Задание на проектирование 42 (стр. 1 из 3)

Содержание

Введение	6
1 Общие сведения о технологии промышленного аналога	7
2 Анализ способа производства процесса промышленного аналога	8
3 Анализ результатов патентно-информационного поиска и выбор способа достижения цели проектирования	12
3.1 Приложение – таблица «Патентная документация, отобранная для последующего анализа»	20
4 Инженерные основы выбранного способа	22
4.1 Термодинамический анализ	22
4.2 Химизм и механизм реакции	27
4.3 Влияние параметров химического процесса на получение целевого продукта	30
4.4 Анализ реактора промышленного аналога на соответствие требований нового способа	37
5 Задание на проектирование	42
6 Технологическая часть	43
6.1 Характеристика сырья, вспомогательных веществ, материалов и готового продукта	43
6.2 Описание работы технологической схемы получения винилиденхлорида	46
6.3 Нормы технологического режима и метрологического обеспечения технологической схемы	52
6.4 Описание КИП и А, аналитический контроль	58
6.5 Безаварийный пуск и остановка производства	61
6.5.1 Пуск стадии получения винилиденхлорида – сырца	61
6.5.2 Пуск стадии ректификации	62
6.5.3 Остановка стадии получения винилиденхлорида	63
6.5.4 Остановка ректификации винилиденхлорида-сырца	64
6.6 Компоновочное решение	65
6.7 Метасистема, обеспечивающая функционирование производства	66
7 Технологические расчеты	70
7.1 Расчет основного аппарата	70
7.1.1 Материальный баланс стадии синтеза винилиденхлорида	70
7.1.2 Расчет объема реактора	74
7.1.3 Определение тепловой нагрузки	76
7.1.4 Расчет поверхности теплопередачи	79
7.1.5Конструктивно-механический расчет реактора	80
7.1.5.1 Расчет мешалки	80
7.1.5.2 Расчет толщины обечайки, работающей под внутренним давлением	82
7.1.5.3 Расчет толщины эллиптического днища, работающего под внутренним давлением	83
7.1.5.4 Определение наибольшего допустимого диаметра отверстия, не требующего дополнительного укрепления	84
8 Расчет вспомогательного оборудования	85
8.1 Расчет насоса поз. 2	85
8.2 Расчет емкости хранения катализатора поз. 4	86
8.3 Расчет конденсатора поз. 14	87
8.4 Расчет ректификационной колонны поз. 30	93
9 Безопасность и экологичность проектируемого производства	107
9.1 Безопасность труда проекта	107
9.1.1 Характеристика проектируемого производства	107
9.1.2 Производственная санитария	109
9.1.3 Техника безопасности при проведении технологического процесса и эксплуатации оборудования	114
9.1.4 Пожарная безопасность проектируемого объекта	117
9.2 Экологическая безопасность	118
10 Экономическое обоснование принятого проектного решения	125
10.1 Производственная структура и структура управления проектируемого производства винилиденхлорида	126
10.2 Расчет производственной мощности	127
10.3 Расчет единовременных затрат в проектируемое производство	129
10.4 Стоимость зданий и сооружений	130
10.5 Стоимость оборудования	130
10.6 Расчет затрат на сырье, материалы, топливо и энергию	132
10.7 Расчет численности промышленно-производственного персонала	133
10.7.1 Расчет численности основных и вспомогательных рабочих	133
10.7.2 Расчет численности руководителей и специалистов	135
10.8 Расчет затрат на оплату труда	136
10.8.1 Расчет затрат на оплату труда производственных рабочих	136
10.8.2 Расчет фонда оплаты труда руководителей, специалистов, служащих	137
10.9 Определение сметы «Расходов на содержание и эксплуатацию оборудования»	139
10.11 Определение себестоимости продукции	141
10.12 Расчет потребности в оборотных средствах	143
10.13 Расчет экономической эффективности проектируемого производства	144
10.14. Построение кривой безубыточности производства	146
10.15 Расчет срока окупаемости	149
Выводы	151
Список литературы	153
Приложения	156

8 Расчет вспомогательного оборудования

В результате анализа технологической схемы на соответствие нового способа требуется введение дополнительной емкости для хранения катализатора на стадии подготовки. Проведем расчет емкости.

Применение нового щелочного реагента (гидроксида натрия) позволяет снизить его расход и повысить производительность по винилиденхлориду. Проверим пропускную способность насоса при новом расходе гидроксида натрия.

Кроме этого, проверим, справится ли с нагрузкой конденсатор, а также ректификационная колонна при новых технологических условиях.

8.1 Расчет насоса поз. 2

Полезная мощность, затрачиваемая на перекачивание жидкости [26]:

, (8.1)

где Q – подача (расход), м³/с;

ρ – плотность раствора гидроксида натрия, кг/м³;

g – ускорение свободного падения;

Н – полный напор, м.

Полный напор:

, (8.2)

где Р₁ – давление в аппарате, из которого перекачивается жидкость, Па;

Р₂ – давление в аппарате, в который подается жидкость, Па;

Н_г – геометрическая высота подъема жидкости, м;

h_п – суммарные потери напора во всасывающей и нагнетательной линиях.

Так как давления в аппаратах равны Р₁ = Р₂, то

=0, (8.3)

тогда

, (8.4)

,

Мощность, которую должен развивать электродвигатель насоса на выходном валу при установившимся режиме работы:

, (8.5)

где η_н, η_пер – коэффициенты полезного действия соответственно насоса и передачи от электродвигателя к насосу.

Для центробежного насоса имеем:

η_н = 0,6 (средняя подача), η_пер = 1.

Заданной подаче соответствует центробежный насос марки Х8/30, для которого при оптимальных условиях 2,4·10^-3 м³/с; Н = 24 м, η_н = 0,5. Насос обеспечен электродвигателем АО2-32-2 номинальной мощностью N_н = 4 кВт, η_дв = 0,82. Частота вращения вала n = 48,3 с^-1.

8.2 Расчет емкости хранения катализатора поз. 4

Объем катализатора:

, (8.6)

где

- скорость подачи катализатора ( = 0,004 м³/ч);

- время запаса (примем 24 ч).

Объем катализатора:

С учетом коэффициента заполнения (φ = 0,9)

Для хранения катализатора необходима стандартная емкость объемом 0,125 м³.

8.3 Расчет конденсатора поз. 14

Исходные данные для расчета конденсатора сведены в таблицу 8.1.

Таблица 8.1 – Исходные данные для расчета конденсатора

Массовый расход винилиденхлорида , кг/ч	2055,13
Температура паров винилиденхлорида на входе в конденсатор t , °С	30 – 50
Температура винилиденхлорида на выходе из конденсатора t , °С	2 – 10
Температура этиленгликоля на входе в конденсатор t , °С	Минус 10
Температура этиленгликоля на выходе из конденсатора t , °С	Минус 5
Температура конденсации винилиденхлорида t , °С	31,7

Поскольку межтрубное пространство аппарата по принципу действия близко к аппаратам идеального вытеснения, его можно разделить на три зоны: охлаждение паров до температуры конденсации, конденсации и охлаждения конденсата [23].