ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предварительная разработка схемы промышленного синтеза из "Основы технологического проектирования производств органического синтеза" Многие продукты, выпускаемые промышленностью органического синтеза, могут быть получены по различным химическим схемам и из разного сырья. Так, фталевый ангидрид можно получить из нафталина и о-ксилола, малеиновый ангидрид — из бензола, бу-тиленов и фурфурола, фенол — из кумола, бензолсульфокислоты, хлорбензола, бензола, п-крезол — из нефтяного сырья, толуола, п-толуидина, стирол — из бензола и этилена, нефтяного этилбензола и т. д. [c.46] При анализе исходных данных проектанту-технологу прежде всего необходимо проверить обоснованность рекомендованной химической схемы промышленного синтеза. При этом проверяются как ресурсы сырья, рекомендуемого для синтеза, так и денежные затраты на сырье по рекомендованному способу производства в сравнении с затратами по другим известным методам. Учитывая, что в большинстве производств органического синтеза затраты на сырье за вычетом стоимости отходов составляют 60—90% производственных расходов, значительная разница стоимости различных видов сырья может оказаться решающей при выборе схемы химического производства. Если разница в затратах на сырье невелика, то на стадии предпроектных работ экономический анализ приходится дополнять примерной оценкой других видов производственных затрат (на энергию, зарплату, амортизацию и т. д.) или рекомендовать выполнение технического проекта в двух и более вариантах. [c.46] Вопрос о выборе схемы процесса следует решать до начала проектирования во избежание затрат инженерного труда на составление и сравнение ненужных вариантов проекта. [c.46] Выше указывалось, что фенол можно синтезировать несколькими способами, но все они в конечном счете основаны на использовании бензола в качестве исходного сырья (хлорбензол, кумол, бензолсульфокислота получаются из бензола). Сравнивая затраты на сырье в различных способах производства фенола и приняв эти затраты в сульфурационном способе (из бензолсульфокислоты), за 100%, для способа синтеза фенола из изопропилбензола получим затраты на сырье 61% и из хлорбензола 75%- Общие затраты на сырье для синтеза фенола из бензола имеют индекс 70%. Наиболее экономичен в этом отношении ку-мольный способ, что подтвердилось всеми последующими проектными расчетами и показателями действующих производств. Однако эта химическая схема производства фенола целесообразна, если обеспечен устойчивый сбыт второго продукта синтеза — ацетона, получаемого совместно с фенолом. Еслп же выяснится, что потребность народного хозяйства в ацетоне удовлетворена полностью, а фенол продолжает оставаться дефицитным, придется изыскивать более экономичный способ производства. [c.46] Малеиновый ангидрид может быть синтезирован из бензола, фурфурола и из бутан-бутиленовой фракции (продукт нефтепереработки). Ресурсы бензола и бутан-бутиленовой фракции обеспечивают потребность в них производства малеинового ангидрида. Потенциальные ресурсы фурфурола также велики, и он может быть использован для производства малеинового ангидрида и других нужд. Поэтому показателями, определяющими выбор химической схемы производства, в данном случае также будут эксплуатационные затраты. Доля расходов на сырье в себестоимости малеинового ангидрида менее 40%, поэтому при экономическом анализе целесообразно учитывать расходы и на сырье и на энергию, составляющие в сумме около 55% себестоимости продукта. К началу проработки данного вопроса промышленность располагала освоенным в производственном масштабе способом синтеза малеинового ангидрида из бензола и лабораторными результатами синтезов малеинового ангидрида из фурфурола и из бутан-бутиленовой фракции. Однако без достаточно глубокого экономического анализа было принято решение об одновременном строительстве двух опытных установок для получения малеинового ангидрида из фурфурола и из нефтехимического сырья. [c.47] Освоение синтеза малеинового ангидрида из фурфурола показало, что по технико-экономическим показателям он не конкурентоспособен с двумя другими способами. Если принять суммарные расходы на сырье и энергию при синтезе продукта из фурфурола за 100%, то по бензольному способу они составят около 50%, а по бутан-бутиленовому около 35%. Кроме того, по бутан-бутиле-новому способу в перспективе возможно использование отхода — фумаровой кислоты, что значительно снизит затраты на сырье по сравнению с этими затратами в фурфурольном способе. [c.47] Отметим, что технико-экономический анализ трех химических схем получения малеинового ангидрида дал бы такие же конечные результаты и в самом начале проектирования опытных установок. Для проведения подобного анализа было достаточно лабораторных данных. [c.47] Таким образом, следует учитывать ограничивающие параметры, за пределами которых составление вариантов для технико-экономических исследований бесполезно. [c.48] К ограничивающим параметрам при выборе химической схемы синтеза относится также запрещение использовать вредное для здоровья сырье, например канцерогенное или мутагенное. К таким веществам относятся бензидин, его аналоги и гомологи, р-нафтил-амин и а-нафтиламин, содержащий примесь -изомера, этилен-имин и ряд других продуктов. Без технико-экономического анализа проектировщики должны отвергать методы производства, основанные на применении такого сырья. При возникновении сомнений в канцерогенности или мутагенности нового сырья проектанты должны дать заключение о необходимости его исследования специализированными организациями. Вопрос о возможности применения токсичных и вредных веществ решается при анализе рекомендуемого технологического процесса производства. При этом рассматриваются мероприятия по тщательной (полной) герметизации обо-рудованця, в котором будут перерабатываться сильно действующие ядовитые вещества (СДЯВ). [c.48] Из приведенных примеров следует, что на стадии предпроектных исследований технолог может выбрать одну химическую схему синтеза, отвергнув остальные как явно неэкономичные. В ряде случаев предпроектный анализ показывает равноценность двух или нескольких схем. Тогда технический проект составляют в двух и более вариантах, что позволяет детально сравнивать предложенные схемы. [c.48] Следующим этапом предпроектной работы является технологический анализ тех способов производства, которые намечались к проектированию при выборе химической схемы. Такой анализ должен выявить возможность надежного масштабирования без дополнительных исследований при проектировании (для перехода от аппаратов, в которых были получены исходные данные, к аппаратам, размеры которых обеспечивают заданную мощность производства) и соответствие рекомендованной технологии современному уровню техники, а также возможность соблюдения действующих санитарных норм в проектируемых цехах, норм охраны атмосферы и водоемов от загрязнения вредными веществами. [c.48] Основными критериями при оценке результатов такого анализа являются экономические показатели. Исходя из них определяется целесообразность создания непрерывных (поточных) схем, комплексной автоматизации и механизации, применения нового усовершенствованного оборудования и др. Надежность исходных данных также может быть проверена с экономической точки зрения (оценка степени риска, убытков при вынужденных простоях и т. д.). [c.49] При выборе схемы промышленного синтеза следует строго руководствоваться действуюш,ими правилами и нормами по технике безопасности, охране водоемов и атмосферы от загрязнений и др. Отступления от этих норм могут привести к последующему прекращению проектных работ на любой стадии или к запрещению эксплуатации спроектированного производства. [c.49] Новые прогрессивные технологические методы, как правило, обеспечивают экономию при комплексном решении всех вопросов, связанных с их внедрением. В ходе предпроектного анализа исходных данных комплексу вопросов, связанных с принятием новых решений, должно быть уделено достаточное внимание проектировщика. Эффективное применение непрерывных (поточных) схем производства в химической технологии возможно лишь в том случае, если налажены непрерывный контроль производства с автоматическим поддержанием заданных параметров процесса (температура, давление, расход сырья й т. д.) и бесперебойная работа всего оборудования в течение заданного рабочего цикла (обычно не менее 1 месяца и не более 2 лет). [c.49] неоднократно предпринимавшиеся попытки внедрения поточного способа производства хлорбензола не приводили к успеху до тех пор, пока не была разработана непрерывная и эффективная система контроля производства, основанная на физико-химических свойствах сырья, промежуточных и готовых продуктов, с применением современных измерительных приборов, дающих необходимую точность измерений. Введенный в эксплуатацию агрегат непрерывной нейтрализации бензолсульфокислоты раствором сульфита натрия обеспечил проектные показатели по расходу сырья и производительности труда после того, как был разработан и установлен рН-метр, непрерывно фиксирующий кислотность выходящей из аппарата суспензии . [c.49] Следует помнить, что при эксплуатации агрегата периодического действия возможен пооперационный периодический контроль производства, однако и в этих случаях необходим анализ рекомендуемых методов контроля для проверки влияния простоев (во время анализа) на качество готового продукта. [c.49] Внедрение механизированных агрегатов в химической технологии эффективно лишь тогда, когда хотя бы в пределах одной стадии производства возможна комплексная механизация всех трудоемких процессов. [c.49] В проекте аналогичного цеха предусматривалась установка механизированных фильтров такой же конструкции и механизированных сушилок непрерывного действия. Фильтры были связаны с сушилками транспортерной лентой. Такое решение обеспечило исключение ручного труда в пределах целой стадии производства (фильтрация и сушка) и оказалось экономически эффективным. [c.50] Вернуться к основной статье