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
 |
| |||||||||
 | ||||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
  |
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.