарения АХОВ определяется по формуле
(5.5)
где h – толщина слоя разлившегося АХОВ, м;
d – плотность АХОВ, т/м3, определяется по табл. 5.7;
d = 2,885 т/м3 при давлении в резервуаре 3,67 кгс/см2;
К2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ, определяется по табл. 5.7;
К4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра, определяется;
К4 = 1,33 при скорости ветра 2 м/с;
К7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, определяется по табл. 5.7 [23].
h = Н – 0,2, (5.6)
где Н – глубина поддона (высота обваловки), м;
Н = 2 м
h = 2 – 0,2 = 1,8м.
Таблица 5.7
Характеристики опасных химических веществ
и вспомогательные
коэффициенты для определения глубин
зон заражения
Наименование АХОВ |
Плоность, т/м3 |
Темпе-ратура кипения, °С |
Пороговая токсодоза, мг×мин/л |
Значения Вспомогательных коэффициентов | |||
К2 |
К3 |
К7 | |||||
жидкость |
для 20°С |
для 40°С | |||||
Ацетонитрил |
0,786 |
81,6 |
21,8 |
0,004 |
0,28 |
1 |
2,6 |
Определение эквивалентного количества химического вещества
Эквивалентное количество АХОВ (т) по первичному облаку определяется по формуле:
(5.7)
При К1 = 0, QЭ1 = 0.
Эквивалентное количество АХОВ (т) по вторичному облаку рассчитывается по формуле [23]:
, (5.8)
где К6 – коэффициент, зависящий от времени,
прошедшего после аварии
(Тав) ч;
Q0 – количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т;
Q0 = 115 т;
К5 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости;
К5 = 0,23, так как авария произошла ночью при сплошной облачности;
К7 = 1 для температуры 20°С.
Значение коэффициента К6 определяется после расчета времени испарения пролива АХОВ:
(5.9)
где Тав – время, на которое определяется действие источника ЧС.
При Т = 64,8 ч, К6 = 64,80,8 = 28,13
QЭ2 = (1–0)×0,004×0,28×1,33×0,23×28,
Определение глубины зоны химического заражения
Глубина зоны заражения первичным облаком Г1 = 0.
В зависимости от скорости ветра и эквивалентного количества АХОВ определяется глубина зоны заражения вторичным (Г2) облаком [23].
QЭ2 = 0,21 т при скорость ветра 2 м/с находится в интервале от 0,1 до 0,5 т, поэтому значение Г2 определяется методом двойного интерполирования.
Определяется Г2 при скорости ветра 2 м/с:
для QЭ2 = 0,1 т Г2 = 0,84 км; для QЭ2 = 0,5 т Г2 = 1,92 км;
для QЭ2 = 0,21 т Г2 = 0,84 + (1,92–0,84)×(0,21–0,1)/(0,5–0,
Таким образом, для QЭ2 = 0,21т, Г2 = 1,14 км.
Полная глубина зоны заражения
определяется по формуле:
Г = max{Г1, Г2} + 0,5min{Г1, Г2}. (5.10)
Т = 64,8 ч, ГП = 1,14 + 0,5×0 = 1,14 км.
Предельное значение глубины
переноса переднего фронта
зараженного воздуха
определяется по формуле:
(5.11)
где Тав – время, прошедшее после начала аварии, ч;
VП – скорость переноса зараженного воздуха, км/ч.
Скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха при скорости ветра 2 м/с и изотермии равна 12 км/ч.
На Т = 64,8 ч, ГПРЕД = 64,8×12 = 777,6 км.
Расчетное значение глубины зоны заражения АХОВ
Для АХОВ, хранящихся в жидком состоянии, за ГРАСЧ принимается меньшее из значений Г2 и ГПРЕД:
На Т = 1 ч Г2 < ГПРЕД, следовательно, ГРАСЧ = Г2 = 1,14 км.
На Т = 2 ч Г2 < ГПРЕД, следовательно, ГРАСЧ = Г2 = 1,14 км.
На Т = 4 ч Г2 < ГПРЕД, следовательно, ГРАСЧ = Г2 = 1,14 км.
На Т = 64,8 ч Г2 < ГПРЕД следовательно, ГРАСЧ = Г2 = 1,14 км.
Определение площадей зон возможного заражения
Площадь зоны возможного заражения определяется по формуле [23]:
(5.12)
где SВ – площадь зоны возможного заражения, км2;
ГРАСЧ – расчетная глубина зоны заражения, км;
ГРАСЧ = 1,14 км;
φ – угол сектора вероятного изменения направления ветра, град, определяемый в зависимости от скорости ветра.
При скорости ветра 2 м/с φ = 90°.
Площадь зоны фактического заражения определяется по формуле:
(5.13)
где SФ – площадь зоны фактического заражения устойчивости воздуха, км2;
К8 – коэффициент, зависящий от степени
вертикальной устойчивости
атмосферы;
ГРАСЧ – расчетная глубина зоны заражения, км;
ТАВ – время, прошедшее после аварии, ч.
При инверсии К8 = 0,133, ТАВ = 2,3.
Sф = 0,133×1,142×2,3 = 0,39 км2.
Площадь зоны фактического
заражения на 64,8 часов не определяется,
так как оно длится больше 4 часов и велика
вероятность изменения направления
ветра.
Ширина зоны фактического заражения
Ширина зоны фактического заражения определяется по формуле:
(5.14)
где а – ширина зоны фактического заражения, км;
Определение ожидаемого времени распространения
зоны химического заражения до объекта экономики
Принимаем ГРАСЧ = L = 1,14 км,
где L – расстояние от ХОО до объекта экономики, км.
Ожидаемое время ТОЖИД распространения химической зоны заражения:
ТОЖИД = max {ТПОДХ; Тав}. (5.15)
Определение ГРАСЧ по предельной глубине зоны заражения ГПРЕД = L = 1,14 км.
Скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха VП = 12 км/ч
Определение времени подхода переднего фронта зараженного облака ОЭ
TПОДХ = ГПРЕД/VП = 1,14/12 = 0,095 ч. (5.16)
Время, прошедшее после аварии:
ТАВ= (К6)1,25. (5.17)
(5.18)
ТАВ = (27,68)1,25 = 63,49 ч.
Ожидаемое время распространения химической зоны заражения равно
ТОЖИД = max {ТПОДХ; Тав} = 0,095 ч
Определение возможных потерь населения при аварии на ХОО
Доля незащищенного населения подсчитывается по формулам:
(5.19)
в городе К = (1 – 0,4)×(1 - 0,2) = 0,48;
в загородной зоне К' = (1 – 0,13)×(1 - 0,1) = 0,78.
Возможные общие потери населения в очаге поражения АХОВ
определяются по формуле:
(5.20)
SФ и ГРАСЧ берется при Т = 4 ч.
Ориентировочная структура потерь людей в очаге поражения АХОВ составит:
а) санитарные потери легкой формы тяжести (I степень) – 337×0,25 = 84 чел.;
б) санитарные потери средней и тяжелой формы тяжести (обязательна госпитализация) (II и III степени) – 337×0,4 = 135 чел.;
в) безвозвратные потери (смертельный исход) (IV степень) – 337×0,35 = 118 чел.
Возможное количество пораженных людей и структура их поражения в городе:
Возможное количество пораженных людей и структура их поражения в загородной зоне:
NЗЗ = 0 чел.
6. Охрана окружающей среды
6.1. Система государственного
закона «Об охране окружающей среды»
Задачей государственного экологического контроля является обеспечение выполнения правовых требований по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды от загрязнения всеми государственными органами, предприятиями, организациями и гражданами, которым такие требования адресованы. Государственный контроль носит, таким образом, надведомственный характер.
Существенной особенностью государственного экологического контроля является и то, что он ведется от имени государства. Осуществляемый в рамках экологической функции государства государственный контроль в данной сфере в значительной мере определяет эффективность данной функции. Потенциально государственный экологический контроль более других видов контроля может влиять на процесс исполнения экологических требований, поскольку он как инструмент осуществления экологической функции государства может использовать не только собственные полномочия государственно-властного характера, но и прибегать к поддержке правоохранительных органов – прокуратуры и суда. Основными мерами административного принуждения при этом являются меры административного пресечения (приостановление или прекращение эксплуатации экологически вредных объектов), административной ответственности (предупреждение, штраф и др.), административно-процессуальные меры (постановка вопроса о привлечении к уголовной или административной ответственности, возмещении экологического вреда или применении мер общественного воздействия).
Информация о работе Реконструкция производства бутадиена на базе цеха Д-4а ЗАО «ЭКООЙЛ»