Раздел промышленной экологии

Содержание

Перспективы развития приборостроения и микропроцессорной техники….........3

Роль и значение выпускаемой продукции………………………......……………....6

Технологический раздел

1.1 Технология процесса……………………………..................................................7

1.2 Вид главного аппарата……………………………………...................................8

1.3 Материальные затраты на единицу продукции……………………….…….....10

Специальный раздел

2.1 Разработка функционально схемы автоматизации…………………………....11

2.1.1 Выбор регулируемых величин и каналов внесения регулирующих воздействий…………………………………………………………….………….………...13

2.1.2 Выбор контролируемых величин………………………................................14

2.1.3 Выбор сигнализируемых величин…………………………...…..………...…16

2.1.4 Выбор параметров защиты и блокировки объекта…………….…………...18

2.1.5 Выбор средств автоматизации для функциональной схемы…….………....19

2.2 Спецификация на средства КИПиА………………………………..….............22

2.3 Описание функциональной схемы автоматизации………………...................33

2.4 Описание электрической схемы управления, регулирования контроля, сигнализации, защиты, блокировки………………………...……...............................36

2.5 Описание монтажной схемы щита……………………….……………............37

2.6 Описание схемы внешних электрических и трубных проводок……............39

Расчетный раздел

3.1 Расчет оптимальных настроек регулятора……………………….…...............41

3.2 Расчет регулирующего клапана……………………………….….….…………44

3.3 Расчет измерительных схем электронного моста…………………….….........47

3.4 Расчет измерительных схем электронного потенциометра………….………..51

3.5 Расчет сужающего устройства……………………………..….…......................55

Раздел организация и эксплуатации службы КИПиА

4.1 Назначение службы эксплуатации КИПиА……………………….…...……….58

4.2 Организация работ службы КИПиА…………………….….....….…………….59

4.3 Права и обязанности мастера и электрослесаря КИПиА……………………...62

4.4 Выполнение графика поверки прибора…………………..…..….……………...63

4.5 Выполнение графика ППР (плана - предупредительный ремонт приборов)..65

4.6 Выполнение графика калибровки прибора…………………………………….69

4.7 Техническая документация службы эксплуатации КИПиА в цехе…………..73

Раздел экономический

5.1Расчёт спецификации приборов КИПиА………………...….….........................74

5.2 Расчёт затрат на здание……………………………..….………………………...76

5.3 Расчёт капитальных затрат…………………………………..…………………..77

5.4 Расчёт производственной мощности до и после автоматизации…………......78

5.5 Баланс рабочего времени оборудования…………...……………...…..……….79

5.6 Расчёт среднегодового баланса рабочего времени……………………..……...80

5.7 Расчёт численности основных рабочих………………………………..……….81

5.8 Расчёт фонда заработной платы рабочих до и после автоматизации процесса……………………………………………………………………………………….82

5.9 Расчёт цеховых расходов на содержание и эксплуатацию оборудования…...83

5.10 Расчёт калькуляции себестоимости единицы продукции………………........88

5.11 Расчёт технико-экономических показателей до и после автоматизации

процесса……………………………………………………………………….……...90

Раздел безопасности жизнедеятельности и производственная санитария

6.1.1 Основные технические мероприятия по безопасному ведению

технологического процесса…………………………………………….…..………..92

6.2 Производственная санитария

6.2.1 Характеристика сырья, полупродуктов готового продукта с точки зрения их токсичных свойств, предельно-допустимые концентрации (вредных, токсичных, взрывопожароопасных, и др. веществ). Газоопасные работы. Методы и приемы оказания первой помощи при отравлении токсичными веществами……………...........................................................................................................95

6.3 Мероприятия по пожароопасной безопасности

6.3.1Категория помещения по взрыва- и пожарной опасности………....……….98

Раздел промышленной экологии

7.1Мероприятия по защите окружающей среды согласно СНиПам и ГОСТам.100

7.2 Характеристика промышленных сточных вод и методы их отчистки. ПДК выбросов в атмосферу. Методы очистки выбросов…………………....………...102

Заключение……………………………………………………………...…..............105

Список используемой литературы…………………………………………...……106

Введение

Перспективы развития приборостроения и микропроцессорной техники.

Растущие затраты на сырье, энергию, услуги требуют более эффективных производственных технологий и рационализации процессов технологической подготовки производства, эксплуатации, обслуживания. С одной стороны, это к большим по размерам производственным установкам, с другой стороны, к оптимизации технологических процессов, посредствам встроенных технологических программ. Кроме того, это вызывает увеличение объема и усложнение систем автоматизации производственных процессов. В необходимость быстрой адаптации к меняющейся ситуации на рынке вызывает еще и требование простоты модификации автоматизирующих функций.

Поэтому при создании автоматизированных информационно-измерительных систем, систем управления технологическими процессами на базе предполагаемого программного комплекса (ПТК) учтены следующе требования.

Сквозная автоматизация процесса, что означает открытость для более высоких стратегий автоматизации, а также интеграцию цифровых систем, относящихся к уровню полевого оборудованиях

Применение универсальных контроллеров, охватывающих все стандартные функции системы и имеющих возможности поэтапного расширения для большой системы без затрат на модификацию уже существующей, а также связанных между собой в единую вычислительную сеть.

Наличие мощного блока функций для эффективного решения стандартных проблем и свободно программируемых функций для гибкого решения сложных задач автоматизации. Центр тяжести в общем наборе функций образует не классические функции регулирования и контроля, а управление, начиная с заготовленных функций управления ходом процесса.

Возможность конфигурирования и упорядочивания функций в режиме Online и документировании на внешних ЭВМ.

Организация управления ходом процесса и производства путем создания иерархически организованной визуализации процесса в зависящих от установки укрупненных и детальных изображениях, а также гибкое управление и наблюдение с использованием такого технического средства как «Окно» для всех функциональных уровней автоматизации процесса.

Возможность резервирования, самоконтроля и автоматической диагностики неисправностей.

Модульная структура децентрализованной системы в отношении её аппаратных устройств и функций, что дает возможность замены отдельных блоков, расширяет набор функций вновь созданными блоками. Наличие языка технологического программирования. Мощность и скорость обработки данных контроллерами в процессе управления могут быть адаптированы к требованию задач автоматизации в пределах конструкции контроллера и его конфигурации.

Приборостроение в наше время играет очень важную роль в развитии науки и техники. В условиях современной научно-технической революции его роль еще более возрастает. Как известно количество научной и перерабатываемой информации значительно опережает рост выпускаемой продукции, это требует ускоренного развития приборостроении, создания высокоточных измерительных средств и комплексов для контроля технологических и производственных процессов во всех отраслях народного хозяйства. Решение задач автоматизации технологических процессов требуют применения ряда приборов с широкими функциональными возможностями. В рамках комплексных поставок помимо датчиков нолевого уровня, ПГ «Метран» предлагает различные средства автоматизации, номенклатура, которых тщательно подобрана исходя из требований взаимной совместимости и дополняемости .функциональных возможностей. Для обеспечения функционирования датчиков аппаратуры предприятие выпускает блоки питания Метран-600 имеющие улучшенные потребительские свойства, Карат-22АС - для применения на объектах энергетики. В настоящее время выступают новые интеллектуальные многофункциональные приборы, заводы-и

Челябинск III' «Метран», который выпускает датчики ТСП, ТХА, ТПП, Диск-250, преобразователи расхода, Метран-3001 IP; расходомеры МТС ГО - motion теплосчетчики; эти приборы реализует много функций, включая измерение зданий, имеется архивная память, теплосчетчики, которые измеряют количество тепла, измеряет расход, температуру и давление воды.

Санкт - Петербург ЗАО «Взлет» - расходомер-счетчик, ультразвуковой «Взлет РС», которые обеспечивают работу в режиме дозирования объема, архивная память, выполняет автоматический контроль.

Особую группу занимают новые разработки ПГ «Метран» - средства коммуникации: HARD - коммуникатор Метран-650, HARD -модем Метран-680, HARD -мультиплексор программное обеспечение HARD Master.

Коммуникационный протокол HARD широко известен в мире, как промышленный стандарт для усовершенствования токовой петли 4-20мА до линии цифровой или интеллектуальной коммуникации. Использование этой технологии быстро расширяется и в настоящее время, все крупнейшие производители средств автоматизации используют в своих изделиях HARD-протокол. В отличие от других, полностью цифровых коммуникационных технологий для измерительных приборов, HARD совместим с существующими аналоговыми системами.HARD-протокол осуществляет двусторонний цифровой обмен между интеллектуальными приборами, не влияя на аналоговый сигнал 4-20мА. Питание, аналоговая переменная и дополнительная информация об измерениях параметров процесса конфигурации приборов, калибровке и диагностике в цифровом формате HARD одновременно передаются по одной и той же паре проводов (петля 4- 20мА).

За последние годы номенклатура функциональных и вторичных приборов расширилась за счет поставок новой продукции- микропроцессорные программируемые потреблением изделия с символьно-цифровой индикации и встроенным интерфейсом RS 235/458; измерители, регуляторы и регистраторы и т.д. Применение современной высококачественной элементной базы обеспечивает многофункциональность, универсальность и высокие метрологические характеристики. Комплектные поставки обеспечивают не только приобретение широкой гаммы средств автоматизации от одного поставщика, но и весь комплекс сервисной и технической поддержки поставляемой продукции.

Роль и значение выпускаемой продукции

Аллилхлори́д или алли́л хло́ристый — бесцветная жидкость с резким запахом

Аллилхлорид растворим в обычных органических растворителях, в воде же практически не растворим. Растворимость аллилхлорида в воде составляет 0,36 % при 20°С, а воды в аллилхлориде 0,08 % при 20 °С.

С водой аллилхлорид образует азеотропную смесь, а также вступает в реакции по двойной связи, типичных для ненасыщеных соединений. Хлор в аллилхлориде подвижен и может легко замещаться на гидроксильную или аминную группы с образованием соответственно аллилового спирта или аллиламина. При температуре кипения в присутствии пероксидов аллилхлорид полимеризуется, а также легко образует простые и сложные эфиры.

Аллилхлорид получают путём хлорирования пропилена при 500 °С. При соотношении пропилена к хлору 5 к 1, достигается приблизительный выход конечного продукта в 80 % по хлору.

Аллил хлористый применяют для производства эпихлоргидрина, глицерина, аллилового спирта, а также различных аллиловых эфиров, аллиламина, циклопропана, аллилсахарозы, лекарственных препаратов, инсектицидов, а также пластмасс, клеев и мягчителей. Аллилхлорид получил широкое распространение в промышленном синтезе благодаря высокой реакционной способности. Основная часть производимого хлористого аллила используется для получения эпихлоргидрина и синтетического глицерина. Некоторое количество хлористого аллила перерабатывается в аллиловый спирт.

1. Технологический раздел.

1.1. Технология процесса.

Хлористый аллил-сырец, содержащий массовую долю аллила 74% и массовую долю других хлоропроизводных 26% с небольшим количеством сажи и смол, поступает на стадию ректификации хлористого аллила.

Ректификация хлористого аллила-сырца производится на двух колоннах при избыточном давлении в схемах конденсации 80-120 КПД (0,8-1,2 кгс/см2) для повышения температуры конденсации низкокипящих фракций и применения в качестве хладагента на основных конденсаторах оборотной воды. Давление поддерживается постоянно регулированием подачи азота.

В первую по ходу колонну (поз.1), имеющую 40 перфорированных тарелок, на 17 тарелку подаётся хлористый аллил-сырец, предварительно подогретый кубовой жидкостью этой же колоны в теплообменнике (поз. 5). Нагрев кубовой жидкости происходит в выносном кипятильнике (поз. 2) подачей пара через охладитель (поз. 3). Кубовая жидкость, содержащая высоко кипящие примеси (в основном дихлорпропаны и дихлорпропены) отводится насосом (поз. 6 1.2) в ёмкость (поз. 8). В кубе поддерживается постоянный уровень.

Пары, содержащие хлористый аллил и монохлорпропены, конденсируются в двух последовательно включенных конденсаторах (поз. 7, 10), охлаждаемых оборотной водой и собираются в ёмкости (поз. 8). Конденсат из ёмкости (поз. 8) насосом подаётся на питание колонны (поз. 2) и флегмой на колонну (поз. 1). Уровень в ёмкости поддерживается изменением расхода конденсата, отводимого на колонну (поз. 2). Флегмовое число на колонну (поз. 1) поддерживается - 0,8.

Питание на колонну (поз.11), имеющую 60 перфорированных тарелок, подаётся на 38 тарелку. Нагрев кубовой жидкости производится в выносном кипятильнике (поз. 12). Хлористый аллил-сырец с массовой долей не менее 80% из куба колонны (поз. 2) насосом (поз. 18), через холодильник (поз. 14) отводится в ёмкость (поз. 8). Пары с верха колонны (поз. 11) конденсируются в трёх конденсаторах (поз. 15_1-3) охлаждаемых оборотной водой. Флегмовое число поддерживается в пределах 15-20. Конденсат собирается в ёмкости (поз.17)

Для лучшего удаления влаги, поступающей на стадию ректификации с хлористым аллилом-сырцом, под первые тарелки всех трёх колонн подаётся небольшой расход азота.

На линии хлористого аллила-сырца перед колонной (поз. 1) установлены фильтры грубой очистки для улавливания сажи, поступающей с продуктом. Фильтры грубой очистки стоят на обеих колоннах на линиях отвода кубовой жидкости для удаления осмолов и хлористого железа.

1.2 Вид главного аппарата

Ректификация – это противоточное взаимодействие двух неравновесных фаз жидкости и пара, образующегося из этой жидкости. При этом пар обогащается низкокипящим компонентом, а жидкость высококипящим компонентом. Процесс осуществляется непрерывно под давлением. Внутри колонны расположены контактные устройства в виде тарелок. Снизу вверх по колонне движется пар, поступающий из выносного куба испарителя. Таким образом, пар, выходящий из куба испарителя, представляющий собой почти чистый, труднолетучий компонент, по мере движения вверх обогащается легколетучим компонентом и покидает колонну в виде почти чистого пара легколетучего компонента. Пар конденсируется в дефлегматоре, охлаждается водой.

Полученный конденсат разделяется на дистиллят и флегму, которая направляется на верхнюю тарелку колонны и, взаимодействуя с паром, обогащается труднолетучим компонентом. Исходную смесь нагревают до температуры кипения в теплообменнике и подают а колонну, на ту тарелку, где кипит смесь того же состава, т.е на верхнюю тарелку нижней исчерпывающей колонны. Верхняя часть колонны называется укрепляющей по легколетучему компоненту. Из куба испарителя отводят нижний продукт или кубовый остаток. Другие колонный по принципу действия не отличаются друг от друга и работают по аналогичной схеме.

1.3. Материальные затраты на единицу продукции.

Таблица 1.

2. Специальный раздел

2.1 Разработка функциональной схемы автоматизации

Управляющей системой называется совокупность персонала и автоматических устройств, связанных общей задачей управления.Автоматические устройства, входящие в управляющую систему, по функциональным признакам подразделяются на устройства конт­роля, регулирования, программного управления, сигнализации, блокировки и защиты. К ним относится также и вычислительная техника.

Устройства контроляслужат для получения информации о со­стоянии объекта и условиях его работы. Они могут быть выпол­нены либо в виде отдельных приборов, предназначенных для ви­зуального контроля за параметрами процесса, либо являются со­ставной частью устройств регулирования, сигнализации и защиты. К группе устройств контроля относятся манометры, термометры, уровнемеры, расходомеры, газоанализаторы, солемеры и т. д.

При дистанционном контроле большое значение приобретают устройства обегающего контроля, дающие возможность автомати­ческого измерения многочисленных параметров с помощью одного прибора и вызова в случае необходимости любого параметра на указывающий прибор, а также малогабаритные и миниатюрные приборы, позволяющие уменьшить размер щитов и пультов управ­ления и тем самым облегчить работу оператора (диспетчера). В связи с широким внедрением регулирования процессов по каче­ственным показателям в настоящее время особое значение приоб­ретают устройства для анализа состава и свойств веществ.

В случае применения обычных устройств контроля человек (оператор) наблюдает за показаниями многочисленных приборов и сравнивает их с заданными (нормальными) значениями, кото­рые он хранит в своей памяти. В настоящее время начинает использоваться принцип контроля параметров по их отклонениям.

При использовании этого принципа прибор автоматически выдает информацию о степени соответствия фактического состояния объ­екта заданному. Достаточно одного беглого взгляда оператора на информационное поле, как становится ясным общее состояние процесса. При появлении сигнала отклонения какого-либо пара­метра оператор вызывает данный параметр на указывающий или самопишущий прибор для получения информации об абсолютном его значении.

Устройства регулированияпредназначены для поддержания по­стоянного значения параметров процесса (стабилизирующие ре­гуляторы), а также для изменения их по заранее заданному или неизвестному закону (программные, следящие, экстремальные ре­гуляторы). Эти устройства получают от объекта управления ин­формацию о состоянии параметров и воздействуют на объект с помощью регулирующих органов. Для этих целей в настоящее время широко применяют управляющие электронные вычислитель­ные машины и схемы каскадно-связанного регулирования. Устрой­ства регулирования составляют наиболее важную группу устройств управляющей системы.

2.1.1. Выбор регулируемых величин и каналов внесения регулирующих воздействий.

Ректификационным колоннам регулирование работы химических реакторов, абсорберов, экстракторов и других аппаратов химической технологии осуществляется также по косвенным параметрам (давлению и температуре). В названных объектах регулируемые величины обычно являются функциями нескольких входных величин. Например, температур в верхней части ректификационной колонны зависит от температуры и состава поступающего в колонну сырья, количества тепла, подводимого в низ колонны, температуры и расхода орошения.

Оценить связь между выходными (регулируемыми) и входными величинами можно только в результате анализа регулируемого объекта, при котором могут быть выявлены его как статические, так и динамические свойства. К количественным показателям химических и динамических свойств регулируемых объектов носятся коэффициенты усиления, постоянные времени и время запаздывания.

При автоматизации объектов, в которых регулируемые величины зависят от нескольких входных величин, иногда могут возникнуть трудности, связанные с выбором места приложения регулирующего воздействия, а также метода воздействия на процесс, направленного на обеспечение более высокой эффективности системы регулирования.

Очевидно, за регулирующее воздействие следует принимать величину на входе, которая наиболее эффективно влияет на выходную (регулируемую) величину.

Обычно регулирующее воздействие прилагают по тому каналу воздействий, для которого характерен большой коэффициент усиления и малые постоянные времени изменения выходной величины.

Например, в системе регулирования температуры верха ректификационной колонны стабилизация температуры достигается воздействием на подачу орошения.

2.1.2 Выбор контролируемых величин

При автоматизации технологических процессов, в ходе которых из сырья получают готовую продукцию, регулируемой не величиной должен быть тот или иной показатель (параметр), который однозначно характеризует качество получаемых продуктов. При этом измерение показателя качества должно осуществляться непрерывно. Однако вследствие отсутствия необходимых измерительных приборов непрерывное измерение качественных показателей не всегда возможно. Это привело к созданию систем регулирования, в которых регулируемыми величинами являются косвенные параметры.

Так как нормальное протекание большинства процессов химической технологии характеризуется однородными значениями некоторых параметров (например, температура и давление), то их и принимают в качестве регулируемых величин.

Рассмотрим ректификационную колонну, предназначенную разделения многокомпонентных смесей на отдельные компоненты или более узкие фракции. В результате ректификации получают продукты, уходящие из верхней и нижней частей колонны и являющиеся обычно целевыми. Так как идеального разделения в колоннах добиться практически невозможно, то показателем качества обычно является концентрация целевого компонента или состав фракции. Регулирование процесса ректификации осуществляется путем стабилизации режимных параметров. Требуемое протекание процесса ректификации обеспечивается только при определенной разности температур верхней и нижней частей колонны и соответствующем давлении в колонне. Известно, что состояние равновесия между паровой и жидкой фазами разделяемых продуктов подчиняется правилу фаз, математическая запись которого имеет следующий вид: L=n+2-N (1) [1]

Где L- число степеней свободы или число независимых переменных, к которым относятся температура, давление и концентрация компонентов; n — число компонентов; N— число фаз.

Например, для двухкомпонентной (бинарной) смеси, состоящей из паровой и жидкой фаз, параметрами, характеризующими её состояние, являются температура, давление и концентрация компонентов. Следовательно, в этой системе определяющими будут четыре параметра. В соответствии с правилом фаз в этом случае произвольно могут быть выбраны два параметра L=2+2-2=2. Таким образом, чтобы обеспечить определенную концентрацию компонентов в паровой и жидкой фазах, в системе достаточно поддерживать неизменными давление и температуру (35-130°С).

Из уравнения следует, что при неизменной концентрации компонентов в исходной смеси для получения целевых продуктов требуемого состава необходимо обеспечить постоянство давления (120-160кПа) и определенный перепад температур по высоте колонны. Следовательно, регулируемыми величинами процесса ректификации могут быть давление в колонне, температура верха и низа колонны. Кроме того, в колонне должен поддерживаться определённый уровень жидкой фазы. Таким образом, ректификационная колонна является объектом с несколькими регулируемыми величинами.

При выборе контролируемых величин необходим

Для эффективного ведения процесса ректификации хлористого аллила необходимо контролировать следующие параметры:

· Расход хлористого аллила сырца (3-5 т/ч) на входе в теплообменник, при его увеличении теплообменник может выйти из строя, процесс будет происходить не качественно. С уменьшением его подачи, «КПД» процесса не будет соответствовать регламенту и экономическим показателям. Расход смеси хлористого аллила и монохлорпропенов (2,4-3,2т/ч) подаваемых через трубопровод на сороковую перфорированную тарелку первой колоны. При увеличении его объема подачи процесс разделения произойдет не полноценно.

· Давление поддерживается постоянно регулированием подачи азота в колонне и не должно превышать (200кПа), его увеличение может привести к разрыву отдельных частей колонны, создать аварийную ситуацию. Давление пара, которым происходит нагрев кубовой жидкости в выносном кипятильнике не должно быть выше или ниже (100-150кПа).

· Температура, распределяемая по все высоте колонны должна поддерживаться постоянной (40-125°С), что обеспечит бесперебойное и качественное разделение хлористого аллила.

· Уровень в емкости (40-60%) конденсата содержащего хлористый аллил и монохлорпропены поддерживается изменением расхода конденсата, отводимого на колонну. Обязательному контролю подлежит уровень продукта в колоннах и сборниках не более 60%, при его увеличении могут произойти переливы, что так же приведет к наступлению аварийной ситуации и сбою нормального режима протекания данного технологического процесса.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: