Реконструкция действующего оборудования установки сернокислотной гидратации пропилена на ЗАО 'Завод синтетического спирта'

1.8 Автоматизация технологического процесса блока ректификации

Для технологического процесса производства изопропилового спирта характерны невысокие температуры и давление, требования ведения процессов определены технологическим регламентом, пределы значений технологическими параметрами. Кроме того, технологическое оборудование установлено на открытых площадках или в отдельных производственных зданиях. Поэтому для контроля и управления устанавливают или совокупность различных приборов и регуляторов или другие автоматические устройства.

Расход сырья измеряется методом переменного перепада давления с помощью стандартной камерной диафрагмы типа ДКС-6,3. Разность на этой диаграмме пропорциональна квадрату расхода, измеряется мембранным пневматическим дифманометром типа 13ДД-11 и преобразуется в стандартный пневматический сигнал, который поступает на вторичный прибор контроля типа ПВ4.2Э, где записывается на ленточной диаграмме и указывается на шкале. Одновременно сигнал идет на регулирующий блок типа ПРЗ-31, который в зависимости от величины отклонений вырабатывает сигнал по Пи-закону регулирования и направляется на регулирующий клапан типа 16С50НЖНО с мембранным исполнительным механизмом.

Для контроля температуры верха К-146, в качестве датчика температуры применяем хромель-копелевую термопару типа ТХК, термо-ЭДС которой пропорциональна температуре, поступает на автоматический потенциометр типа КСПЗ-П, где показывается на шкале и регистрируется на дисковой диаграмме. Для регулирования этой температуры применяют регулирующий блок типа ПРЗ.31 с ПИ-законом регулирования.

В зависимости от величины рассогласования регулятор вырабатывает пневматический сигнал, который направляется на регулирующий клапан типа 16С50НЖ-НО с мембранным исполнительным механизмом.

Таблица 1.5 - Спецификация приборов КИП

.9 Охрана труда на установки № 50

На персонал, обслуживающий установку № 50 ЗАО "Завод синтетического спирта", воздействуют опасные и вредные производственные факторы.

По ГОСТ 12.0.003-74 опасные и вредные производственные факторы подразделяются на следующие группы: - физические; - химические; - биологические;

психофизиологические.

Физические опасные и вредные производственные факторы

Это двигающиеся машины и механизмы, незащищённые подвижные части производственного оборудования. К этой категории относятся внутризаводской транспорт, грузоподъёмные краны, вращающиеся части насосного оборудования, вентиляторов, аппаратов воздушного охлаждения.

Безопасные условия труда обеспечиваются правильной организацией работ: вращающиеся части машин и механизмов должны быть ограждены, персонал установки обязан соблюдать правила техники безопасности.

Повышенная загазованность и запылённость воздуха рабочей зоны.

Даже при нормальной работе технологической установки в воздух рабочей зоны выделяются вредные вещества:

Газообразные - при проведении газоопасных работ, из-за не плотностей во фланцевых соединениях;

Жидкие - из-за не плотностей во фланцевых соединениях, при перекачке жидкостей по неисправным линиям;

Твёрдые - при погрузке, выгрузке сыпучих грузов (например, катализаторов).

В аварийных ситуациях: при разрыве трубопровода, разрушении оборудования, взрывах, пожарах - выделение вредных веществ в воздух рабочей зоны увеличивается в сотни и тысячи раз.

Для защиты обслуживающего персонала от повышенного содержания вредных веществ, применяются средства индивидуальной и коллективной защиты: противогазы марки БКФ, шланговые противогазы ПШ-1 и ПШ-2, естественная и принудительная вентиляция, системы сигнализации о загазованности производственных помещений, автоматические системы предотвращения взрывов и пожаротушения.

1   Повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов:

1.1 повышенная температура - более +45⁰С;

.2 пониженная температура - менее 0⁰С.

Высокая температура (до +200⁰С) создаёт угрозу тяжёлых ожогов, низкая температура (до -30⁰С) создаёт угрозу обморожений.

Для защиты персонала от пониженной или повышенной температуры применяется теплоизоляция поверхностей трубопроводов и аппаратов, ограждение горячих участков.

Пониженная или повышенная температура воздуха рабочей зоны.

Нормальными считаются температуры:

.1 в холодный и переходный период года: от -18⁰С до +23⁰С при относительной влажности 40÷60%;

2.2 в теплый период года: 18÷25⁰С при относительной влажности 40÷60%.

Неблагоприятные метеоусловия (резко-континентальный климат области) создают условия для простудных заболеваний, обморожений, радикулита в холодный период года. Этому способствует низкая температура (до -40⁰С), сильный ветер, осадки.

Высокая температура летом (до +35⁰С), сильная солнечная радиация могут привести к тепловым и солнечным ударам, ожогам открытых участков тел.

Для защиты от пониженных температур используются системы отопления, пункты обогрева, спецодежда. Для защиты от повышенных температур используются системы приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования воздуха рабочей зоны.

Повышенный уровень статического электричества.

При движении веществ с низкой электрической проводимостью возникают опасные потенциалы статического электричества (10000-15000В). Разряд статического электричества может привести к взрывам, пожарам, авариям на взрыво- и пожароопасных производственных объектах.

Для предупреждения накопления зарядов статического электричества на оборудовании необходимо предусмотреть:

заземление металлических частей аппаратов, оборудования, коммуникаций, ёмкостей;

применение материалов, увеличивающих электропроводность;

устройство полов с повышенной электропроводностью.

Сопротивление заземляющего устройства, предназначенного для защиты от статического электричества, допускается до 1000 Ом.

Вся электропроводка заземления на установке должна подвергаться наружному осмотру, лицом ответственным за электрохозяйство или назначенным лицом с занесением результатов в оперативный журнал.

Внешний осмотр заземляющих устройств, производится механиком установки 1 раз в месяц. За исправное состояние устройств, статического электричества ответственность несёт начальник цеха.

Химические и вредные производственные факторы

В рабочую зону установки могут выделиться следующие вещества: углеводороды, сероводород, диоксид серы, окись углерода.

Углеводороды - вещества 4 класса опасности. Воздействуют на организм человека через дыхательные пути, через кожу, ПДК углеводородов - 300 мг/м³, в смеси с сероводородом - 3 мг/м³.

Газообразные углеводороды (С₁ - С₃) - воздействуя через дыхательные пути вызывают возбуждение, головную боль; при концентрациях выше 1,5% объёмных - смерть от удушья. Жидкие углеводороды (С₅ и выше) - вызывают покраснение, аллергическую реакцию кожи. При приёме внутрь отравление организма.

Изопропиловый спирт относится к умеренноопасным веществам - 3 класс опасности. Изопропиловый спирт - легковоспламеняющаяся жидкость, подвергается термодеструкции с образованием оксидов углерода. Пары тяжелее воздуха, образуют с ним взрывоопасные смеси, скапливаются в низких участках поверхности, подвалах, тоннелях. Легко воспламеняется от искр и пламени. Емкости могут взрываться при нагревании. Опасен при вдыхании. Ядовит при приеме внутрь. Пары вызывают раздражение слизистых оболочек и кожи. Обладает наркотическим действием. Отравление возможно при вдыхании паров спирта при превышении ПДК. При пожаре и взрыве возможны ожоги и травмы.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров спирта в воздухе рабочей зоны - 10 мг/м³.

Свежий воздух, покой, тепло. Ингаляция кислорода. По показаниям -сердечно-сосудистые и успокаивающие средства. При раздражении слизистых оболочек промыть 2%-ым раствором соды, содовые и масленые ингаляции, теплое молоко с содой, либексин (0,1г). При полной остановке дыхание -немедленно искусственное дыхание, срочная госпитализация. При обливе немедленно снять загрязненную одежду, промыть кожу водой с мылом в течении 15 минут. Необходимо наблюдение врача, так как спирт обладает кожно-резорбтивным и сенсибилизирующим действием.

Диизопропиловый эфир по степени воздействия на организм относится к малоопасным веществам - 4 класс опасности.

При превышении ПДК эфир действует как наркотик, вдыхание его паров приводит к раздражению слизистых оболочек дыхательных путей и нарушению координации движений. Эфир способен проникать через неповрежденную кожу.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров спирта в воздухе рабочей зоны - 100 мг/м³.

Эфир диизопропиловый трансформируется в окружающей среде. Эфир диизопропиловый - легковоспламеняющаяся жидкость, подвергается термодеструкции с образованием перекисей.

При отравлении эфиром свежий воздух, покой, тепло. Ингаляция кислорода. По показаниям - сердечно-сосудистые и успокаивающие средства. При раздражении слизистых оболочек - промыть 2%-ным раствором соды, содовые и масляные ингаляции, теплое молоко с содой.

При полной остановке дыхания - немедленно искусственное дыхание, срочная госпитализация.

Кислота серная - вещество 2 класса опасности. Представляет собой вязкую маслянистую агрессивную жидкость.

Серная кислота - ядовитая, агрессивная жидкость, при попадании на кожу или в глаза вызывает сильные химические ожоги, при вдыхании паров отравление. Обладает кожно- резобтивным, мутагенным, канцерогенным действием.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров серной кислоты в воздухе рабочей зоны - 1 мг/м³.Серную кислоту, попавшую на кожу, необходимо смыть обильным количеством воды и смочить 5 %-ным раствором пищевой соды. Избыток воды при промывке обязателен, так как при небольших количествах ожог может усиливаться вследствие выделения теплоты разбавления.

При обливе человека серной кислотой необходимо немедленно снять с пострадавшего спецодежду и поместить его в ванну с проточной водой, которая должна быть установлена в отделениях сернокислотного цеха, где хранится серная кислота.

При загорании колонны применять огнетушители пенные по ТУ 22-4720-80 или углекислотные по ГОСТ 7276-77 и воду компактной или распылённой струёй.

Для защиты от химически опасных и вредных производственных факторов применяются следующие средства защиты:

хлопчатобумажная одежда по ГОСТ 27651-88;

костюм из специальной ткани с обработкой химически стойкими раство- рами (ткань покрывают различными полимерными материалами или вулканизированной резиной);

резиновые перчатки по ГОСТ 20010-74;

защитные очки по ГОСТ 12.4.013-85;

обувь специальная, стойкая к действию кислот, щелочей;

противогазы индивидуальные фильтрующие по ГОСТ 12.4.121-83 с коробкой марки БКФ и В;

противопыльные респираторы.

Биологические опасные и вредные производственные факторы

Биологические опасные и вредные производственные факторы имеются в системах хозфекальной канализации в виде микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности.

Для защиты применяются средства индивидуальной защиты: костюмы, рукавицы, резиновые сапоги, респираторы, противогазы. Большое значение имеет соблюдение правил личной гигиены.

Психофизические опасные и вредные производственные факторы

Нервно-психические нагрузки, которые возникают при принятии ответственных решений в аварийных ситуациях, при дефиците времени, при монотонном труде, умственном перенапряжении.

Учитывая эти факторы, рабочая смена на предприятии не должна превышать промежутки более восьми часов. Рабочие одной смены, по прошествии этого промежутка, должны покинуть территорию завода.

Текущий график должен предусматривать не менее четырёх дней отдыха после производственного цикла для операторов установок получения спирта.

Выполнение указанных мер безопасности способствует восстановлению психофизических функций человека.

В целях обеспечения надежности и безопасности технологического процесса предусматривается ряд мероприятий:

герметичность аппаратов и трубопроводов;

постоянный контроль за параметрами технологического режима;

состоянием аппаратуры, трубопроводов, насосов и другого оборудования сменным персоналом;

для предупреждения и устранения загазованности в помещениях смонтированы вентиляции;

во избежании ожогов аппараты и трубопроводы теплоизолированы;

для отбора проб продуктов оборудованы пробоотборники;

система контроля и управления технологическим процессом обеспечивает защиту работающих и аварийное отключение оборудования;

электрооборудование, аппараты, трубопроводы, воздуходувы обеспечены надежным заземлением;

оборудование с агрессивными средами имеет химическую защиту;

трубопроводы для сильноагрессивных сред выполнены из кислотостойких материалов или имеют химзащиту.

Главным условием безопасного ведения технологического процесса является техническая грамотность и четкое соблюдение инструкций по охране труда и промышленной безопасности, соблюдения норм технологического режима, правильная эксплуатация оборудования и средств КИП и А обслуживающим персоналом.

1.10 Охрана окружающей среды на установке 50

Закрытое акционерное общество «Завод синтетического спирта» является самостоятельным предприятием. Имеет одну промышленную площадку, расположенную на северо-восточной окраине города Орска.

Общая площадь земельного участка, (бессрочное пользование), предоставленных для размещения промышленных объектов завода синтетического спирта составляет 111,5 га, в том числе:

- промплощадка завода - 50,1га,

очистные сооружения - 26,0га,

свалка промотходов - 35,4га,

твердое покрытие - 4,4875га.

Площадь земельных угодий занятых полигоном для промотходов составляет 35,4га (Распоряжение Главы администрации г.Орска от 21.01.93г.)

По количеству и составу выбросов вредных веществ ЗАО «Завод синтетического спирта» относится ко 2-ой категории опасности.

Загрязнение окружающей среды - один из факторов наиболее существенных влияющих на здоровье людей и увеличивающих опасность генетических нарушений. Рост выпуска продуктов необходимых для жизни человека ведет к увеличению отходов производства.

Целью новых производств должно быть:

- достижение безотходного производства,

- сокращение всех видов выбросов и отходов,

создание замкнутых технологических производств.

С точки зрения вредности, производство ИПС характеризуется применением серной кислоты, экстракта, гидролизата, едкого натрия, которые при попадания на кожу или слизистые оболочки вызывают химические ожоги, раздражают органы дыхания, вызывают коррозию и разрушение материалов и аппаратов, трубопроводов и строительных конструкций.

Углеводороды (УВ), пары ИПС, ДИИПЭ, полимеров обладают сильным наркотическим действием, разрушают нервную систему, действуют раздражающе на слизистые оболочки органов дыхания.

На установке по производству ИПС в процессе производства возникают следующие отходы, они снесены в таблицу 1.6.

Таблица 1.6 - Перечень загрязняющих веществ

Каждая остановка и пуск оборудования, как единицы (насос, компрессор, аппарат, трубопровод), так и установка в целом приводит к выбросам вредных веществ и влияет на экологическую обстановку на заводе. Для уменьшения этих выбросов следует повысить надежность работы оборудования для чего необходимо:

расширить сеть технического диагностирования оборудования. Это позволит своевременно обнаружить неисправности и планировать их ремонт без дополнительных выбросов.

производить замену устаревшего оборудования на современное, которое имеет больший межремонтный пробег, что сократит количество остановок на ремонт.

повысить качество ремонта единичного оборудования и установок в целом, что позволит сократить выбросы при опрессовке, от дополнительных остановок и пусков.

Кроме того, для сокращения выбросов целесообразно учитывать следующее:

усилить контроль за точным соблюдением технологического регламента производства;

исключить работу оборудования на форсированном режиме работы;

обеспечить контроль степени очистки газа, выбросов вредных веществ в атмосферу непосредственно на источниках и на границе санитарно-защитной зоны.

В процессе получения ИПС перерабатывается пропан-пропиленовая фракция.

Поэтому при испарении сырья в атмосферу могут поступать, кроме этих загрязнений, в еще большем объеме пары ИПС, ДИИПЭ. Для защиты воздушного бассейна от загрязнений предусмотрено:

технологический процесс осуществляется в геометрически закрытой аппаратуре.

освобождение аппаратуры от газообразных продуктов при сбросе давления производить в закрытую факельную систему.

сброс от предохранительных клапанов осуществлять в единую систему сбросов на факел.

все газообразные продукты подвергать очистке.

для перекачки продуктов, применять герметические насосы с двойным торцовым уплотнением.

2. Расчетная часть

2.1 Материальный баланс процесса установки № 50

Назначение колонны - получение изопропилового спирта (ИПС) с концентрацией 85,5% масс. На установке в блоке ректификации технологической схемой предусмотрено двухступенчатое получение спирта заданной концентрации: в колонне К- 46 отгоняются побочные продукты - диизопропиловый эфир (ДИИПЭ), полимеры и частично вода; в колонне К-146 осуществляется отгонка воды. Поэтому для составления материального баланса колонны предварительно необходимо составить материальные балансы установки и баланс колонны К-46.

Результаты расчета материального баланса установки представлены в таблице 2.1

Примечание

Материальные балансы составлены по данным ЗАО «Завод синтетического спирта»;

Количество часов работы установки в году принято 8400 часов (350 дней);

Потери продуктов, имеющие место в аппаратах, коммуникациях учтены (таблица 2.1).

Таблица 2.1 - Материальный баланс установки

2.2  Материальный баланс колонны К- 46, К-146

Таблица 2.2 - Материальный баланс колонны К- 46

Таблица 2.3 - Материальный баланс колонны К-146

2.3  Технологический расчет аппаратов колоны К-146, Х-147

Определение необходимого числа тарелок колонны

Температурный режим работы колонны

Принимаем расчетное давление в колонне равным атмосферному (П=760 мм рт.ст.) При небольшом избыточном давлении температуры кипения разделяемых компонентов (ИПС и вода) будет мало отличаться от температуры кипения их при атмосферном давлении. При П=760 мм рт.ст. температуры кипения.

Изопропилового спирта

tсп.= 82,1^оС=355,1 ⁰К

воды

tв=100^оС=373 ⁰К

В интервале температур 82,4^оС -100^оС строим кривую равновесия фаз, расчет равновесных концентраций в жидкой и паровой фазах приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Равновесные концентрации в жидкой и паровой фазах

В соответствии с материальным балансом колонны 146 (таблица 2.3) массовые доли низкокипящего компонента бинарной смеси (изопропилового спирта) в питании Х_F, дистилляте Х_Д и кубовом остатке составляют.

Х_F =0,310; Х_Д=0,855; Х_W=0,001,                      (2.1)

Пересчитываем массовые доли в мольные по формулам

Х_F = (Х_F / Мсп)/ (Х_F/ Мсп+(1- Х_F)/ Мв) ,                    (2.2)

Х_Д = (Х_Д / Мсп)/ (Х_Д/ Мсп+(1- Х_Д) / Мв),                  (2.3)

Х_W =  (Х_W / Мсп)/ (Х_W/ Мсп+(1- Х_W)/ Мв).      (2.4)

Х_F = (0,310/60)/ (0,310/60+(1-0,310)/18) = 0,119

Х_Д = (0,855/60)/ (0,855/60+(1-0,855)/18) = 0,639

Х_W = (0,001/60)/ (0,001/60+(1-0,001)/18)= 0,0003

Определяем относительный мольный (на 1 к моль дистиллята) расход питания по формуле

F= (Х_Д - Х_W)/( Х_F - Х_W),   (2.5)

F = (0,639 - 0,0003)/( 0,119 - 0,0003) = 5,38

Определяем минимальное флегмовое число по формуле (7, 10) [1, с 321]

Rmin = (Х_Д - У_F^*)/( У_F^* - Х_F),             (2.6)

где У_F^* - мольная доля спирта в парах, равновесных с жидкостью питания

У_F^* = 0,22

Rmin = (0,639-0,22)/(0,22 - 0,119)= 4,19

Рабочее число флегмы определяем по формуле (7.12) [2, с 321]

R = 1,36 Rmin + 0,3

R = 1,3 х 4,19 + 0,3 = 5,75

Приняв, что разделяемая бинарная смесь подчиняется закону Рауля-Дальтона и, при условии, что потоки пара и жидкости количественно не меняются по высоте колонны, число тарелок определяем [3, с 66] аналитическим путем.

Минимальное число теоретических тарелок определяем по уравнению (П. 77) [3, с 66]

 (2.7)

где У_Д = Х_Д = 0,639

Х_W = 0,0003

α - коэффициент летучести, определяемый как среднее геометрическое от летучести компонентов в верху и в низу колонны [3, с 241]

               (2.8)

где Р^Всп = 760 мм рт.ст. - давление паров спирта в верху колонны (по таблице 2.4)

Р^Н _СП = 1460 мм. рт.ст. - давление паров спирта в низу колонны

Р^В _В = 395 мм рт.ст. - давление паров воды в верху колонны (по таблице 2.4)

Р^Н _В = 760 мм.рт.ст. - давление паров воды в низу колонны

Принимаем минимальное число теоретических тарелок

Nmin = 14 шт

Число действительных тарелок по формуле (7,19) [2, с 322] равно

где Ζт - коэффициент полезного действия тарелки (КПД)

Определяем среднюю температуру в колонне

tср = (t^В + t^Н)/2 , оС,        (2.10)

где t^В - температура верха колонны, ^оС;

t^Н - температура низа колонны, ^оС

Эти температуры определяются по диаграмме t-х, у после проведения нижеизложенных расчетов.

По формуле (7.6) [2, с 320] составляем уравнение рабочей линии верхней (укрепляющей) части колонны

У = (R/(R+1)) Х + Х_Д/ (R + 1),          (2.11)

У = (5,75/(5,75+1)) Х + 0,639/(5,75+1) = 0,852 ^. Х + 0,095,  (2.12)

По формуле (7.7) [2, с 320] составляем уравнение рабочей линии нижней (исчерпывающей) части колонны

_,   (2.13)

Расчет концентрации жидкого спирта в колонне

Средние концентрации паров спирта в колоне находим по уравнениям рабочих линий [2, с 352]

в верхней части колонны

Уср^В = 0,852 ^, Хср^В + 0,095,             (2.14)

Уср^В = 0,852 ^, 0,379 + 0,095 = 0,418

в нижней части колонны

Уср^Н = 1,649 ^, Хср^Н - 0,0002            (2.15)

Уср^Н = 1,649 ^, 0,060 - 0,0002 = 0,099

Средние температуры пара, соответствующие температурам верха и низа колонны находим по диаграмме t-х, у

при Уср^В tср^В = 93оС = 366 К

этой температуре соответствует температура верха колонны, т.е.

t^В = 100оС = 373 К

при Уср^Н tср^Н = 100оС = 373 К

этой температуре соответствует температура низа колонны, т.е.

t^Н = 93оС = 366 К

Найденные температуры соответствуют температурам в колоне, определенные в настоящее время технологическим регламентом базового предприятия.

Принимаем температуру ввода сырья колонны равной tс = 97оС = 370К и путем графического построения на диаграмме у, х=f(t) определяем мольную долю отгона сырья колонны

,  (2.16)

Пересчитываем мольную долю отгона сырья в массовую по формуле [4, с 49]

е =(Мс / Му)е ^,                  (2.17)

где Мс - средний молекулярный вес исходного сырья [4, с 49]

 (2.18)

Му = 60

L = (19,6/60) 0,2 = 0,065

Рассчитываем коэффициент полезного действия тарелки по методике, изложенной в [2, с 356], для чего находим произведение коэффициента летучести разделяемых компонентов на динамический коэффициент вязкости их смеси при средней температуре в колонне

tср = ( tв + tн)/2, (2.19)

tср = (93+100)/2 = 96 ^оС = 369 К

при tср = 96 ^оС давление насыщенных паров спирта и воды равны (см.таблицу 2.4)

Рсп = 1285 мм.рт.ст., Рв = 666 мм рт.ст.

Коэффициент относительной летучести равен [2, с 295]

α =  Рсп/ Рв,                    (2.20)

α = 1285/666 = 1,93

Коэффициенты динамической вязкости разделяемых компонентов приняты при tср по таблице 1Х [2, с 516]

Мсп = 0,41 сП, Мв=0,30 сП

Средний коэффициент динамической вязкости

Мср = (Мсп + Мв)/2, сП,                  (2.21)

Мср = (0,41+0,30)/2= 0,355 сП

следовательно произведение α ^. Мср равно α ^. Мср = 1,93 ^. 0,355 = 0,685

при полученной величине α ^. Мср находим по рис. 7.4. [2, с 323]

Zт = 0,53

Следовательно число действительно необходимы для разделения смеси ИПСа с водой при заданной четкости разделения тарелок равно

Nq = 14/0,53 » 27 шт

Определение необходимого диаметра и высоты ректификационной колонны

Определяем средние мольные массы паров в колонне

в верхней части колонны [2, с 353]:

Мср^В = Уср^{В .} Мсп + (1 - Уср^В) Мв, кг/К моль

Мср^В = 0,418 ^. 60 + (1 - 0,418)18 = 35,6 кг/К моль

в нижней части колонны

Мср^Н = Уср^{Н .} Мсп + (1 - Уср^Н) Мв, кг/К моль

Мср^Н = 0,099 ^. 60 + (1 - 0,099)18 = 22,2 кг/К моль

Плотности пара в колонне [2, с 353]:

в верхней части колонны

ζср^В =  (Мср^{В .} То)/ (22,4 ^. Тв),        (2.22)

ζср^В = (35,6 ^. 273)/( 22,4 ^. 366) = 1,18 кг/м³

в нижней части колонны

ζср^Н = (Мср^{Н .} То)/(22,4 ^. Тн) ,   (2.23)

ζср^Н = (22,2 ^. 273)/(22,4 ^. 373) = 0,75 кг/м³

Средняя плотность паров в колонне [2, с 353]:

ζп = (ζср^В + ζср^Z)/2 ,   (2.24)

ζп = (1,18 + 0,75)/2 = 0,96 кг/м³

Определяем среднюю плотность жидкости в колонне

в верхней части колонны

ζж^В = Хсп^{В .} ζсп + (1 - Хсп^В) ζв,         (2.25)

где Хсп^В = 0,855 (по таблице 2.3)

ζсп = 632 кг/м³ - плотность спирта при температуре верха колонны

Тв = 366, по таблице 1У [2, с 512]

ζв = 975 кг/м³ - плотность воды

ζж^В = 0,855 ^. 632 + (1 - 0,855) 975 = 681,7 кг/м³

в нижней части колонны

ζж^Н = Хсп^{Н .} ζсп + (1 - Хсп^Н) ζв,        (2.26)

где Хсп^Н = 0,001 (по таблице 2.3)

ζсп = 718 кг/м³ - плотность спирта при температуре низа колонны

Тн = 373 К

ζв = 958 кг/м³ - плотность воды

ζж^Н = 0,001 ^. 718 + (1 - 0,001) 958 = 957,8 кг/м³

Средняя плотность жидкости в колонне

ζж = (ζж^В + ζж^Н)/2,          (2.27)

ζж = (681,7 + 957,8)/2 = 819,8 кг/м³

Определяем допустимую скорость паров в колонне по формуле (7.17а) [2, с 322]

W = корень(C qж/qп,)      (2.28)

где С - коэффициент, зависящий от типа тарелки (в нашем случае тип-ТСК-Р),

расстояния между тарелками и ряда других параметров.

В нашем случае С определяется по формуле (Ш.2) [3, с 117]

С = 8,47 ^. 10^-5 [К₁, К₂, С₁-С₂ (λ-35)],        (2.29)

где К₁ = 1,2,

К₂ = 1,0

С₁ = 440 [3, с 119]

С₂ = 4

λ = 65

С = 8,47 ^. 10^-5 [1,2 ^. 1,0 ^. 440 - 4 (65-35)] = 0,035

Допустимая (максимальная) скорость движения паров таким образом равна

W = корень(0,035 819,8/0,96) = 1,02 м/с

Объемный расход паров, проходящих по свободному сечению определяем по формуле [2, с 353]

V = (G_Д (R + 1) 22,4 ^. Тср ^. Ро)/( Мср^{В .} То ^. 3600 ^. Р),        (2.30)

где G_Д = 3022 кг/ч (по таблице 2. 3)

R = 5,75

Ро = 1,033 кг/см²

Р = п = 1 кг/см²

Мср^В = 35,6 кг/к моль (рассчитана ранее)

То = 273 К,

Тср = 369К - средняя температура в колонне (рассчитана ранее)

V = (3022 (5,75 + 1) 22,4 ^. 369 ^. 1,033)/( 35,6 ^. 273 ^. 3600 ^. 1)  = 4,98 м³/с

Определим диаметр колонны

Д = корень(4*V / W * π) ,                 (2.31)

где V - объемный расход паров, проходящих по свободному сечению м³/с

W - допустимая (максимальная) скорость движения паров м/с

π - 3,14.

Д = корень(4*4,98 / 1,02*3,14) = 2,5 м.

Определим высоту колонны

Нк = h * (n-1) + h_w + h_ф + h_o,             (2.32)

где h- расстояние между тарелками (принимается по соответствующим нормам и ГОСТу)

n - число тарелок,

h_w - высота кубовой части колонны, м

h_ф - высота колонны над верхней, м; h_o - высота опоры, м.

Значение h_w , h_ф ,h_o принимают конструктивно с учетом высоты днища и крышки (обычно от 1 до 1,5 м).

Нк = 0,27* (66-1) + 1,70 +1,41 +3,49= 24,0 м

ВЫВОД: технологическими расчетами показано, что в результате увеличения мощности по сырью колонна К-146, имеющая внутренний диаметр 2800 мм, будет иметь определенный запас как по производительности, так и по обеспечению четкости разделения.

Тепловой баланс колонны

Запишем уравнение теплового баланса в общем виде

SQприх = SQ ух + Qпот,                  (2.33)

где SQприх - количество тепла, приходящее в колонну с материальными  потоками, кВт

SQ ух - количество уходящего из колонны тепла с материальными потоками, кВт

Qпот - потери тепла в окружающую среду, кВт.

Рассчитываем количество тепла приходящее в колонну

SQприх = Qс + Qор + Qисп,            (2.34)

где Qс - количество тепла, приходящее в колонну с сырьем (спирта-сырцом), кВт

Qор - количество тепла, приходящее в колонну с орошением (острым, холодным, испаряющимся), кВт

Qисп - количество тепла, вводимое в колонну, из подогревателя низа колонны, кВт.

Qс = G_F ^. е ^. Сс^Пtс + G_F(1 - е)С_С^Жtс = G_F[е ^. Сс^П + (1 - е) С_С^Ж]tс, кВт, (2.35)

где G_F = 9270 кг/ч (таблица 2.3)

tс = 97^оС - температура ввода сырья

е = 0,122 - массовая доля отгона сырья

Сс^П - теплоемкость сырья в паровой фазе

Сс^П = Х_FСсп^П +(1 - Х_F)Св^П,   (2.36)

где Х_F = 0,31 (таблица 2.3)

Ссп^П = 3,62 кДж/кг град - теплоемкость паров ИПС по номограмме 8 [9, с6],

при tс Св^П = 4,82 кДж/кг ^. град - теплоемкость паров воды

Сс^П = 0,31 ^. 3,62 +(1 - 0,31)4,82 = 4,44, (2.37)

где Сс^Ж - теплоемкость жидкого сырья

Сс^Ж = Х_FСсп^Ж +(1 - Х_F)Св^Ж,              (2.38)

где Ссп^Ж = 3,80 кДж/кг ^. град - теплоемкость жидкого спирта по приложению Ш [1, с424]

Св^Ж = 4,19 кДж/кг ^. град

Сс^Ж = 0,31 ^. 3,80 +(1 - 0,31)4,19 = 4,07 кДж/кг ^. град

Qс = (9270/3600) [0,122 ^. 4,44 +(1 - 0,122)4,07]97 = 1027,9 кВт

Qор = Gор ^. Сор = G_ДR[Х_Д ^. Ссп^Ж + (1 - Х_Д) Св^Ж]tор,       (2.39)

где G_Д = 3022 кг/ч (по таблице 3.3) - количество ректификата, уходящего с верха колонны;

R = 5,75 - флегмовое число (рассчитано выше)

Х_Д = 0,855 - массовая доля спирта в ректификате (по таблице 2.3) т.к. составы ректификата и орошения совпадают Ссп^Ж = 2,96 кДж/кг ^. град - теплоемкость жидкого спирта при t = 40^оС по приложению Ш [1, с 424]

Св^Ж = 4,19 кДж/кг ^. град - теплоемкость воды

Qор = ((3022 ^. 5,75)/3600) [0,855 ^. 2,96 +(1 - 0,855)4,19]40 = 605,9 кВт

Qисп - будет найдено после расчета статей теплового баланса

Рассчитываем количество тепла, уходящего из колонны

SQух = Q_Д + Q_W + Qпот,                  (2.40)

где Q_Д - количество тепла уходящее с парами верха колонны, кВт

Q_W - количество тепла, уходящее с жидким остатком с низа колонны, кВт

Qпот - потери тепла в колонне, принимаем в размере 5% от количества тепла приходящего в колонну

Q_Д = G_Д (R + 1)[Х_Д ^. Ссп^П + (1 - Х_Д) Св^П]t_Д,     (2.41)

где Х_Д = 0,855; Ссп^П = 3,62 кЖД/кг ^. град - теплоемкость паров спирта при t = 93^оС по номограмме 8 [5, с 6]

Св^П = 4,80 кдж/кг ^. град - теплосодержание паров воды при t = 97^оС

Q_Д =(3022(5,75 + 1))/3600 [0,855 ^. 3,62 +(1 - 0,855)4,80]97 = 2083,7 кВт

Q_W = G_W[Х ^. Ссп^Ж + (1 - Х) Св^Ж]tн,   (2,42)

где Х_W = 0,001 - массовая доля спирта в жидком остатке (таблица 2.3)

Ссп^Ж = 3,84 кДж/кг ^. град - теплоемкость жидкого спирта при tн = 100^оС по приложению Ш [1, с 424]

Св^Ж = 4,23 кДж/кг ^. град - теплоемкость воды по приложению III [1, с 424]

Q_W = (6248/3600) [0,001 ^. 3,84 +(1 - 0,001)4,23]100 = 734,1 кВт

Потери тепла составляют

Qпот = 0,05SQприх = 0,05(Qс + Qор + Qисп),        (2.43)

т.е. Qс + Qор + Qисп = Q_Д + Q_W + 0,05(Qс + Qор + Qисп)

или 1027,9 + 605,9 +Qисп =2083,7 + 734,1 + 0,05(1027,9 + 605,9 + Qисп)

Тепло, которое необходимо внести в низ колонны с помощью кипятильника (испарителя) равно:

Qисп = 1332,3 кВт, а потери составляют

Qпот = (1027,9 + 605,9 + 1332,3)0,05 = 148,3 кВт

Проводим проверку по основному уравнению теплового баланса колонны

,9 + 605,9 + 1332,3 = 2083,7 + 734,1 + 148,3

2966,1 = 2966,1 кВт

Результаты расчета теплового баланса колонны представлены в таблице 2.5

Таблица 2.5 - Тепловой баланс колонны К-146

Технологический расчет холодильника Х-147

Подбор холодильника осуществляется в соответствии с данными таблицы 2.3.2

1 Холодильник 147

Назначение конденсация паров дистиллята, охлаждающий агент - вода подаваемая с промышленной сети.

Необходимую поверхность холодильника определяем по формуле (4.72) [2, с 168]

Fдефл = Q_Д^//( К ^. DТср), м²

где Q_Д^/ - тепловая нагрузка на холодильник, равная количеству тепла, отнимаемого от паров дистиллята при его полной конденсации при температуре верха колонны Тв = 366 К

Q_Д = G_Д ^. Ч_Д, кВт

где Q_Д = Gр(R + 1), кг/с

Ч_Д = Чсп ^. Х_Д + Чв(1 - Х_Д), кДж/кг - теплота конденсации смеси спирта и воды (численно равная теплоте испарения при Т = 366 К)

Чсп = 647,9 кДж/кг - теплота испарения ИПС по таблице ХLУ [2, с 542], при Тв = 366 К

Чв = 2276 кДж/к - теплота испарения воды

Q_Д^/ = ((3022(5,75 +1))/3600)  [647,9 ^. 0,855 +(1 - 0,855)2276] = 5008,8 кВт

Приняв потери тепла в холодильнике в размере 5%, находим количество тепла, которое необходимо передать воде

Q_Д^/ = 5008,8 ^. 0,95 = 4758,4 квт

Для определения DТср составляем расчетную схему

DТ₁ = Тв - Тн = 366 - 293 = 73 К

DТ₂ = Тв - Тк = 366 - 313 = 53 К

т.к. отношение

DТ₁ / DТ₂= 73/53 = 1,38 < 2

то [14, с 379] среднюю разность температур рассчитываем по формуле (11.29) [14, с 379]

DТср = (DТ₁ + DТ₂ )/2, К

DТср = (73+53)/2= 63 К

К - коэффициент теплопередачи, для холодильников [2, с 172, таблица 4.8.] К = 300 - 800 в т\м^{2 .} град

Принимаем К = 600 в т/м^{2 .} град

Тогда необходимая поверхность холодильника равна

F =  (4758,4 ^. 10³)/ (600 ^. 63)= 126 м²

По ГОСТ 14247-79 [5, с 255] принимаем стандартный холодильник с характеристикой:

-  поверхность теплообмена F = 147 м²

-        диаметр кожуха Д вн = 1200 мм

         диаметр труб d тр = 25 х 2 мм

         число ходов по трубам - 2

.4 Выбор и характеристика оборудования блока ректификации

В блоке ректификации используется оборудование: ректификационные колонны, теплообменники, насосы, емкости.

Для производства продуктов желаемой степени чистоты с высокими выходами служат ректификационные колонны. В среднюю часть колонн поступает сырье, нагретое до температуры t_F. В колонне происходит процесс однократного испарения сырья, в результате которого образуются пары G_F и жидкость g_F, находящиеся в равновесии. На любой тарелке колонны, например, n-ый, происходит контакт между парами G_n-1, поднимающийся на эту тарелку, и жидкостью g_n+1, стекающей на эту же тарелку. При контакте этих потоков составы фаз изменяются и пары обогащаются НКК, а жидкость - ВКК. Пары G_n, поднимающиеся с n-ой тарелки, богаче НКК, чем пары G_n-1, а жидкость g_n, богаче ВКК, чем жидкость g_n+1. Затем пары G_n поступают на вышележащую тарелку n +1, а жидкость g_n, на нижележащую тарелку n -1, где они контактируют с соответствующими потоками жидкости и паров.

Контактирование встречных потоков фаз осуществляется до тех пор, пока не будут достигнуты желаемые составы продуктов колонны: верхнего, называемого дистиллятом или ректификатом у_D, и нижнего, называемого остатком x_w.

Та часть колонны, в которую вводится сырье, называется питательной секцией. Часть колонны, находящаяся выше ввода сырья, называется питательной секцией. Часть колонны, находящаяся выше ввода сырья, называется концентрационной или укрепляющей, а ниже ввода сырья - отгонной или исчерпывающей.

В процессе ректификации требуется подводить или отводить тепло, чтобы обеспечить требуемые температуры в соответствующих аппаратах.

Для этих целей служат специальные аппараты, называемые теплообменниками. В теплообменниках один поток отдает тепло, а другой его воспринимает, т.е. один поток нагревается, а другой охлаждается.

В процессе ректификации применяются теплообменники жесткого типа и теплообменники с плавающей головкой.

Теплообменники жесткого типа имеют цилиндрический корпус, в котором установлен трубный пучок, закрепленный в трубных решетках, в которых трубки крепятся развальцовкой или сваркой. Корпус аппарата закрыт крышками. Внутри корпуса установлены перегородки, создающие определенное направление движению потока и увеличивающее его скорость в корпусе.

Теплообменники с плавающей головкой. В этих аппаратах один конец трубного пучка закреплен в трубной решетке, связанной с корпусом, а второй может свободно перемещаться относительно корпуса при температурных изменениях длины трубок. Это устраняет температурные напряжения в конструкции и позволяет работать с большими разностями температур теплообменивающих сред. Кроме, того, возможна чистка трубного пучка и корпуса аппарата, облегчается замена труб пучка.

Для перемещения жидкостей по трубопроводам служат гидравлические машины-наосы. Подводимая от двигателя энергия преобразуется в насосе в энергию потока жидкости.

На балке ректификации используются центробежные насосы. Центробежный насос состоит из рабочего колеса с криволинейными лопатками, сидящего на валу. Вал приводится во вращение от электродвигателя. Рабочее колесо вращается в неподвижном корпусе, рабочая спиральная камера которого имеет переменное сечение и через задвижку и обратный клапан соединена с нагнетательным трубопроводом.

При вращении рабочего колеса, заполняющая его каналы жидкость перемещается от центра к периферии, поступает в спиральную камеру и оттуда - в нагнетательный трубопровод.

Емкость служит для приема, отстоя, хранения и дальнейшей перекачки жидкости. Используются емкости закрытого типа, футерованные и нефутированные.

спирт сернокислый гидратация колонна

3. Организационно-экономическая часть

.1 Расчёт себестоимости 1 тонны целевого продукта по данным базового предприятия

Расчет себестоимости продукции, выпущенной за год основан на классификации затрат по статьям калькуляции. Калькуляционные статьи принимаются в соответствии с нормативами базового предприятия ЗАО «Завод синтетического спирта».

1 статья - Сырьё

Определяется исходя из цены сырья и годовой производственной мощности предприятия по формуле:

С _с = Ц ^* ПМ,      (3.1)

где С_с - стоимость сырья, руб;

Ц - цена 1 тонны сырья, руб;

ПМ - годовая производственная мощность установки по сырью, т/год.

Под производственной мощностью подразумевается возможное количество сырья, которое можно переработать установка за год при условии полного использования оборудования.

Время работы установки непрерывное, время простоя на ремонтах принимается исходя из Положения ППР базового предприятия, и составляет:

- капитальный ремонт 15 дней.

Расчет эффективного фонда рабочего времени установки производится по формуле:

Т _эф = Т _кал - Т _прост        (3.2)

где Т _эф - эффективный фонд рабочего времени, дни;

Т _кал. - календарный фонд рабочего времени, дни;

Т _прост. - время простоя установки в период капитальных и текущих ремонтов, дни;

Т _эф = 365 - 15 = 350 дней

Годовая производственная мощность установки определяется по формуле:

ПМ = Q ^* Т _эф     (3.3)

где Q - среднесуточная мощность установки, т/сутки.

ПМ = 81,42 ^* 350 = 28 500 т/год

Таблица 3.1 - Производственная программа по данным предприятия

Цена 1 т сырья принимаем условно исходя из действующих цен базового предприятия 20 100 руб. за 1т.

С _с = 26 900*20 100 = 540 690 000 руб.

статья - Вспомогательные материалы.

Стоимость вспомогательных материалов определяется исходя из нормы расхода на 1т. выпущенной продукции, установленной технологическим процессом и цены 1 т.

Таблица 3.2 - Стоимость вспомогательных материалов

статья - Энергоресурсы

Таблица 3.3 - Стоимость энергоресурсов

статья - Заработная плата

Общий годовой фонд заработной платы работников установки зависит от количества отработанных дней списочной численности работников и их часовой тарифной ставки. Для расчета используется данные базового предприятия исходя из сложившихся норм и нормативов.

Режим установки непрерывный, условия труда вредные, продолжительность рабочей смены - 12 часов, четырех бригадный график смены.

Расчет годового фонда заработной платы производится на основе действующих тарифных ставок эффективного фонда рабочего времени по формуле:

Таблица 3.4 - Баланс рабочего времени среднесуточного рабочего

Таблица 3.5 - Численность основных производственных рабочих

ФЗП_общ= ФЗП_осн + ФЗП_доп + ФЗП_{урал.коэф,}                  (3.4)

где ФЗП _общ - фонд заработной платы общий, руб.;

ФЗП _осн - фонд заработной платы основной, руб.;

ФЗП _доп - дополнительный фонд заработной платы, руб.;

ФЗП _{урал.коэф,} - фонд заработной платы по районному коэффициенту, руб.

ФЗП_осн= ЗП_тар + ЗП_ноч + ЗП_пр.дни + ЗП_прем,    (3.5)

где ЗП _тар - заработная плата по тарифу, руб.;

ЗП _ноч - заработная плата за ночную смену, руб.;

ЗП _пр.дни - заработная плата в праздничные дни, руб.;

ЗП _прем - заработная плата премии, руб.

ЗП_тар = ДТС^х Т_э ^*Ч_спис,   (3.6)

где ДТС - дневная тарифная ставка, руб.;

Т _э - эффективный фонд рабочего времени, дни;

Ч _спис - списочная численность, чел.;

ЗП _тар(6) = 729,60*225*4 = 656 640 руб.;

ЗП _тар(4) = 567,00*225*4 = 510 300 руб.;

ЗП _тар(4) = 567,00*225*4 = 510 300 руб.;

ЗП _тар(5) = 619,20*225*4 = 557 280 руб.;

ЗП _тар(3) = 474,00*225*4 = 426 600 руб.;

ЗП _{тар.общ} = 2 661 120 руб.

Доплата за работу в ночное время вычисляется по формуле:

ЗП_ноч =ЗП_тар ^*1/3 ^*40 %,         (3.7)

где 1/3 - количество ночных часов;

% - доплата за ночное время;

ЗП _ноч(6) =656 640 *1/3*40% = 87 552,00 руб.;

ЗП _ноч(4) = 510 300*1/3*40% = 68 040,00 руб.;

ЗП _ноч(4) = 510 300 *1/3*40% = 68 040,00 руб.;

ЗП _ноч(5) = 557 280*1/3*40% = 74 304,00 руб.;

ЗП _ноч(3) = 426 600*1/3*40% = 56 880,00руб.;

ЗП _{ноч.общ.} = 354 816,00 руб.

Доплата за работу в праздничные дни производится по формуле:

ЗП_пр.дни = ДТС ^* 12 ^* Ч_яв,       (3.8)

Где 12 - количество праздников в году;

Ч _яв - явочная численность в сутки, чел.;

ЗП _{пр.дни(6)} = 729,60*12*2 = 17 510,40 руб.;

ЗП _{пр.дни(4)} = 567,00*12*2 = 13 608,00 руб.;

ЗП _{пр.дни(4)} = 567,00*12*2 = 13 608,00 руб.;

ЗП _{пр.дни(5)} = 619,20*12*2 = 14 860,80 руб.;

ЗП _{пр.дни(3)} = 474,00*12*2 = 11 376,00 руб.;

ЗП _{пр.дни/j,o} = 70 963,20 руб.

Премия планируется в размере 50 % от тарифа и определяется по формуле:

ЗП_прем = ЗП_тар * 50%,    (3.9)

где 50%- процент премии;

ЗП _прем(6) = 656 640*50% = 328 320,00 руб.;

ЗП _прем(4) = 510 300*50% = 255 150,00 руб.;

ЗП _прем(4) = 510 300*50% = 255 150,00 руб.;

ЗП _прем(5) = 557 280*50% = 278 640,00 руб.;

ЗП _прем(3) = 426 600*50% = 213 300,00 руб.;

ЗП _{прем/общ} = 1 330 560,00 руб.

ФЗП_осн= ЗП_тар + ЗП_ноч + ЗП_пр.дни + ЗП_прем  (3.10)

ФЗП _осн(6) = 656 640 + 87 552 + 17 510,40+ 328 320 = 1 090 022,40 руб.;

ФЗП _{осн (4)} = 510 300 + 68 040 + 13 608+ 255 150 = 847 098,00 руб.;

ФЗП _{осн (4)} = 510 300 +68 040+ 13 608 + 255 150 = 847 098,00 руб.;

ФЗП _{осн )5)} = 557 280 + 74 304 + 14 860 +278 640 = 925 084,00 руб.;

ФЗП _осн(3) = 426 600+ 56 880+ 11 376 + 213 300 = 708 156,00 руб.;

ФЗП _{осн.общ}= 1 090 022,40+ 847 098+ 847 098 +925 084,80 + 708 156 =   = 4 417 459,20 руб.

ФЗП_доп= ЗП_отп + ЗП_б + ЗП_гос.об + ЗП_уч.от,      (3.11)

где ЗП _отп - заработная плата отпуск, руб.;

ЗП _б - заработная плата по больничному листу, руб.;

ЗП _гос.об - заработная плата по государственным обязанностям, руб.;

ЗП _уч.от - заработная плата учебного отпуска, руб.

Оплата за отпуск вычисляется по формуле:

ЗП_отп = (ФЗП_осн * Q_отп)/ Т_э,     (3.12)

Где Q _отп - количество дней отпуска;

ЗП _отп(6) = 4 417 459,20 * 42/225 = 824 592,40 руб.

Оплата за выполнение ГО вычисляется по формуле:

ЗП_гос.об. = (ФЗП_осн * Q_гос.об)/ Т_э,       (3.13)

где Q _гос.об - дни выполнения ГО;

ЗП _гос.об. = 4 417 459,20 *1/225 = 19 633,15 руб.

Оплата по больничному листу вычисляется по формуле:

ЗП_б. = (ФЗП_осн * Q_б)/ Т_э,        (3.14)

где Q _гос.об - дни по больничному листу;

ЗП _гос.об. = 4 417 459,20 *5/225 = 98 165,78 руб.

Оплата за учебный отпуск вычисляется по формуле:

ЗП_уч.от = (ФЗП_осн * Q_уч.от) / Т_э, (3.15)

где Q _уч.от - дни выполнения ГО;

ЗП _уч.от = 4 417 459,20 *1/225 = 19 633,15 руб.;

ФЗП _доп= 824592,40 + 19633,15 + 98 165,78 + 19 633,15 = 962 024,48 руб.

Доплата по районному коэффициенту вычисляется по формуле:

ФЗП_рк = (ФЗП_осн+ФЗП_доп)*0,15      (3.16)

ФЗП _рк = (4 417 459,20+ 962 024,48)*0,15 = 806 922,55 руб.;

ФЗП _общ = 4 417 459,20 + 962 024,48 + 806 922,55 = 6 186 406,23 руб.

статья - Зарплата ИТР

Таблица 3.6 - Зарплата ИТР

статья - Отчисления на социальное страхование составляет в настоящее время 26,2 % от начисленной заработной платы рабочих и ИТР.

З _с.с. = (ФЗП_общ+ ЗП_итр) * 26,2% ,    (3.17)

З_с.с. = (6 186 406,23+677 925) * 26,2% =1 798 454 руб.

статья - Затраты на содержание и эксплуатацию машин и оборудования

.1 Амортизационные отчисления

А_о =  С_оф * Н_а,     (3.18)

Где С _оф - первоначальная стоимость основных фондов (стоимость установки) взята по данным базового предприятия составляет 11 687 060 руб.;

Н _а = 10,5 % - норма амортизации;

А _о = 11 687 060 * 10,5 % = 1 227 141 руб.

.2 Затраты на текущий ремонт

З_тек.р =А_о * 17%,  (3.19)

где    17 % - затраты на текущий ремонт планируется в размере 17 % от амортизационных отчислений;

З _т.р. = 1 227 141 * 17 % = 208 614 руб.

.3 Прочие затраты на содержание и эксплуатацию оборудования

З_проч = А_о * 11%,           (3.20)

где 11 % - прочие затраты на содержание и эксплуатацию оборудования планируется в размере 11 % от амортизационных отчислений;

З _проч. = 1 227 141 * 11% = 134 985,5 руб.;

З _общ. = 1 227 141 + 208 614 + 134 985,5 = 1 570 740,5 руб.

7 статья - Внутризаводская перекачка

З_вп = Q_с * С_п ,       (3.21)

Где С _с - количество перерабатываемого сырья в год, т.;

С _п = 25 руб. - стоимость перекачки 1т сырья (взята по данным базового предприятия);

З _вп = 26 700 * 25 = 667 500 руб.

статья - Цеховые расходы

Это расходы по управлению цехом, его содержанию. Планируется в размере 15% от прямых затрат на обработку сырья без учета расходов на сырье и вспомогательные материалы, что дает возможность устранить влияние колебания цен на сырье, реагенты на сумму цеховых расходов.

П _{про.затр} = З_энер + З_зар.пл + З_с.с + З_маш +З_вп,    (3.22)

П _{про.затр} = 111 379 450 + (6 186 406,23+677 925) + 1 798 454 + 1 570 740,5 + + 667 500 = 122 280 476 руб.

З_цех = П _{про.затр} *15 %,    (3.23)

З_цех= 122 280 476 *15 % = 18 342 071 руб.

статья - Общезаводские расходы

Расходы по управлению заводом, его содержанию. Планируются в размере 20 % от прямых затрат.

З_об.зав = П _{про.затр} *20 %,          (3.24)

З _цех= 122 280 476 *20 % = 24 456 095 руб.

статья - Внепроизводственные расходы

Расходы по реализации продукции. Планируются в размере 1% от прямых затрат.

З_{внезав.} = П _{про.затр} *1%, (3.25)

З _внезав= 122 280 476 *1 % = 1 222 805 руб.

Итого: полная себестоимость всей выпущенной продукции

690 000 + 12 878 370 + 111 379 450 + 6 186 406,23 + 677 925 + 1 798 454 +1 570 740,5 + 667 500 + 18 342 071 + 24 456 095 + 1 222 805 = 719 869 817 руб.

Стоимость попутного продукта оценивается условно по нормативам базового предприятия и составляет:

Цена за 1 тн ДИИПЭ - 18 100 руб.

Cт _{поп.пр. ДИИПЭ}= 2412,6 * 18 100 = 43 668 060 руб.,

Где 2412,6 т/год - количество ДИИПЭ.

Цена за 1 тн полимеров - 10 700 руб.

Cт _{поп.пр. полимер.}= 241,3* 10 700 = 2 581 910 руб.,

Где 241,3 т/год - количество полимеров.

Стоимость попутного продукта определяется:

Ст _кал. = 43 668 060 + 2 581 910 = 46 249 970 руб.

Себестоимость всей основной продукции:

З _ос = 719 869 817 - 46 249 970 = 673 619 847 руб.

Таблица 3.7 - Себестоимость 1т. калькулируемого продукта

3.2 Расчет себестоимости 1 т целевого продукта по проекту

Таблица 3.8 - Производственная программа по проекту

статья - Сырьё.

Определяется исходя из цены сырья и годовой производственной мощности предприятия по формуле

С _с = Ц ^* ПМ,       (3.26)

где С _с - стоимость сырья, руб.;

Ц - цена 1 тонны сырья, руб.;

ПМ - годовая производственная мощность установки по сырью, т/год.

С _с = 27 800*20 100 = 558 780 000 руб.

статья - Вспомогательные материалы.

Стоимость вспомогательных материалов определяется исходя из нормы расхода на 1т выпущенной продукции, установленной технологическим процессом и цены 1 т.

Таблица 3.9 - Стоимость вспомогательных материалов

статья - Энергоресурсов

Таблица 3.10 - Стоимость энергоресурсов

Заработная плата (статья 4), отчисления на социальное страхование (статья 5), затраты на содержание и эксплуатацию машин и оборудования (статья 6) рассчитаны выше.

7 статья - Внутризаводская перекачка

З _вп = Q_с * С_п ,     (3.27)

где С _с - количество перерабатываемого сырья в год, т;

С _п = 25 руб. - стоимость перекачки 1т сырья (взята по данным базового предприятия)

З _вп = 27 800 * 25 = 695 000 руб.

статья - Цеховые расходы

Это расходы по управлению цехом, его содержанию. Планируется в размере 15 % от прямых затрат на обработку сырья без учета расходов на сырье и вспомогательные материалы, что дает возможность устранить влияние колебания цен на сырье, реагенты на сумму цеховых расходов.

П _{про.затр} = З_энер + З_зар.пл + З_с.с + З_маш +З_вп,     (3.28)

П _{про.затр} = 115 839 009+ (6 186 406,23+677 925) + 1 798 454 + 1 570 740,5 + + 695 000 = 126 767 535 руб.

З_цех = П _{про.затр} *15 %,   (3.29)

З _цех= 126 767 535 *15 % = 19 015 130 руб.

статья - Общезаводские расходы

Расходы по управлению заводом, его содержанию. Планируются в размере 20 % от прямых затрат.

З_об.зав = П _{про.затр} *20%,  (3.30)

З _цех = 126 767 535 * 20 % = 25 353 507 руб.

статья - Внепроизводственные расходы

Расходы по реализации продукции. Планируются в размере 1 % от прямых затрат.

З_{внезав.} = П _{про.затр} *1%, (3.31)

З _внезав = 126 767 535 *1 % = 1 267675 руб.

Итого: полная себестоимость всей выпущенной продукции

780 000 + 13 393 126 + 115 839 009 + 6 186 406,23 + 677 925 + 1 798 454 +1 570 740,5 + 695 000 + 19 015 130 + 25 353 507 + 1 267675 = 744 576 973 руб.

Стоимость попутного продукта оценивается условно по нормативам базового предприятия и составляет:

Цена за 1 тн ДИИПЭ - 18 100 руб.

Cт _{поп.пр. ДИИПЭ} = 2509,1* 18 100 = 45 414 710 руб.,

где    2509,1 т/год - количество ДИИПЭ.

Цена за 1 тн полимеров - 10 700 руб.

Cт _{поп.пр. полимер.}= 250,9 * 10 700 = 2 684 630 руб.

где    250,9 т/год - количество полимеров.

Стоимость попутного продукта определяется:

Ст _кал. = 45 414 710 + 2 684 630 = 48 099 340 руб.

Себестоимость всей основной продукции:

З _ос = 744 576 973 - 48 099 340 = 696 477 633 руб.

Таблица 3.11 - Себестоимость 1т калькулируемого продукта

3.3 Сравнительный анализ себестоимости продукции по данным базового предприятия до и после реконструкции

Таблица 3.12 - Сравнительный анализ себестоимости 1 т целевого продукта по данным базового предприятия и после реконструкции

3.4   Расчет технико-экономической целесообразности проекта

Фондоотдача =  кол-во выпущенной продукции за год, т/ стоимость основных фондов, тыс. руб.        (3.32)

Ф _БП = 24 408 / 11 687 060 = 0,0021 т / руб.

Ф _Пр = 25 385,2 / 11 687 060 = 0,0022 т / руб.

Годовая экономия определяется по формуле:

Э _год = (С₁ - С₂)*Q                  (3.33)

где С₁ - себестоимость 1т. базового предприятия;

С₂ - себестоимость 1т. по проекту;

Q - количество целевого продукта по проекту

Э _год = (27 598,3 - 27 436,4) * 25 385,2 = 4 109 864 руб.

Вывод: Считаю повышение производительности по сырью целесообразным так как растет производительности труда на 44,4 т/чел. год, снижается себестоимость продукции на 161,9 руб., выработка продукции ИПС по году увеличилась на 977,2 т.

Таблица 3.13 - Технико-экономические показатели базового предприятия и по проекту

Заключение

Главные задачи пояснительной записки были полностью выполнены: в технологической части подробно рассмотрены основы процесса; в расчетной части - составлены материальные балансы установки, колонн К-46, К-146, произведен расчет проектируемых аппаратов; в экономической - определены технико-экономические показатели работы установки.

Технологическим расчетом показано, что замена в действующей в настоящее время в ректификационной колонне К-146, имеющей внутренний диаметр 2800 м, решетчатых тарелок на колпачковые улучшают четкость разделения, снижает потери спирта. Холодильник Х-147, установленный в настоящее время, в замене не нуждается, так как имеет определенный запас по производительности.

В разделе "Охрана труда" проведен анализ и характеристика технологического процесса с точки зрения пожаро-, взрывоопасности и вредности производства.

В разделе "Охрана окружающей среды" предложен ряд мероприятий по защите окружающей среды от загрязнения в период монтажных и ремонтных работ, способ защиты окружающей среды от загрязнения, меры контроля по герметизации и надежности аппарата.

Расчет технико-экономических показателей показал целесообразность проекта: растет производительность труда на 44,4 т/ чел.год, снижается себестоимость продукции на 161,9 руб., выработка продукции ИПС по году увеличилась на 977,2 т.

Список использованных источников

1 Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты, М., Химия, 1971, 296 с.

Кузнецов А.А. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности, М., Химия, 1985, 344 с.

Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, Л., Химия, 1971, 296 с.

Романков П.Г., Носков А.А. Сборник расчетных диаграмм по курсу поцессов и аппаратов химической технологии, Л., Химия, 1977, 24 с.

Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа, М., Химия, 1973, 273 с.

Флореа О., Смигельский О. Расчеты по процессам и аппаратам химической технологии, М., Химия, 1971, 448 с.