Contribution to International Economy

  • Диплом по химии
(5.1)
где Н - навеска влажного (фталазола) норсульфазола;
Нт - навеска после высушивания.
Метод анализа №2. Определение остаточного норсульфазола в реакционной массе.
Отобранную пробу быстро, в горячей воде, фильтруют на воронке Бюхнера. Из фильтрата отбирают пипеткой 10 мл в стакан, добавляют 20 мл соляной кислоты (разведение 1:1), 5 мл 20 % и титруют 0.1 Н раствором нитрита натрия до появления неисчезающего в течение 4 минут синего окрашивания на йодкрахмальной бумаге от капли испытуемого раствора:
(5.2)
где а - количество 0.1 Н раствора нитрита натрия, израсходованного, на титрование пробы;
к - поправочный коэффициент. 1 мл 0.1 Н раствора нитрита натрия соответствует 0.0255 г норсульфазола.
5.2.3 Метод анализа №3. Контроль полноты промывки фармакопейного фталазола
а) определение свободной фталевой кислоты
1.2 г влажного фталазола взбалтывают с 50 мл свежепрокипяченой и охлажденной воды и агревают на водяной бане при 70°С в течение 5 мин. Быстро охлаждают и фильтруют. К 25 мл фильтрата прибавляют 3 капли раствора фенолфталеина. Розовое окрашивание должно появиться от прибавления 0.35 мл 0.05 Н раствора едкого натра;
б) определение сульфат- и хлорид- ионов
1.2 г влажного фталазола взбалтывают с 25 мл воды в течение 1 -2 минут и охлаждают:
к 5 мл фильтрата разведенного водой до объема 10 мл прибавляют 0.5 мл раствора, перемешивают и через 5 минут сравнивают с эталоном, состоящим из 10 мл 0.0002 % раствора хлор-иона и такого же количества реактивов, какое добавлено к испытуемому раствору. Опалессенция , появившаяся в испытуемом растворе, не должна превышать эталон;
к 10 мл этого же фильтрата прибавляют 0.5 мл разведенной соляной кислоты и 1 мл раствора хлорида бария, перемешивают и через 10 минут сравнивают с эталоном, состоящим из 10 мл 0-001 % раствора сульфат-ионов и такого же количества реактивов. Муть появившаяся в испытуемом растворе не должна превышать эталон;
в) определение остаточного норсульфазола
1.2 г влажного фталазола взбалтывают с 10 мл разведенной соляной кислотой в течение 15 минут и после отстаивания при комнатной температуре фильтруют. К фильтрату прибавляют 40 мл воды, 0.5 г бромистого калия, 2 капли раствора тротолина и 1 каплю раствора метилового синего и титруют 0.1 молярным раствором нитрита натрия по 0.05 мл через 1 минуту до зеленоватого окрашивания.
На титрование должно расходоваться не более 0.2 мл 0.2 молярного раствора нитрита натрия.
1 мл 0.1 Н нитрита натрия соответствует 0.0253 г норсульфазола, которого должно быть не
более 0.5 %
(5.3)
где а - количество 0.1 Н раствора нитрита натрия;
к - поправочный коэффициент к титру 0.1 Н раствора нитрита натрия; б - навеска норсульфазола.
5.2.4 Метод анализа №4. Определение содержания фталевой кислоты в растворе после фильтрации фталазола
10 мл испытуемого раствора помещают в мерную колбу емкостью 200 мл, доводят до метки дистиллированной водой. Из разведения отбирают 20 мл и титруют 0.1 Н раствором едкого натра с индикатором фенолфталеином. Расчет ведут на фталевый ангидрид:
(5.4)
где а - количество 0.1 Н раствора едкого натра, пошедший на титрование;
к - поправочный коэффициент к титру 0.1 Н раствора едкого натра.
5.2.5 Метод анализа №5. Определение фталевой кислоты в маточнике после регенерации фталевой кислоты
10 мл анализируемого раствора вносят в колбу емкостью 100 мл, прибавляют 3-5 капель Фенолфталеина и титруют 0.1 Н раствором едкого натра до появления розового окрашивания, расчет ведут на фталевый ангидрид. 1 мл 0.1 Н раствора едкого натра соответствует 0.0074 г фталевого ангидрида:
(5.5)
где а - количество 0.1 Н раствора едкого натра, пошедший на титрование:
к - поправочный коэффициент к титру 0.1 Н раствора едкого натра.
Контроль качества фталазола фармакопейного производит ОТК по фармакопейной статье 526 Госфармакопеи изд. X.
6 МАТЕРИАЛЬНЫЕ РАСЧЕТЫ
6.1 Стадия конденсации фталазола
Выход от теоретического - 80.02 %
а) Приготовление суспензии фталевой кислоты

М = 148 М = 18 М = 166
Таблица 6.1 - Таблица загрузок начальных веществ на операцию
п/п Наименование
компонента Масс.
доля,
% Масса, кг Плотность,
кг/м3
Объем, м3 Кол-во
вещества.
кМоль
Техн. 100%
1 Фталевый ангидрид 99.7 207.6 207 — — 1.398
2 Норсульфазол 80.0 369.0 295.2 — — 1.156
3 Вода 1050.0 1000.0 1.050 —
4 Кальций хлористый 97.5 1.5 1.0 — — 0.0135
5 Натр едкий 42.0 105.0 44.1 0.1 1.1025
6.1.1 Перерасчетный коэффициент:
(6.1)
где G0 - количество продукта с операции (выход готового 100 %-ного продукта с последней стадии по регламенту), кг

или
(6.2)
где Ми - молекулярный вес начального продукта, по которому ведется расчет;
Мс - молекулярный вес конечного продукта;
– общий выход продукта;
G - количество 100 %-ного исходного компонента по регламенту
К = (1000•148)/(403•0,7842•207) = 2,2625
6.1.2 Загружено исходных веществ на приготовление суспензии фталевой кислоты
6.1.2.1 Фталевый ангидрид
Техн. вес - 207.6•2.2625 = 469.695 кг
100 %-ный вес - 207•2.2625 = 468.3375 кг
Примеси - 469.695 – 468.3375 = 1.3575 кг
6.1.2.2 Вода водопроводная
Техн. вес - 1050 • 2.2625 = 2375.625 кг
6.1.3 Получено конечных продуктов на стадии приготовления суспензии фталевой кислоты
6.1.3.1 В результате реакции потрачено фталевого ангидрида с учетом выхода на стадии:
468.3375-0.8002 = 374.7637 кг ,
Остаток фталевого ангидрида, который не прореагировал:
468.3375 - 374.7637 = 93. 5738 кг
6.1.3.2 Прореагировало воды:
148-18 х = 45.5794
374.7637 кг – х кг
Остаток воды, который не прореагировал:
2 375.625 – 45.5794 = 2330.0456 кг
6.1.3.3 В результате реакции образовалось фталевой кислоты:
148-166 х = 420.3430 кг
374.7637 кг – х кг
б) Ацилирование норсульфазола фталевой кислотой
М = 166 М = 255
М = 403 М = 18
6.1.4 Загружено исходных веществ на операцию ацилирования:
6.1.4.1 Норсульфазол:
Техн. вес - 369 • 2.2625 = 834.8625 кг
100 % вес - 295.2 • 2.2625 = 667.89 кг
Влага - 834.8625 - 667.89 = 166.9725 кг
6.1.4.2 Кальций хлористый:
Техн. вес - 1.5 • 2.2625 = 3.3938 кг
100 % вес - 1.0 • 2.2625 = 2.2625 кг
Вода- 3.3938-2.2625 = 1.1313 кг
6.1.5 В реакции ацилирования прореагировало норсульфазола:
166-255 х = 645.7076 кг
420.343 кг-хкг
Остаток норсульфазола, который не прореагировал:
667.89 - 645.7076 = 22.1824 кг
6.1.6 В результате реакции ацилирования образовалось продуктов:
6.1.6.1 Фталазола
166-403 х= 1020.4713 кг
420.343 кг-хкг
6.1.6.2 Воды
166-18 х = 45.5794 кг
420.343 кг-хкг
в) Побочная реакция образования фталазолилимида:

М=148 М=255

М=386 М=18
6.1.7 В результате побочной реакции прореагировало фталевого ангидрида:
255-148 х= 12.8745 кг
22.1824 кг-хкг
Остаток фталевого ангидрида, который не прореагировал:
93.5738 - 12.8745 = 80.6993 кг
6.1.8 В результате побочной реакции образовалось:
6.1.8.1 Фталазолилимида
255-386 х = 33.5781 кг
22.1824 кг-х кг
6.1.8.2 Воды
255-18 х= 1.5658 кг
22.1824 кг-х кг
6.1.9 Для промывки аппарата на стадии было использовано:
6.1.9.1 Вода водопроводная
Техн.вес - 2000 • 2.2625 = 4525 кг
6.1.9.2 Вода дистиллированная
Техн. вес - 200 • 2.2625 = 452.5 кг
6.1.9.3 Едкий натр
Техн. вес – 105.0 • 2.2625 = 237.5625 кг
100 % вес - 44.1 • 2.2625 = 99.7763 кг
Вода - 237.5625 - 99.7763 = 137.7862 кг
г) Побочная реакция образования фталевой кислоты
М = 148 М = 18 М = 166
6.1.10. В результате побочной реакции прореагировало воды:
148-18 х = 9.8148 кг
80.6993 кг-хкг
6.1.11 В результате побочной реакции образовалось фталевой кислоты:
148- 166 х = 90.5141 кг
80.6993 кг-хкг
6.1.12 Всего на стадии конденсации образовалось воды:
45.5794+ 1.5658 + 2330.0456+ 162.8095-9.8148 = 2530.1855 кг
Результаты расчетов представлены в таблице 6.2.
Таблица 6.2 - Таблица материального баланса стадии конденсации

п/п Наименование Масс.
доля,
% Масса, кг Плотность, Объем, м3 Кол-во
вещества, кмоль
Техн. 100% кг/м3

1 2 3 4 5 6 7 8
Загружено
А. ПРОМЕЖЕТОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ
1 Норсульфазол, содержащий: 834.8625
норсульфазол 80.0 667.89 — 2.6192
Влага 19.5 162.8095 — — —
примеси 0.5 4.163 — —
Б. СЫРЬЕ
Фталевый ангидрид, содержащий: 469.695
фталевый ангидрид 99.7 468.3375 — — 3.1644
Примеси 0.3 1.3575 — — —
2 Вода водопроводная — — —
а) для промывки аппарата 4525 1000 4.525 —
б) для загрузки в аппарат 2375.625 1000 2.3756 —
3 Вода дистиллированная 452.5 1000 0.4525 —
4 Натр едкий, содержащий: 237.5625 0.1
натр едкий 42.0 99.7763 — — —
Вода 58.0 137.7862 — — —
Кальций хлористый, содержащий: 3.3938
кальций хлористый 97.5 1.1313 — — 0.0204
Вода 2.5 2.2625 — — —
ИТОГО: 8898.6388 8898.6388
Продолжение таблицы 6.2
1 3 4 5 6 7 8
Получено
1 Реакционная масса: 3680.2695
фталазол 27.7 1020.4713 — — 2.5322
фталазолилимид 0.9 33.5781 — — 0.0869
вода 68.8 2531.3168 — — —
фталевая кислота 2.4 90.5141 — — 0.5452
примеси 0.25 5.5205 — — —
хлористый кальций 66.7 3.3938 2.2625 — — 0.1257
2 Промывные воды:
а) раствор едкого натра, содержащий: 2500.0625
едкий натр 4.0 99.55 — — 2.4888
вода 96.0 2400.5125 1000 2.4 —
б) вода от промывки аппарата 2262.5 1000 2.2625 —
1-ая порция воды от промывки аппарата 452.5 1000 0.452 —
ИТОГО: 8898.6388 8898.6388
6.2 Стадия фильтрации
Выход на стадии - 98.7 %
6.2.1 1-ая порция промывных вод: 200-2.2625 = 452.5 кг
6.2.2 2-ая порция промывных вод: 800-2.2625 = 1810 кг
6.2.3 Получено продукта с учетом выхода: 1020.4713-0.987 =1007.2052 кг
Результаты расчетов представлены в таблице 6.3
Таблица 6.3 - Таблица материального баланса стадию фильтрации

п/п Наименование Масс.
доля. Масса, кг Плотность,
кг/м3 Объем, м3 Кол-во
вещества, кмоль
Техн. 100%

Загружено
1 Реакционная масса: 3680.2695
фталазол 27.7 1020.4713 — — 2.5322
фталазолилимид 0.9 33.5781 — — 0.0869
вода 68.8 2531.3168 — — —
фталевая кислота 2.4 90.5141 — — 0.5452
примеси 0.25 5.5205 — — —
хлористый кальций 66.7 2.2625 — — 0.1257
2 1-ая порция промывных вод 452.5 1000.0 0.4525 —
3 2-ая порция промывных вод 1810 1000.0 0.1810
ИТОГО: 5946.1633 5946.1633
Получено
1 Фталазол, содержащий: 1438.8645
фталазол 70.0 1007.2052 — — 2.4993
влага 29.0 417.0237 — — —
примеси 1.0 14.3886 — — —
2 Маточник, содержащий: 2238.4894
фталевая кислота 3.37 90.5141 — — 0.5452
вода 95.7 2124.2931 — — —
примеси 0.93 24.8135 — — —
хлористый кальций 66.7 2.2625 — — 0.0204
3 Промывные воды:
1-ая порция 452.5 1000 0.4525 —
2-ая порция 1810 1000 1.810 —
ИТОГО 5946.1633 5946.1633
6.3 Стадия сушки
Выход на стадии - 99.3 %
6.3.1 С учетом выхода получают продукта на стадии:
999.9598 -0.993 = 1000.0 кг
6.3.2 Потери на стадии:
6.3.2.1 Влаги
417.0237 – 3.6026 = 413.4211 кг
6.3.2.2 Фталазола
1007.2052 – 1000.0 = 7.2052 кг
Результаты расчетов сведены в таблицу 6.4.
Таблица 6.4 - Таблица материального баланса стадии сушки

п/п Наименование Масс.
доля, % Масса, кг Плотность,
кг/м3 Объем, м3
Кол-во
вещества, кмоль
Техн. 100%
Загружено
Фталазол, содержащий: 1438.8645
фталазол 70.0 1007.2052 — 2.4953
влага 29.0 417.0237 — — —
примеси 1.0 14.3886 — — —
ИТОГО: 1438.8645 1438.8645
Получено
2 Фталазол фармакопейный, содержащий: 1007.2052
фталазол 0.99 1000.0 — — 2.4814
влага 0.5 3.6026 — —
примеси 0.5 3.6026 — — —
Потери:
вода 413.4211 — — — —
фталазол 7.2052 — — — —
неучтенные потери 11.0330 — — — —
ИТОГО 1438.8645 1438.8645
7 ХАРАКТЕРИСТИКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА, ИХ УТИЛИЗАЦИЯ,
ПЕРЕРАБОТКА
7.1 Стадия ПО-1. Регенерация фталевой кислоты
7.1.1 Количество израсходованных и полученных веществ на стадии регенерации фталевой кислоты
7.1.1.1 Израсходовано на стадии (суммарно)
Таблица 7.1 - Таблица загрузок начальных веществ на операцию

п/п Наименование промежуточных продуктов, отходов и потерь Содержание основного вещества, % Загружено
По весу, кг По объему, л В кг/моль
Техн. 100%

А. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ
1 Маточник после фуговки фталазола, содержащий:
982.0
980.0
а) воды 97.6 958.38 — —
б)норсульфазола 2.5 г/л 2.49 — —
в) фталевой кислоты 21.6 г/л 21.17 — 0.143
2 1-ая промывная вода, содержащая:
200.2
200.0
а) воды 196.4 — —
б) фталевой кислоты 19.0 г/л 3.8 — 0.026
ИТОГО: 1182.2 1182.2
7.1.1.2 Получено на стадии (суммарно)
Таблица 7.2 - Таблица полученных веществ на стадии

п/п
Наименование промежуточных продуктов, отходов и потерь
Содержание основного вещества, %
Получено
По весу, кг По объему, л В кг/моль
Техн. 100%

А. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ
1 Кристаллы фталевой кислоты, содержащие: 39.3
а) воду 18.74 — —
б) фталевой кислоты 49% 19.29 0.130
в) примеси 1.3 — —
Б. ОТХОДЫ
1 Маточник после фильтрации, содержащий: 1142.9
а) воду 99.0 1136.0 — —
б) норсульфазол 1.5 г/л 1.72 — —
в) фталевая кисло-та 5 г/л 5.71 — 0.039
ИТОГО: 1182.2 1182.2
7.1.2 Ведение технологического процесса
В реактор-охладитель стальной, эмалированный аппарат емкостью 2000 л, с якорной мешалкой, делающей 48 об/мин, трубой передавливания, рубашкой для охлаждения рассолом, термометрической гильзой, вакуумом затягивают маточник после фуговки фталазола в количестве 980 л с содержанием фталевой кислоты в пересчете на фталевый ангидрид 21.6 г/л и 200 л (1-ую порцию) промывных вод, содержащих 19.0 г/л фталевой кислоты. Включают мешалку и самоохлаждением охлаждают маточник до 35-40°С, затем пуском рассола в рубашку аппарата доводят температуру до 10-12°С и дают выдержку в течение 2-х часов.
Выпавшие кристаллы фталевой кислоты сжатым воздухом передавливают на друк-фильтр с поверхностью фильтрации 0.38 м2 (фильтрующая ткань - бельтинг).
Кристаллы фталевой кислоты вручную выгружают в бочки, маточник после фильтрации сбрасывают в канализацию.
От первой загрузки получают:
1) кристаллов фталевой кислоты 39.3 кг с содержанием основного вещества в пересчете на фталевый ангидрид 49 %, что составляет 19.26кг 100 %-го фталевого ангидрида;
2) маточника после фильтрации - 1142 л, удельный вес 1.001, с содержанием фталевой кислоты 5 гл и норсульфазола до 1.5 г/л - не используются.
7.2 Отходы производства, технологические и вентиляционные выбросы в атмосферу, их использование и обезвреживание
Отходы производства, технологические и вентиляционные выбросы в атмосферу, их использование и обезвреживание приведены в таблице 7.3.
Таблица 7.3 - Отходы производства, технологические и вентиляционные выбросы в атмосферу, их использование и обезвреживание
Наименова-
ние отхода и
места его образования Наименова-
ние и № по
схеме обору-
дования, в
котором со-
бирают от-
ходы до пе-
реработки Количество отхода Характеристика отхода
От 1 техно-
логической
операции или
в ед. времени В пересче-
те на кг ко-
нечного
продукта Агрегат-
ное со-
стояние,
удель-
ный вес
или
удель-
ный объ-
ем Наимено-
вание
ценных
веществ
подлежа-
щих реге-
нерации % содержа-
ние ценных
веществ в
отходе, г/л

Маточник после фильтрации фталазола на центрифуге
Стадия ТП-1
Стадия ПО-1
982
980
2.177
2.17
Жидк. (d = 1.002) 1) фталевая кислота

21.6
5
2) норсульфазол
2.5
1.5
1-ая порция
промывных вод
Стадия ТП-1
Стадия ПО-1
200.2
200
0.44
0.44
Жидк. (d = 1.001)
Фталевая
кислота
19.0
5
7.3 Сводный перечень неиспользованных отходов и выбросов в атмосферу от производства фталазола
Сводный перечень неиспользованных отходов и выбросов в атмосферу от производства фталазола представлен в таблице 7.4.
Таблица 7.4 - Сводный перечень неиспользованных отходов и выбросов в атмосферу от производства фталазола
Наименование отхода (выброса)

№ и наим. стадии, где образуется отход

Агрегатное состояние отхода
Кол-во отхода в пересчете на ед. конечного продукта
Куда направляется отход
В кг В л
А. ОТХОДЫ, КОТОРЫЕ ПЕРЕДАЮТСЯ НА ПЕРЕРАБОТКУ
1. Фталевая кислота Стадия ПО-1 Паста — — В отвал
Б. ПРОМСТОКИ ПРОИЗВОДСТВА ФТАЛАЗОЛА
1. Раствор едкого натра от промывки аппарата Стадия ТП-1 Жидкость 2.44 2.44 В канализацию
2. Вода от промывки аппарата Стадия ТП-1 Жидкость 2.21 2.21 В канализацию
3. Промывные воды 2-ая порция Стадия ТП-1 Жидкость 1.79 1.79 В канализацию
4. Маточник Стадия ПО-1 Жидкость 2.53 2.53 В канализацию
В. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ ВЫБРОСЫ В АТМОСФЕРУ
1. Влага Стадия ТП-2 Пары 0.41 — В атмосферу
2. Пыль фталазола Стадия ТП-2 Пыль 0.018 — В атмосферу
8 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ
Задачей технологического расчета емкостного оборудования в химической промышленности является определение количества аппаратов и их объемов, необходимых для обеспечения заданной мощности производства на отдельных стадиях.
Годовая мощность производства G = 100 т;
Снятие продукта с одной операции Go = 0.4419 т;
Время выработки продукта Т = 330 сут.
8.1 Суточная мощность производства, т/сут:
(8.1)
8.2 Количество операций в сутки, необходимое для обеспечения суточной мощности:
(8.2)
Количество операций в сутки на стадии, которое можно выполнить в одном аппарате:
(8.3)
где t – продолжительность каждой стадии в часах.
8.4 Расчетное число аппаратов на стадии, необходимое для обеспечения заданной мощности производства:
(8.4)
8.5 Установочное количество аппаратов:

8.6 Необходимый объем реакционного аппарата, м3:
(8.5)
где Vp - рабочий объем аппарата;
VГ - объем реакционной массы на данной стадии процесса в пересчете на 1 т готового продукта;
φ - коэффициент заполнения аппарата, которым устанавливается допустимая степень заполнения его объема реакционной массой.
8.7 Выбор типа реакционного апарата
Из нормального ряда емкостей стальных сварных реакторов, которые выпускает отечественная промышленность химического машиностроения, выбираем ближайшее большее значение:
Va=2m3
8.8 Расчет центрифуги
8.8.1 По каталогу выбираем центрифугу на 250 л
8.8.2 φ принимается всегда 0.5
250•0.5 = 125 л
8.8.3 Суточный объем, который нужно отфильтровать, л:
(8.6)
8.8.4 Количество операций, которое необходимо провести, чтобы отфильтровать суточный объем:
(8.7)
По характеристике центрифуги по каталогу определяем полное время работы центрифуги,
τмин = 15–20 мин.
8.8.5 Количество операций в сутки по каждой стадии, которое можно выполнить в одном аппарате:
(8.8)
8.8.6 Количество аппаратов необходимое для обеспечения заданной мощности:
(8.9)
Установочное число центрифуг пу = 4
9 ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ
Химическая переработка сырья и материалов связана с затратами или подводом тепла. В связи с этим при проектировании химического производства возникает необходимость расчета поверхности теплообмена, а также количества теплоносителя и хладагента.
Целью теплового расчета является составление теплового баланса для каждого этапа теплового процесса, который проходит в реакторе, и определение на его основе величины Q2 – количество тепла, которое подводится в реактор или отводится от него. Потом по значению Q2 рассчитывается необходимое количество теплоносителя или хладагента, по значениям которого можно рассчитать экономические показатели проектируемого производства.
9.1 Графическое изображение изменения температуры от времени

Рисунок 9.1 – График зависимости температуры от длительности процесса конденсации фталазола.
Уравнения теплового баланса для каждой температурной зоны:
1 зона Q1 + Q2 = Q4 + Q5
2 зона Q1 + Q2 + Q3= Q4 + Q5 + Q6
3 зона Q2 + Q3 = Q6
4 зона Q1 + Q2 = Q4 + Q5
5 зона Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 + Q6
6 зона Q2+ Q3 = Q6
9.2 Расчет теплового баланса по зонам
9.2.1 1 зона
Физическое тепло, которое находится в исходных компонентах Q1 или в конечных продуктах реакионной массы Q4, находят по формуле:
(9.1)
где Gi - масса каждого компонента (вещества) начального или конечного состава, кг;
сi – удельная теплоемкость вещества, кДж/кг•К;
ti - температура вещества, °С.
= 1050 • 4.19 • 20 = 87990 кДж
=1050кг
=4.19кДж/кг•К[21]
= 20°С
= 1050 • 4.19 • 50 = 219975 кДж
= 50°С
В ходе проведения процесса часть тепла расходуется на нагревание корпуса реактора Q5’ и на нагрев изоляции реактора Q5”, если она есть. Общее количество тепла, которое затрачивается на нагрев реактора:
Q5 = Q5’ + Q5” (9.2)
Количество тепла, которое затрачивается на нагрев корпуса реактора:
(9.3)
Где G - вес корпуса или отдельных его частей, кг;
с - удельная теплоемкость материала корпуса или отдельной его части, кДж/кгК;
– средняя температура стенки реактора, которая соответствует окончанию нагрева в данной зоне, °С;
tH - начальная температура стенки реактора в данной зоне, °С.
Средняя температура стенки реактора вычисляется по формуле:
(9.4)
где t1 – рабочая температура теплоносителя, °С;
t2 – конечная температура реакционной массы, °С.
Q5 = 2380 • 0.5 • (96.45 – 20) = 90975.5 кДж
G = 2380 кг
C = 0.5 кДж/кг•К [21]
tH = 20°С
t1 = 142.9°С
t2 = 50°С
°С
Количество тепла, которое затрачивается на нагрев изоляции:
(9.5)
где Gіз - вес изоляции, кг;
сіз удельнаятеплоемкостьизоляции,кДж/кг-К;
- средняя температура слоя изоляции, °С;
tH - температура окружающего воздуха, °С.
Вес изоляции определяется по формуле:
Gn = Fіз δ ρ, (9.6)
где Fіз - площадь изолированной поверхности реактора, м2;
δ - толщина изоляции, м;
ρ - плотность материала изоляции, кг/м3.
Толщина изоляции рассчитывается по формуле:
(9.7)
где  – коэффициент теплопроводности материала изоляции, Вт/м-К;
tm – температура внутренней поверхности слоя изоляции, которая принимается равной температуре теплоносителя, °С;
tcm – температура внешней поверхности стенки изоляции, °С;
tв – температура окружающего воздуха, °С;
α - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляции к окружающей среде (Вт/м2•К), который определяется по формуле:
α =9.74 + 0.07( ) (9.8)
Площадь изолированной поверхности реактора рассчитывается по формуле:
Fіз = πDізHіз+0,25Dіз2, (9.9)
Где Dіз - диаметр внешней поверхности оболочки со слоем изоляции, м;
Hіз – высота оболочки реактора со слоем изоляции, м. Средняя температура слоя изоляции:
(9.10)
Q. =310.0944•1.3(91.45–20) = 28803 кДж
сіз= 1.3 кДж/кг•К [21]
te = 20 °С
ρ =450кг/м3 [21]
Gіз = 12.7375 • 0.0541 • 450 = 310.0944 кг

tвн = 142.9 °С
tст = 40 °С
α = 9.74 + 0.07(40 – 20) = 11.14 Вт/м2•К
 = 0.098 Вт/м•К [20]
Fіз =3.14•1.7782 • 1.8367 + 0.25 •3.14•3.1619= 12.7375 м2
Dіз = D1 +2S1 +2δ = 1.55+ 2•0.0541 = 1.7782 м
Hіз = H1 + 2/3 H 4 =1.55 + (2/3)•0.43 = 1.8367 м
= 0.5•(40+142.9) = 91.45°С
Q5 = 90975.5 + 28803 = 119778.5 кДж
Количество тепла, подводимое к реактору или отводимое от него:
Q2= Q4 +Q5 – Q1 = 219975 + 119778.5 + 87990 = 251763.5 кДж
9.2.2 II зона
Q1=Gфт.ап.сфт.ап.,tфт.ап. + = 207.6-1.09.20 + 10504.19-50 = 224500.68 кДж
Сфт.ап.= 207.6 кг
tфт.ап. = 1.09кДж/кг•К[21]
tфт.ап. = 20°С
= 50°С
Q4=Gфт.ап.сфт.ап.,tфт.ап. + = 207.6•1.09•100 + 1050•4.19•100 = 462578.4 кДж
tфт.ап. = = 100°С
Количество тепла, которое выделяется в результате химической реакции, определяют по формуле:
(9.11)
где G — 100 %-ая масса одного из компонентов, берущих участие в реакции, кг;
М – его молекулярный вес;
qp - тепловой эффект химической реакции, отнесенный к одному молю данного компонента;
– выход от теоретического по данной реакции в сотых долях.
Gфт.ап.= 207.6 кг
= 0.8002
Мфт.ап. = 148
Тепловой эффект химической реакции:
(9.12)
Где – сумма теплот образования соединений, вступивших в химическую реакцию, кДж;
° - сумма теплот образования соединений, полученных в результате химической реакции, кДж.
(9.12)
Где – теплота образования соединения в жидком состоянии, кДж/моль;
n - число одноименных атомов в молекуле соединения;
qa - атомная теплота сгорания элементов, кДж/г-атом;
qv - теплота сгорания соединения, кДж/моль.
Теплота образования фталевой кислоты в жидком состоянии:
= (395.45 • 8 + 143.25 • 6 + 0) – 3225.9 = 797.2 кДж/моль
qа(Н) = 143.25 кДЖ/г-атом
qa(C) = 395.45 кДж/г-атом
qс= 3225.9 кДж/моль
Теплота плавления фталевой кислоты:
(9.13)
где Тпл - температура плавления фталевой кислоты, 473 К;
М — молярная масса фталевой кислоты, 166.
Вычислив теплоту образования соединения в жидком агрегатном состоянии по формуле потом найти теплоту образования в твердом состоянии :
= + qпл (9.14)
= 797.2 + 78.64 = 875.84 кДж/моль
qp= 875.84 – (460.7 + 285.8)= 129.34 кДж/моль
Q3= кДж
Расчет тепла, идущего на нагрев реактора:
Q5 = 2380•0.5 (121.45 – 96.45) = 29750 кДж
TH= 96.45 °С
°С
t1 =142.9 °С
t2=100°С
Q5 = 28803 кДж
Q5 = 29750 + 28803 = 58553 кДж
В связи с тем, что изолированная и неизолированная поверхности имеют, как правило, разные температуры, потери тепла в окружающую среду вычисляется отдельно для изолированной и неизолированной частей реактора и потом находят их сумму:
(9.15)
где FН - площадь поверхности неизолированной части реактора, м2;
Fіз – площадь поверхности изолированной части реактора, м2;
αН - коэффициент теплоотдачи от неизолированной поверхности реактора в окружающую среду, Вт/ м2-К;
αіз – коэффициент теплоотдачи от изолированной поверхности реактора в окружающую среду. Вт/ м2-К;
tH – температура окружающей среды;
– средняя температура внешней поверхности неизолированной части реактора за период времени, °С;
– средняя температура внешней поверхности изолированной части реактора за период времени, 40 °С;
τ – продолжительность процесса в данной зоне, час.
Значения αн и αіз можно рассчитать по формулам:
αіз = 9,74 + 0.07( ) (9.17)
Среднюю температуру внешней поверхности неизолированной части реактора за период времени τ с некоторыми допущениями можно принять:
(9.18)
Где t1 - начальная температура реакционной массы в данной зоне, °С;
t2 – конечная температура реакционной массы в данной зоне, °С. Площадь поверхности неизолированной части реактора:
FН = πDHНH +0.25πDH = 3.14•1.72•0.6233 + 0.25•3.14•1.722 = 5.6886 м2
DH = D + 2S = 1.4 + 0.16•2= 1.72м

Fіз = 12.7375 м2
Коэффициент теплоотдачи от неизолированной поверхности реактора в окружающую среду:
αн = 9.3 + 0.058 • 51.75 = 12.3015 Вт/м2-К
= 0.345(50 +100) = 51.75 °С
αіз = 11.14 Вт/м2 К
tв = 20 °С
τ = 1ч
Q6 = [5.68886 • 12.3015(51.75 - 20) +12.3015 • 11.14(40 - 20)] • 1 • 3.6 = 18215 кДж
Расчет тепла, подводимого к реактору:
Q2 =Q4 + Q4+Q6 – Q1 Q3 = 462578.4+58553+18215 -224500.68- 163756.5 = 151089.22 кДж
9.2.3 III зона
Расчет потерь тепла в окружающую среду:
= 0.345(100+ 100) = 69°С; t1 = 100°С
t2= 100°С
αн = 9.3 + 0.058 • 69 = 13.302 Вт/ м2•К
= 40 °С; t2 = 20 °С
Fіз = 12.7375 м2; FР = 5.6886 м2
τ = 0.5 ч
Q6= [5.6886-13.302(69-20) + 12.7375-11.14(40-20)] -0.5 -3.6= 11782.3 кДж
Тепловой эффект реакции:
Q3 =327513•0.5 = 163756.5 кДж
Расчет тепла, подводимого к реактору или отводимое от него:
Q2 = Q6 – Q3=11782.3- 163756.5 = -151974.2 кДж
9.2.4 IV зона
Расчет тепла, затрачиваемое на нагрев реактора:
кДЖ
G = 2380 кг
tH = 121.45°С; °С
t1 = 15°С; t2: = 40°С
Расчет количества тепла, содержащегося в исходных веществах:

Расчет количества тепла, содержащегося в конечных продуктах:

Расчет тепла, подводимого к реактору или отводимое от него:
Q2 = Q4 + Q5 – Q1 = 185031.36 – 111800.5 – 462578.4 = –389347.5кДж
9.2.5 V зона
Расчет количества тепла, содержащегося в исходных веществах:

GH = 369 кг; сн = 1.045 кДж/кг•К
= = 20°С
Расчет количества тепла, содержащегося в конечных продуктах:

Расчет теплового эффекта процесса:
qp = (285.8 + 1003.83) – (561.96 + 830.453) = –102.78 кДж/моль
Теплота сгорания органических веществ, в случае отсутствия справочных данных, вычисляется формуле Караша:
(9.19)
где С – число атомов углерода в молекуле соединения;
Н – число атомов водорода в молекуле соединения;
Р – число химических связей в молекуле соединения;
– сумма тепловых поправок на заместители.
Теплота сгорания для норсульфазола:
= 109.15 • (4•9 + 9 – 0) + 6.5 = 4918.25 кДж/моль
Теплота сгорания для фталазола:
= 109.15 • (4•17 + 13 – 6) + 2 • 6.5 = 8199.25 кДж/моль
Теплота образования фталазола в жидком состоянии:
= (17•395.45 + 13 • 143.25 + 2 • 290.36) – 8199.25 = 966.37 кДж/моль
Теплота образования норсульфазола в жидком состоянии:
= (9•395.45 +9•143.25+2•290.36) – 4918.25 = 510.77 кДж/моль
Удельная теплота плавления норсульфазола:
= = 51.19 кДж/моль
Удельная теплота плавления фталазола:
= = 37.46 кДж/моль
Теплота образования норсульфазола в твердом состоянии:
= 510.77 + 51.19 = 561.96 кДж/моль
Теплота образования фталазола в твердом состоянии:
= 966.37 + 37.46 = 1003.83 кДж/моль
Теплота образования фталевой кислоты в твердом состоянии:
= 830.453 кДж/моль
= – 285.8 кДж/моль
GH = 667.89 кг
η = 0.8002
МН = 255
Тепловой эффект процесса:
= –71806.4 кДж
Расчет тепла, идущего на нагрев реактора:
Q5 = 99305.5+ 28803 = 128108.5 кДж
= 2380 • 0.5(111.45 – 28) = 99305.5 кДж
tH = 28°С

t1 = 142.9°С
t2 = 80°С
= 28803 кДж
Расчет потерь тепла в окружающую среду:
Q6 = [5.68886 -16.28(120.345 - 20) +12.3015 • 11.14(40 - 20)] • 1 • 3.6 = 43671.3 кДж
= 0.345(40 + 80) - 120.345 t1 = 40°С; t2=80°С
αн = 9.3 + 0.058 • 120.345 = 16.88 Вт/ м2•К = 40 °С; tв = 20 °С
Fіз= 12.7375 м2; FH = 5.6886 м2
τ=l ч
Расчет тепла, подводимого к реактору или отводимое от него:
Q2 = Q4 +Q5+Q6–Q1 –Q3 =400981.92 +128108.5 + 43671.3–470308.2 + 71806.4 = 59.9 кДж
9.2.6 VI зона
Расчет теплового эффекта процесса:
кДж
Расчет потерь тепла в окружающую среду:
Q6 = [5.68886 –12.5016(55.2 – 20) +12.3015 • 11.14(40 – 20)] •5•3.6 = 96141.9 кДж
= 0.345(80 + 80) = 55.2 °С
= = 80 °С
αН = 9.3 + 0.058•55.2 = 12.5016 Вт/ м2•К
= 40 °С; = 20 °С
Fіз= 12.7375 м2; FH = 5.6886м2
τ=5ч
Расчет тепла, подводимого к реактору или отводимое от него:
Q2 = Q6– Q3= 96141.9 + 143612.9 = 239754.8 кДж
9.3 Расчет поверхности теплообмена
9.3.1 Определение удельного теплового напряжения q, кДж
(9.20)
где Q2 – количество тепла, которое подводится или отводится в данной температурной зоне, кДж;
τ - продолжительность нагревания или охлаждения в расчет ной зоне, час.
кДж
кДж
кДж
кДж
9.3.2 Определение среднего температурного напора

где = T1 – t1; = T2 – t2
T1 и T2 – начальная и конечная температуры теплоносителя, °С;
tt и t2- начальная и конечная температуры реакционной массы, °С. Т1=15°С, Т2=20°С;
t1 = 100 °С, t2 =40°С

9.3.3 Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи
9.3.3.1 Коэффициент теплоотдачи α1
Коэффициент теплоотдачи α1, принимаем равным 6400 Вт/м2•К.
9.3.3.2 Коэффициент теплоотдачи α2
(9.22)
где Nu – критерий Нуссельта;
λM – коэффициент теплопроводности реакционной массы пи ее средней
температуре, которая определяется как среднее арифметическое между ее начальной и конечной температурами в данной зоне, Вт/м•К;
Dm - внутренний диаметр реактора, м.
Критерий Нуссельта в этом случае имеет зависимость:
(9.23)
где Рг – критерий Прандтля;
Re – критерий Рейнольдса;
k – константа, которая равняется 0.36 для реактора с оболочкой;
m – показатель степени, который равен 0.66 для реактора с оболочкой;
– динамический коэффициент вязкости реакционной массы, Па-с;
– динамический коэффициент вязкости реакционной массы при ее средней температуре, Па•с.
Критерий Рейнольдса равен:
(9.24)
Где n - частота вращения мешалки, об/с;
d - диаметр лопасти мешалки реактора, м;
ρM - плотность реакционной массы, кг/м3.

n = 0.8об/с; d = 0.9м; ρM=1000 кг/м3; μM = 0.4-10-3 Па•с [20] Рг = 2.5 [20]
Nu = 0-36 •16200000.66•2.50.33 = 6703.6167
Па•с [20]
Вт/м•К [20]
Dвн = 1.4 м
Вт/м2•К
9.3.3.3 Определение термических сопротивлений всех слоев, из которых состоит стенка Сумма термических сопротивлений всех слоев, из которых состоит стенка:
(9.25)
Где – термическое сопротивление стенки, м2•К/Вт;
– термическое сопротивление слоя эмали, м2•К/Вт.
= 0.00057 м2•К/Вт
9.3.3.4 Определение коэффициента теплопередачи
, (9.26)
где α1 - коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке реактора. Вт/м2•К;
α2 - коэффициент теплоотдачи от стенки к реакционной массе, Вт/м2•К;
— сумма термических сопротивлений всех слоев, из которых состоит стенка,м2 •К/Вт.
= 962.46 Вт/м2•К
9.3.4 Определение поверхности теплообмена
По максимальному значению удельной тепловой нагрузки определяется наиболее напряженная тепловая зона процесса, по температурным показателям которой рассчитывается необходимая для данной тепловой нагрузки поверхность теплообмена, м2:
, (9.27)
Где – максимальное значение удельного теплового напряжения, кДж;
– средний температурный напор, °С;
3.6 – коэффициент пересчета Вт в кДж;
К – коэффициент теплопередачи от теплоносителя к реакционной массе, Вт/м2-К.
м2
9.4 Определение затрат теплоносителей и хладагентов
Затраты теплоносителей или хладагентов определяют на каждой температурной зоне, исходно рассчитанного количества тепла Q2, которое подводится или отводится.
9.4.1 Затраты «глухого» насыщенного пара для нагрева, кг:
, (9.28)
где r - удельная теплота парообразования. кДж/кг, (при Р = 3 ат, r = 2141 кДж/кг)
кг
кг
кг
кг
кг
кг
9.4.2 Расход жидкости для охлаждения:
, (9.29)
Где t1p - начальная температура жидкости (на входе системы), °С;
t2p- конечная температура жидкости (на выходе из системы), °С;
ср - удельная теплоемкость жидкости, 4.19 кДж/кг•К.
t1p =15°С;
t2p =20°С;
кг
10 СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
10.1 Общие сведения
В основу проектирования корпусов положен пример решения типовых секций «ГИПРОТЕХ» серия 1-82-Р здание тип 15.
Согласно противопожарным нормам строительного проектирования промышленных предприятий производство фталазола относится к категории В. По правилам устройства электроустановок помещение относится к классу II.
Здание основного производственного корпуса имеет длину 37 м, ширину 18.8 м, сетка колонн 6x6 м.
Относительная отметка полов первого этажа ± 0.000 соответствует абсолютной отметке 54.35. Общая площадь цеха 1296 м2. Все конструктивные элементы цеха выполнены из огнестойких материалов (металл, железобетон). .
10.2 Фундамент
Под колонны каркаса устанавливаются ступенчатые столбчатые фундаменты из железобетона марки М 350, армированного вязанными каркасами из стальной горяче-катанной арматуры класса AI. Глубина заложения фундамента 1.750 м, глубина стакана под колонну 1.350 м. зазор между стенками стакана и колонной заполняют бетоном марки М 200 на мелком гравии.
Под наружные ограждения стены предусмотрены фундаментные железобетонные балки, укладываемые на столбчатые фундаменты. Балки имеют тавровое сечение высотой 400 мм и шириной 300 мм. Для защиты балок от деформации и для предохранения пола от промерзания вдоль стен балку с боков и снизу засыпают шлаком.
10.3 Колонны, стены
Каркас здания состоит из железобетонных колонн, размер сечения 600x400 мм, сетка колонн 6x6 м. По сравнению с металлическими, железобетонные колонны являются наиболее экономичными, так как применение их позволяет снизить себестоимость промышленного здания на 15-20 %. Заглубляют колонны ниже отметки пола на 1.100 м. К крайним колоннам с наружной стороны примыкают стеновые ограждения. Стены из сборных железобетонных панелей размером 1800x6000x300 мм при объемном весе около 1400 кг/м3.
Первый ряд стеновых панелей укладывается на отметке уровня чистого пола на фундаментную балку. Крепление панелей к элементам каркаса осуществляется гибкими анкерами. В тех местах, где необходимо установить ворота, окна, а также места, где не помещается целая панель стены предусмотрена из силикатного кирпича 510 мм, т.е. выполнены в 2 кирпича.
Перегородки предусматривается сделать из железобетонных плит толщиной 10 см. Они должны быть огнестойкими, обеспечивающими необходимую звуковую и тепловую изоляции. Стены и потолки всего помещения цеха оштукатурены и белятся известковым раствором два раза.
10.4 Покрытия и перекрытия
Покрытие - бесчердачное из сборных железобетонных плит размером 3000x6000x300 мм по сборным железобетонным балкам, пролетом 6 м. Для пароизоляции применяют двухслойный ковер из рубероида битумной мастике. Теплоизоляцию покрытий здания выполняют из малоувлажняемых и негниющих материалов, водостойких пенопластов. Выравнивающий слой настилают из цементно-песчаного раствора толщиной 20-30 мм. Водоизоляционный ковер из четырех слоев только кожи на мастике, защитный слой - два слоя шлака на мастике.
Перекрытия межэтажные в производственных помещениях из сборных железобетонных крупнопанельных ребристых плит, опирающихся на полки сборных железобетонных ригелей. В целях повышения поперечной жесткости перекрытия арматура ригелей подвергается сварке и затем бетонированию.
10.5 Полы
Так как в производстве используются вредные вещества, для устройства полов используют химически стойкие материалы. Пол покрыт плиткой метлахской на битумной основе. Устройство полов должно позволять их смывать водой, не разрушая материал покрытия. Для удаления размывающих жидкостей с полов предусмотрено устройство лотков. Ширина лотка 0.2 м. уклон 0.01. Глубина лотка в начале уклона 0.003 м. Полы в административно- хозяйственной пристройке деревянные. В душевых и санузлах, гардеробе полы облицованы керамической плиткой.
10.6 Дверные и оконные проемы
Двери в цехе деревянные, обшитые оцинкованной сталью по асбесту (4 мм) размером 1000x2300 мм и 1400x2300 мм.
Остекленение точечное. Переплеты стальные, а в служебно-бытовых помещениях деревянные. Стальные оконные переплеты имеют преимущества перед деревянными - более прочные, несгораемые. меньше затемняют световые проемы. Стальные переплеты крепят к оконным коробкам из стальных уголков. Для проветривания помещения фрамуги стальных переплетов открываются при помощи специальных рычажных приборов.
10.7 Лестницы
Лестничные марши шириной 1200 мм уложены на железобетонные площадки. Лестничные клетки ограждены капитальными стенами толщиной 380 мм. Внутрицеховые лестницы выполнен стали со ступеньками из рифленого железа. Проектом также предусмотрены пожарные железные лестницы.
10.8 Бытовые и административные помещения
Бытовые и административные помещения расположены в отдельной пристройке шириной 12 м и длиной 18 м, высота пристройки 7200 мм. В состав административных помещений входят кабинеты начальника цеха, технолога, механика, комната мастеров, библиотека, лаборатория и комната для собраний. В состав бытовых помещений входят гардеробы, душевые, санузлы. Гардеробы оборудованы закрывающимися шкафчиками размером 33x33 см с расчетом 2 шкафчика на одного работающего. Душевые, умывальники и санузлы рассчитываются по количеству работающих в наиболее многочисленной смене (одна душевая на трех человек, один умывальник на двадцать человек, одна настенная чаша на пятнадцать женщин и одна- на тридцать мужчин). Стены в душевых и санузлах на высоте 1800 мм облицованы глазурованной плиткой. Душевые кабины 900x900 мм отделены друг от друга перегородками из влагостойких материалов высотой 1600 мм, недоходящими 200 мм до пола. Полы душевых помещений имеют лотки для стока воды. Ширина 200мм, уклон 10 мм, глубина 30 мм. Двери деревянные, облицованные пластиком БСП.
11 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
11.1. Общие вопросы охраны труда
Основным законодательным документом в области охраны труда является Закон Украины «Об охране труда» [1], его действие распространяется на все предприятия, управления и организации, независимо от форм собственности и видов их деятельности, на всех граждан, которые работают, а также привлеченные к труду на производстве.
Основные принципы государственной политики в области охраны труда:
-приоритет жизни и здоровья трудящихся, полная ответственность работодателя за создание соответствующих, безопасных и безвредных условий труда;
-повышение уровня промышленной безопасности путем обеспечения технического контроля за состоянием производств, технологий и продукции;
-установление общих требований по охране труда для всех предприятий и субъектов предпринимательской деятельности в зависимости от форм собственности и видов деятельности;
-социальная защита трудящихся, полная компенсация ущерба лицам, которые пострадали от несчастного случая на производстве и профессиональных заболеваний; -информирование населения, проведение обучения, профессиональной подготовки и повышение квалификации трудящихся по вопросам охраны труда;
-обеспечение координации деятельности органов государственной власти, организаций, объединений граждан, решающих проблемы охраны здоровья, гигиены и безопасности труда;
-использование мирового опыта организации работы по улучшению условий и повышению безопасности труда на основе международного сотрудничества.
11.2. Организация управления охраной труда на предприятии
Согласно ст.13 Закона Украины «Об охране труда» работодатель обязан создать на рабочем месте в каждом структурном подразделении условия труда согласно нормативно-правовым актам. С этой целью работодатель обеспечивает функционирование системы управления охраной труда:
-создает соответствующие службы и назначает должностных лиц , которые занимаются решением конкретных вопросов охраны труда, утверждает права и ответственность за исполнение возложенных на них функций, а также контролирует их соблюдение;
-разрабатывает при участии сторон коллективного договора и реализует комплексные методы для достижения установленных нормативов и повышения существующего уровня охраны труда;
-обеспечивает выполнение необходимых профилактических мер к изменяющимся обстоятельствам;
-внедряет прогрессивные технологии, достижения науки и техники, требования экономики, средства механизации и автоматизации производства;
-обеспечивает должное содержание сооружений и зданий, производственного оборудования, мониторинг за техническим состоянием;
-обеспечивает устранение причин, приводящих к несчастным случаям, профессиональным заболеваниям;
-организует проведение аудита охраны труда, лабораторных исследований, условий труда, оценку технического состояния производственного оборудования, аттестацию рабочих мест на соответствие нормативно-правовым актам по охране труда;
-организует пропаганду безопасных методов труда и сотрудничество с трудящимися в области охраны труда;
- использует срочные мероприятия по оказыванию помощи потерпевшим, привлекает при необходимости профессиональные аварийно-спасательные отряды в случае возникновения на предприятии аварии или несчастного случая.
Схема управления охраной труда на предприятии по производству фталазола представлена на рис.11.1

Рис. 11.1 - Схема управления охраной труда на предприятии по производству фталазола
Основные задачи и функции отдела охраны труда на предприятии:
-обеспечение безопасности технологических процессов, оборудования, зданий и сооружений;
-обеспечение трудящихся средствами индивидуальной и коллективной защиты;
-профессиональные подготовки и повышения квалификации трудящихся по вопросам охраны труда;
-выбора оптимального режима труда и отдыха трудящихся;
-профессионального отбора трудящихся, занимающихся определенным видом работ.
Служба охраны труда входит в структуру предприятия, организации как одна из основных производственно-технических служб.
Ликвидация службы охраны труда допускается только в случае ликвидации предприятия. Служба охраны труда комплектуется специалистами, имеющими высшее образование и стаж работы по профилю предприятия не менее 3-х лет. Специалисты со средним специальным образованием принимаются в службу охраны труда в исключительных случаях. Проверка знаний по охране труда работников службы охраны труда проводится в установленном порядке до начала исполнения им их функциональных обязанностей и периодически, раз в 3 года. Работники службы охраны труда не могут привлекаться к исполнению функций, не предусмотренных законом «Об охране труда».
Вредные и опасные производственные факторы [2].
Вредные и опасные производственные факторы при производстве фталазола представлены в таблице 11.1.
Таблица 11.1 – Вредные и опасные производственные факторы
Вредные и опасные производственные факторы Источники их возникновения
Высокое электрическое напряжение 220-380 В Щит управления, электроприборы
Шум Вентиляционная система, технологическое оборудование
Токсичные вещества (едкий натр, фта- ангидрид, фталевая кислота) Технологическое оборудование в цехе по производству фталазола
Взрыво-пожароопасность: фт. ангидрид t вcп.=75-150°C Цех по производству фталазола
11.3. Промышленная санитария
11.3.1. Вредные вещества при производстве фталазола представлены в таблице 11.2.
Таблица 11.2 — Характеристика вредных веществ, использованных при производстве фталазола
Вещество Токсичность ПДК, мг/м3 Класс опасности
Едкий натр Действует на слизистую и кожные покровы прожигающим образом, вызывает экземы 0.5 2
Фталевый ангидрид Вызывает раздражение слизистых, нарушение сосудистой проницаемости, дисфункцию печени и желчевыводящих путей. На коже вызывает появление красных пятен, язв, пузырьков, как при ожоге II степени 1 2
Норсульфазол Вызывает головную боль, сонливость, утомляемость, сухой кашель; снижение уровня лейкоцитов в крови и повышение уровня холестерина 1 2
Фталевая кислота Ведет к уменьшению количества тромбоцитов, повышению уровня билирубина в крови, дистрофическому изменению в печени, почках, желудке, кишечнике. Оказывает раздражающее действие на кожу 0.2 2
Хлорид кальция Вызывает жжение, зуд, сухость кожи, резь в глазах, в полости носа; папулезную или пустулезную сыпь, отечность век с гнойными отделениями
11.3.2. Метеорологические условия
В цехе по производству фталазола выполняются допустимые условия микролимата [6]. Категория работ по энергозатратам -Iб.
Оптимальные и допустимые параметры микроклимата представлены в таблице 11.3.
Таблица 11.3 – Оптимальные и допустимые параметры микроклимата в цехе по производству фталазола
Период времени года Категория работ по энергозатратам Температура, °С Относительная влажность, % Скорость давления воздуха, м/с
Холодный

Допустимая
20-23 Не более 75 0.2
Оптимальная
21-23 40-60 0.1
Теплый
Допустимая
21-28 65 0.1-0.3
Оптимальная
22-24 40-60 0.1
11.3.3. Вентиляция
Для обеспечения нормативных параметров микроклимата в цехе, где производится фталазол|, предусмотрена естественная и искусственная вентиляция.
Механическая - общеобменная, приточно-вытяжная, аварийная [6]. Отопление - центральное [8].
11.3.4. Освещение
Одним из важнейших элементов благоприятных условий труда является рациональное освещение помещений и рабочих мест, при этом используется естественное и искусственное освещениe.
Естественное освещение в цехе по производству фталазола - боковое. Искусственное ос-вещение - общее равномерное. Разряд зрительных работ - III.
Нормированное значение коэффициента естественной освещенности (КЕО) для III разряда зрительных работ = 2%
КЕО для IV пояса светового климата:
, (11.1)
Где – КЕО для III пояса светового климата;
т - коэффициент светового климата (0.9);
с — коэффициент солнечного климата (0.8).
= 2 • 0.9 • 0.8= 1.44%
При искусственном освещении нормируется освещенность, которая зависит от разряда зрительных работ Emin = 300 лк
Таблица 4 - Характеристика освещения в цехе по производству фталазола
Название помещения Площадь пола, м2 Разряд зрительных работ Освещение


естественное искусственное


Разновидность КЕО , % Нормированная освещенность Emin, лк
1цех 1296 III Боковое 1.44 300
Учитывая зону класса помещения выбираем светильники типа РСП1 1 Всх , лампы типа ДРЛ 125.
11.3.5. Шум
Источниками шума в цехе по производству фталазола являются мешалки, центрифуги. друк-фильтры. вентиляционная система.
Ориентировочный уровень звукового давления не превышает допустимого значения 80дБА[10].
11.3.6. Водоснабжение и канализация
В цехе по производству фталазола источником водоснабжения является городской водопровод. Используется производственная канализация [11].
11.4. Техника безопасности
В аппарат смешения через люк из шланга подается вода. Пуском пара давлением 0.3 МПа в рубашку аппарата нагревают воду до 50°С. Предусмотрена теплоизоляция и предохранительные мембраны. Затем вручную через люк аппарата аппаратчик загружает фталевый ангидрид, доставленный в мешках со склада. Предусмотрены индивидуальные средства защиты (СИЗ): спецодежда, респиратор. защитные очки, перчатки. Пуском пара в рубашку давлением 0.3 Мпа реакционную массу нагревают до 100°С. Предусмотрена теплоизоляция, предохранительные мембраны. Приготовленную суспензию фталевой кислоты охлаждают пуском воды в рубашку аппарата до 40°С и через люк аппарата вручную загружают хлористый кальций и норсульфазол. Предусмотрены СИЗ. Районную массу нагревают пуском пара (Р = 0.3 Мпа) до 78-80°С. Предусмотрены теплоизоляция, предохранительные мембраны. По окончании выдержки реакционную массу в 3-4 приема передавливают сжатым воздухом на центрифугу. Аппарат смешения промывают слабым раствором натра, который поступает в аппарат по трубопроводу из мерника, и водой. Промытый и отжатый фталазол выгружают вручную в мешки и транспортируют в отделение сушки и фасовки. Предусмотрены СИЗ. Продукт загружают вручную равномерным слоем на лотки сушилки и сушат при температуре t = 80-85°С. Предусмотрено местное вытяжное устройство; для работников - СИЗ. Высушенный продукт просеивают на вибрационном сите. Предусмотрено местное вытяжное устройство, СИЗ. Просеяный продукт расфасовывают и отправляют на склад готовой продукции. Предусмотрены СИЗ.
11.5. Электробезопасность
Рассматривается цех по производству фталазола.
Род тока - переменный, частота 50 Гц, напряжение 220-380 В. Класс помещения по опасности поражения электрическим током - II. Режим нейтрали питающей сети - 3-х фазная 4-х проводная сеть с заземлений нейтралью. Электрооборудование занулено.
Защита от статического электричества предусматривается заземлением всех металлоконструкций, аппаратуры, трубопроводов согласно «Правилам защиты от статического электричества в производствах химической и нефтехимической промышленности» утвержденных 3.01.72г.
Заземляющий контур выполнен из полосовой стали, проложенной по стенкам здания на высоте 0.25 м от пола, к которой присоединяются все металлоконструкции, аппараты и другое оборудование [12].
11.6. Пожаробезопасность
Цех по производству фталазола относится к пожароопасным категории В. Огнестойкость здания, в котором находиться цех - II. Зона класса помещения 2. Минимальная степень защиты волочек электроустановок- IP44 [13, 14, 15].
Первичные средства пожаротушения представлены в таблице 11.5.
Таблица 11.5- Первичные средства пожаротушения
Помещение Площадь пола, м2 Первичные средства пожаротушения (тип) Количество, шт.
Цех по производству фталазола 1296 Химически-пенные ОП-14, ОП-9ММ 13

Углекислые ОУ - 2, ОУ-5, ОУ-8 13
Зданиям и сооружениям требуется молниезащита в соответствии с [18].
Категория молниезащиты - II.
Использовать как защиту от прямых ударов молнии и ее вторичных проявлений (электростатическая и электромагнитная индукции) заземление всего оборудования по контуру.
11.7. Охрана окружающей среды
При производстве препарата «фталазол» основными источниками загрязнения окружающей среды являются сточные воды и выбросы в атмосферу пыли. Сточные воды, содержащие воду по промывки аппарата и фталазол, концентрация которого не превышает установленных норм, направляют в канализацию. Выбросы в атмосферу пыли улавливаются рукавным фильтром.
12 АВТОМАТИЗАЦИЯ И МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА, ПРИБОРЫ КИП И АВТОМАТИКИ
12.1 Вводная часть
Автоматизация - усовершенствование производства, направленное на замену труда человека в управлении промышленными процессами, работой автоматизированных устройств.
Автоматизация является одним из основных факторов ускорения научно-технического прогресса и позволяет решить ряд задач:
повышение производительности труда и, как следствие, сокращение обслуживающего персонала; повышение качества выпускаемой продукции; снижение удельных затрат реагентов и энергии.
Важное значение приобретает автоматизация химико-технологических процессов (ХТП) в связи с повышенной пожаро -и взрывоопасностью, токсичностью, с необходимостью предотвращения вредных выбросов в окружающую среду.
Технологический процесс - совокупность технологических операций, проводимых над исходным сырьем в одном или в нескольких аппаратах, целью которых является получение готового [продукта. обладающего заданными свойствами.
Технологический объект управления - технологический процесс, реализованный на соответствующем технологическом оборудовании.
Для получения необходимого продукта технологическим объектом необходимо управлять. Цель управления заключается в обеспечении оптимального значения критерия управления, под которым понимается технологический или технико-экономический показатель (производительность установки, себестоимость), характеризующий качество объекта управления в целом и принимающий определенное числовое значение, в зависимости от подаваемых на него управляющих воздействий - целенаправленных изменений материальных и энергетических потоков.
Автоматический процесс управления предусматривает:
сбор информации о состоянии объекта управления;
определение оптимального режима функционирования объекта;
определение управляющих воздействий;
реализацию оптимальных управляющих воздействий.
Существуют различные уровни автоматизации:
1) локальные системы. Задание сводится к стабилизации необходимых режимов процессов, протекающих в аппаратах, путем поддержания заданных значений характерных технологических величин. Кроме того выполняется оптимизация процессов с учетом их особенностей;
2) АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим процессом(ТП). Задача состоит в отыскании оптимальных режимов совместно работающих аппаратов, распределении нагрузок между отдельными агрегатами. В АСУ ТП широко применяется весь арсенал современных средств автоматического управления, включая микропроцессоры и ЭВМ;
3) АСУП - автоматизированная система управления предприятием. На высшем уровне обеспечивается оперативное управление химическим предприятием в целом.
Параметр процесса – величина, характеризующая состояние процесса отдельного устройства или системы. Параметры измеряются при помощи контрольно-измерительных приборов (КИП). В конце 50-х гг. было создана государственная система приборов и средств автоматизации (ГСП).
По функциональному признаку все изделия ГСП делятся на 4 группы:
устройство получения информации о состоянии процесса;
устройство приемов преобразования, хранения, обработки информации и формирования команд управления; устройство использования командной информации для воздействия на объект управления; устройство приемов преобразования и передачи информации по каналам связи.
В зависимости от рода используемой энергии СИ и вспомогательные устройства ГСП делят на 4 группы:
1) электрическую;
2) пневматическую;
3) гидравлическую;
4) неиспользующую вспомогательной энергии.
Все СИ имеют унифицированные входные и выходные сигналы.
12.2 Описание процесса
Контроль температуры.
Датчиками температуры является термопары типа ТХА-0515 (поз.4-1, 4-2, 4-3. 5-1, 5-2. 5-3. 9-1, 9-2, 9-3). представляющие собой сплав двух разнородных проводников.
Контур контроля давления.
Датчиком является манометр типа ЭКМ-19 (поз. 10-1,10-2) со шкалой 0-5 кгс/см", который измеряет давление, управляет внешними электрическими цепями путем включения и выключения контактов в схеме сигнализации, автоматики и блокировки технологических процессов.
Контур регулирования уровня.
Датчиком является уровнемер буйковый типа УБ-ПВ (поз.1-1, 1-2, 2-1, 2-2, 3-1, 3-2,6-1, 6-2, 7-1, 7-2. 8-1. 8-2) со шкалой 0-100%. С датчика унифицированный, пневматический сигнал поступает на вторичный прибор типа ПВ 10.1Э (поз. 1-3, 2-3, 3-3, 6-3, 7-3, 8-3) и регулятор типа ПР 3.31 (поз.1-3,1-4, 2-4, 3-4, 6-4. 7-4, 8-4). Вторичный прибор имеет три измерительных устройства сильфонного типа и производит: непрерывную запись и показание величины регулируемого параметра, показание величины сигнала задания, показание величины сигнала задания, показание величины давления воздуха на выходе регуляторов.

Таблица13 Спецификация оборудования контрольно – измерительных и регулирующих приборов
№ по схеме Наименования оборудования, КИП и регулирующих приборов Кол-во единиц одного назначения Материал рабочей части оборудования Характеристика оборудования контрольно-измерительных и регулирующих приборов
1 Реактор для получения фталазола 1 н/сталь Реактор вертикальный, емкость 2000 л, рабочее давление 3 кгс/см2, D = 1400 мм, Н = 3320 мм, вес 1270 кг с якорной мешалкой (48 об/мин), трубой пере-давливания, гильзой для термометра, загрузочным люком, рубашкой для нагрева паром и охлаждения водой. Индекс 204-2020. завод изготовитель «Красный Октябрь» г. Фастов.
5 Мерник дистиллированной воды 1 Сталь-3 Нестандартный, вертикальный, емкостью 250 л. Загрузка вакуумом, выгрузка самотеком, со смотровым стеклом.
4 Мерник едкого натра 1 Сталь-3 Нестандартный, емкостью 50 л. Загрузка вакуумом, выгрузка самотеком, со смотровым стеклом.
3/1-4 Центрифуга 4 н/сталь ТН-1200, D = 0.72 м2, фильтрующая ткань - диагональ, бязь. Загрузка сжатым воздухом, выгрузка - вручную.
6/1-2 Мерник дистиллированной воды 2 Сталь-3 Нестандартный, вертикальный, емкостью 250 л. Загрузка вакуумом, выгрузка самотеком, со смотровым стеклом.
7 Сборник промывных
вод 1 Сталь-3 Нестандартный, емкостью 500 л, загрузка и выгрузка самотеком.
10 Сборник маточника после фильтрации 1 Сталь-3 Нестандартный, емкостью 1000 л. Загрузка вакуумом, выгрузка самотеком.

Продолжение таблицы 13
2 Реак гор-охладитель
для регенерации фтадиевой кислоты 1 Стальной эмалирования Вертикальный аппарат, емкостью 2000 л. Н = 1670 мм, D = 1400 мм с якорной мешалкой (48 об/мин) трубой передавливания, рубашкой для охлаждения рассолом, термометрической гильзой. Завод изготовитель «Красный октябрь», г. Фастов.
8 Сборник-пароотбойник 1 Сталь-3 Нестандартный, емкостью 1000 л.
14 Друк-фильтр 1 Ст/эм Поверхность фильтрации F = 0.38 м2, емкость корпуса 160 л, рабочее давление 6 кгс/см2, D = 700 мм, Н = 1100 мм, вес 630 кг
9 Сборник дистилли-рованной воды 2 н/сталь Вертикальный, цельносварной, емкость 1000 л, D = 1200 мм, Н = 1450 мм, вес 426 кг. Загрузка самотеком, выгрузка вакуумом.
11 сушилка 1 Сушилка бесконтактная вакуумная «Венулет»
1М-3 печка 1
1М-5 Дозировочное устройство 1
Продолжение таблицы 13
1М-6 Упаковочное устройство
1
1М-4 Бункер 1
12 Мокрая ловушка 1
13 Оросительная установка 1
15 Аппарат для приготовления дистиллированной воды
1 н/сталь Вертикальный, емкость 500 л.

14. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
Развитие производства характеризуют высокие темпы научно-технического прогресса, который является процессом непрерывного совершенствования вещественных элементов производства. Повышение темпов технического прогресса позволяет успешно решать главные социально-экомические задачи развития экономики. Современная рыночная экономика представляет собой сложнейший организм, состоящий из огромного количества разнообразных производственных, коммерческих, финансовых и информационных структур, взаимодействующих на фоне разветвлённой системы правовых норм бизнеса, и объединяемых единым понятием - рынок.
По определению рынок - это организованная структура, где «встречаются» производители, продавцы и покупатели, где в результате взаимодействия спроса потребителей и предложения производителей устанавливаются и цены товаров, и объемы продаж. При рассмотрении структурой организации рынка определяющее значение имеет количество производителей и количество потребителей, участвующих в процессе обмена всеобщего эквивалента стоимости (денег) на какой-либо товар. Это количество производителей и потребителей, характер и структура отношений между ними определяют взаимодействие спроса и предложения.
Ключевым понятием, выражающим сущность рыночных отношений, является понятие конкуренции. Конкуренция - это центр тяжести всей системы рыночного хозяйства, тип взаимоотношений между производителями по поводу установления цен и объемов предложения товаров на рынке. Это конкуренция между производителями. Стимулом, побуждающим человека к конкурентной борьбе, является стремление превзойти других. Конкурентная борьба - это динамический (ускоряющий движение) процесс. Он служит лучшему обеспечению рынка товарами.
В качестве средств в конкурентной борьбе для улучшения своих позиций на рынке предприятия используют, например, качество изделий, цену, сервисное обслуживание, ассортимент, условия поставок и платежей, информацию через рекламу.
Развитие экономики происходит под воздействием затрат овеществленного труда в виде накоплений, направляемых на расширение материального производства или повышение его эффективности. Условием расширенного воспроизводства является не только полное возмещение затрат овеществленного труда, но и прирост новой стоимости. Воздействие затрат труда на темпы и эффективность общественного производства, в результате чего экономическая роль интервалов времени неуклонно повышаетс


Другие работы по теме: