Технологическая схема и аппаратурное оформление процесса. Принципиальная технологическая схема Специальные технологические схемы газификации и аппаратурное оформление

1.
Современное состояние нефтехимического синтеза. Главные продукты и технологии
Разработка других видов горючего и новых направлений в области переработки природного газа и других источников углерода. Технологии синтеза диметилового эфира из биомассы и синтез-газа. Особенности нестандартных процессов получения горючего.
контрольная работа , добавлена 04.09.2010

2.
Чистка конвертированного газа от монооксида углерода
Описание конверсионного метода получения водорода как его восстановления из водяного пара окисью углерода, содержащейся в продуктах газификации горючего. Анализ технологической схемы процесса, черта отходов и применяемых хим реакторов.
курсовая работа , добавлена 22.10.2011

3.
Сравнительный анализ: способы получения синтез-газа
Методы получения синтез-газа, газификация каменного угля. Новые инженерные решения в газификации угля. Конверсия метана в синтез-газ. Синтез Фишера-Тропша. Аппаратурно-техническое оформление процесса. Продукты, получаемые на базе синтез-газа.
дипломная работа , добавлена 04.01.2009

4.
Водород — горючее грядущего
Исследование физических и хим параметров водорода, способов его получения и внедрения. Черта топливного водородно-кислородного элемента Бэкона, хранения энергии планирования нагрузки. Анализ состава галлактического горючего, особенной роли платины.
курсовая работа , добавлена 11.10.2011

5.
Синтез метанола
Синтез метанола из оксида углерода и водорода. Технологические характеристики метанола (метиловый спирт). Применение метанола и перспективы развития производства. Сырьевые источники получения метанола: чистка синтез-газа, синтез, ректификация метанола-сырца.
контрольная работа , добавлена 30.03.2008

6.
Водород как другой источник горючего
Особенности производства и методы хранения водорода, способы его доставки водорода. Электролизные генераторы водорода для производства, достоинства их использования. Состав электролизного блока HySTAT-A. Водород как неопасная кандидатура бензину.
презентация , добавлена 29.09.2012

7.
Хим переработка углеводородного сырья
Роль углеводородов как хим сырья. Получение начального сырья и главные нефтехимические производства. Черта товаров нефтехимии. Структура нефтехимического и газоперерабатывающего комплекса Рф. Инновационное развитие отрасли.
курсовая работа , добавлена 24.06.2011

8.
Стадия чистки конвертированного газа от диоксида углерода
Физико-химические базы процесса производства аммиака, особенности его технологии, главные этапы и предназначение, объемы на современном шаге. Черта начального сырья. Анализ и оценка технологии чистки конвертированного газа от диоксида углерода.
курсовая работа , добавлена 23.02.2012

9.
Попутные нефтяные газы
Суть понятия «нефтяные газы». Соответствующая особенность состава попутных нефтяных газов. Нахождение нефти и газа. Особенности получения газа. Газовый бензин, пропан-бутовая фракция, сухой газ. Применение газов нефтяных попутных. Пути утилизации ПНГ.
презентация , добавлена 18.05.2011

10.
Развитие хим технологии на базе синтез-газа
Исследование способности внедрения синтез–газа в виде альтернативного нефти сырья, его роль в современной хим технологии. Получение метанола, суммарная реакция образования. Продукты синтеза Фишера–Тропша. Механизм гидроформилирования олефинов.
реферат , добавлена 27.02.2014

Другие работы, подобные Современные технологии газификации

Расположено на http://www.allbest.ru/

1. Состояние исследовательских работ в области производства горючего и энергии из углеводородного сырья
Главные источники горючего и энергии в современном мире — природные углеводородные газы, водянистые нефти и твердые органические вещества, к которым относятся нефтебитумы, сланцы и каменные угли . Источником сырья для получения моторных топлив и товаров основного органического синтеза в протяжении всего прошедшего века была и до сего времени остается нефть. Но, в текущее время положение начинает изменяться. Темпы роста разведанных припасов нефти уже не успевают за ее потреблением. Цены на сырую нефть выросли c 1999 г. по 2008 г. в 8 раз. Сокращение припасов нефти, в принципе, может в течение многих десятилетий компенсироваться за счет разработки других нужных ископаемых. В длительной перспективе уголь, припасов которого при сегодняшних темпах употребления хватит более чем на 1000 лет, может занять доминирующую позицию в мировой энергетике на базе новых технологических решений. По экспертным оценкам, в 2015 г. толика нефти на мировом энергетическом рынке сократится до 36-38%, в то время как толика газа вырастет до 24-26%, угля до 25-27%, на долю гидро- и атомной энергетики придется по 5-6%. Объем добычи угля к 2015 году в Рф составит 335 млн.т/г. .
Развитие нефтеперерабатывающей индустрии в мире в текущее время обосновано ростом спроса на моторные горючего, продукты нефтехимии и понижением употребления продукции нефтепереработки в энергетическом и промышленном секторах экономики . В США и Западной Европе фактически весь объем серьезных вложений применен для строительства новых вторичных процессов по облагораживанию и улучшению свойства промежных товаров первичной переработки нефти, улучшающих экологические свойства продукции действующих заводов.
Основная задачка нефтяной отрасли Рф, с учетом соотношения цен на сырую нефть, котельные и моторные горючего, глобальных тенденций употребления нефтепродуктов, также заключается в увеличении глубины переработки. Но, мировые тенденции в нефтегазовом комплексе — повышение глубины и эффективности переработки углеводородного сырья, увеличение свойства нефтепродуктов, развитие нефтехимии в целом — на Россию не распространяются, а ведь конкретно технический уровень развития нефтепереработки и газохимии, получения синтетических топлив и углеводородного сырья для хим и нефтехимической индустрии, в стратегическом плане определяет соответствие добывающего и хим комплексов, в целом.
На современном шаге для реализации программки развития производственной базы нефтехимии большой энтузиазм представляют технологии, основанные на использовании новых поколений каталитических систем. Сначала технологии, обеспечивающие создание как компонент высокооктановых бензинов, в т.ч. синтетического водянистого горючего, так и базисного сырья для нефтехимии (олефинов, ароматичных углеводородов, сырья для получения технического углерода). К таким технологиям относятся процессы глубочайшего каталитического крекинга, комплексы по производству ароматичных углеводородов, в том числе из сжиженных углеводородных газов, каталитический пиролиз, получения синтетического водянистого горючего. Эти процессы делают сырьевую базу для развития и увеличивают эффективность базисных процессов основного органического синтеза. .
В рамках решения трудности вовлечения в переработку разных видов углеводородного сырья, улучшения свойства топлив, повышенное внимание уделяется производству других топлив. Теоретические нюансы и определенные технологические решения по производству горючего и энергии из разных видов органического сырья тщательно рассмотрены в ряде узнаваемых монографий, обзоров и статей ближайшего времени, что свидетельствует об актуальности и неизменном интересе к этой дилемме .
Выделяют три группы других моторных топлив : синтетические (искусственные) водянистые горючего, получаемые из нетрадиционного органического сырья и близкие по эксплуатационным свойствам к нефтяным топливам; консистенции нефтяных топлив с кислородсодержащими соединениями (спирты, эфиры, водно-топливные эмульсии), которые по эксплуатационным свойствам близки к обычным нефтяным топливам; горючего ненефтяного происхождения, отличающиеся по своим свойствам от обычных (спирты, сжатый природный газ, сжиженные газы).
Перед современной российскей нефтехимией, в особенности животрепещущей является неувязка производства экологически незапятнанных моторных топлив (к примеру, заслуги умеренного содержания ароматичных углеводородов в бензинах — в границах 25-35 %, так как выпускаемые в текущее время продукты содержат до 43 % ароматичных углеводородов, в том числе 3-5% бензола, серу).
Другие моторные горючего по видам систематизируют последующим образом: газомоторные горючего (сжиженный природный газ, сжатый природный газ, сжиженные нефтяные газы — пропан, бутан); спирты и бензоспиртовые консистенции (метиловый, этиловый, изобутиловый и др. спирты и их консистенции с автобензином в разных пропорциях); эфиры (метилтретбутиловый эфир, метилтретамиловый эфир, этилтретбутиловый эфир, диизопропиловый эфир, также диметиловый эфир); синтетические водянистые горючего, получаемые из природного газа и угля; биотоплива (биоэтанол, биодизель), получаемые из возобновляемых видов сырья; водород и топливные элементы, работающие на водороде.
Обширное распространение в мире получили газомоторные горючего, в особенности сжиженный пропан и бутан, сжиженный природный газ, сжатый природный газ . В качестве нестандартных источников углеродсодержащего сырья могут употребляться попутные газы нефтедобычи и метансодержащие выбросы угольных шахт, при наличии каталитических технологий. Особенный энтузиазм представляет возможность получения на базе газа подземной газификации угля метана, как заменителя природного газа.
Посреди разных спиртов и их консистенций наибольшее распространение получили метанол и этанол. Значимым недочетом этого вида горючего остается его высочайшая цена — зависимо от технологии получения спиртовые горючего в 1,8 — 3,7 раза дороже нефтяных. С энергетической точки зрения главное достоинство спиртов заключается в их высочайшей детонационной стойкости, — основными недочетами являются пониженная теплота сгорания, высочайшая теплота испарения и низкое давление насыщенных паров, этанол по эксплуатационным чертам лучше метанола. Метанол используют для получения синтетических водянистых топлив, в качестве высокооктановой добавки к горючему либо как сырье для производства антидетонационной добавки — метилтретбутилового эфира.
Распространение получили также оксигенатные горючего — консистенции автобензина с разными эфирами. Более всераспространенный метилтретбутиловый эфир — ядовитое вещество, и в ряде государств заместо метилтретбутилового употребляется этилтретбутиловый эфир. Особенное место занимает диметиловый эфир, получаемый из природного газа или вместе с метанолом, или из метанола, и являющийся прекрасным дизельным топливом. Большой энтузиазм к этому горючему проявляется в странах Азии, сначала в Китае, где его употребляют в качестве бытового баллонного газа, взамен дизельного горючего и как горючее для электрических станций. Главным сырьем для его производства в Китае является уголь .
Растет объем исследовательских работ по производству биотоплив из разных видов возобновляемого сырья, сначала биоэтанола и биодизеля (согласно эталону США, за биодизельное горючее принимаются малоалкиловые эфиры жирных кислот из растительного либо животного сырья ). Эти продукты удачно выполняются США, странами ЕС, Бразилией и др. . Специалисты считают, что только экономически оправданные биотоплива второго поколения, основанные на непродовольственных видах сырья, более сложных процессах перевоплощения, могут диверсифицировать энергетический портфель мира. Перспективы производства и использования биотоплив в Рф вызывают суровые сомнения.
По оценке энергетических и эксплуатационных черт других моторных топлив, более применимыми видами топлив являются синтетические водянистые горючего (СЖТ), диметиловый эфир, оксигенаты, добавляемые к обычным нефтяным, моторным топливам. Эти виды горючего имеют полностью применимые энерго и эксплуатационные характеристики, их применение фактически вполне вписывается в существующую инфраструктуру топливопотребления, не просит дополнительных вложений в эту инфраструктуру. Маленьких конфигураций востребует внедрение диметилового эфира .
Более многообещающими для внедрения в движках внутреннего сгорания признаны продукты ожижения углей, горючие газы и водянистые продукты их переработки, спирты, растительные масла, также водород как более энергоемкий и экологически незапятнанный носитель энергии .
При использовании газообразного горючего и спиртов понижаются выбросы углеводородов, СО и оксидов азота, а водород в качестве горючего избавляет опасность образования СО и углеводородов, но в купе с повышением эмиссии NO2 . Не считая того, при использовании спиртовых топлив, в 2-4 раза увеличивается содержание альдегидов в выбросах .
Рассматриваются варианты производства альтернативного горючего, основанного на больших разработках преобразования и хранения энергии при помощи водородного энергоэлемента с внедрением ядерных энергоисточников . Наикрупнейшими потребителями (до 90 % общего объема производства) являются хим (до 80 % от общего объема употребления) и нефтеперерабатывающая индустрия. Работы по использованию высокотемпературных реакторов для водородной энергетики развернуты в технологически продвинутых странах — США, Южной Корее, Стране восходящего солнца, Франции, ЮАР, Китае. Развитие подобных технологий в Рф позволит сохранить фаворитные позиции в мире в области атомной энергетики.
Стратегии большинства государств по получению качественных синтетических водянистых топлив из угля и природных газов нацелены на развитие так именуемых технологий CtL (Coal to Liquids) и GtL (Gas to Liquids). Эти технологии представляют собой совокупа хим производств по превращению угля и природного газа в высшие углеводороды, горючего и хим продукты (получение синтез-газа из метана, конверсия синтез-газа в высшие углеводороды по способу Фишера — Тропша, разделение и конечная переработка товаров) .
Технологии обеспечивают возможность перерабатывать синтез газ в широкий диапазон товаров — от этилена и альфа-олефинов до жестких парафинов, в большей степени линейного строения. Непредельные углеводороды представлены приемущественно альфа-олефинами, с наименьшим содержанием ароматичных веществ. Но имеется возможность разнообразить фракционный состав в достаточно широких границах. Главным параметром тут является температура синтеза .
Как отмечают спецы ООО “ВНИИГАЗ” , известные технологии не имеют принципных различий в построении технологической цепочки. На первой стадии получают синтез — газ, 2-ая стадия — синтез Фишера-Тропша и 3-я — ректификация и следующий гидрокрекинг (либо гидроизомеризация) томных фракций углеводородов. Наикрупнейшие нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие компании — ExxonMobil, Shell, ConocoPhyllips, Chevron, Marathon, Statol, Syntroleum и другие — имеют такие проекты на различных стадиях реализации, от опытнейших установок до действующих компаний. В мире фактически не осталось ни одной большой нефтегазовой компании, включая ОАО «Газпром», не располагающей своей технологией по производству топлив из газа, при всем этом все компании стремятся войти в число участников вероятного проекта сотворения завода СЖТ и не лицензируют свои разработки . Обычно, в этой группе рассматриваются и сопутствующие технологии конверсии метанола в бензин (methanol to gasoline, MtG), метанола в олефины (methanol to olefins, MtO), олефинов в бензин (olefins to gasoline and distillates, MtGD), также получения диметилового эфира (DME) и генерация энергии, в том числе из метанола .
Понятно, что технологии перевоплощения метана в синтез-газ основаны на реакциях паровой конверсии метана и парциальном окислении. Соотношение CO:H2 в синтез-газе находится в зависимости от способа его получения, варьируется для паровой и углекислотной конверсии. В реакции синтеза углеводородов, зависимо от катализатора, соотношение СО:Н2=1:1,5 и выше. Препядствия теплопередачи решаются в процессах автотермической конверсии природного газа. Фаворитом в разработке автотермических процессов получения синтез-газа является компания Haldor Topsoe , спроектировавшая установки для проектов GtL в ЮАР, Катаре и Нигерии.
Специалисты довольно оптимистично оценивают способности развития промышленности СЖТ. Непременно, продукция установок, работающих по реакции Фишера — Тропша, позволит, в смысле конкуренции с нефтяными дизельными топливами решать не глобальные, а отдельные региональные трудности обеспечения тс. Четче выслеживается возможность компаундирования СЖТ и установок GtL (фактически не содержащих серы и имеющих низкое содержание ароматичных соединений) с классической продукцией нефтеперерабатывающих заводов для получения топлив, отвечающих требованиям экологической безопасности.
В Рф разработаны технологии производства СЖТ из природного газа . В работе описана малостадийная разработка производства СЖТ на установках низкого давления, которая отличается наименьшим числом стадий, низким давлением процесса, возможностью использовать газовое сырье низконапорных и забалансовых месторождений. Процесс обладает гибким регулированием мощности, возможностью кратного масштабирования, определенные его экономические характеристики.
Как источнику сырья для производства СЖТ и ценных хим товаров, в текущее время усилился энтузиазм к углю. Исследования по получению различных товаров из углей интенсивно ведутся в странах, располагающих значительными угольными припасами либо ожидается рост спроса на энергию. Но ограничены сведения о технологии всеохватывающего использования угля для производства синтетического ЖМТ и электроэнергии, позволяющей гибко реагировать на потребности рынка в той либо другой продукции, в том числе, рассчитанной на разные марки углей.
Исследования в области производства синтетического моторного горючего и его промышленного освоения проводятся различными странами, к примеру, США, Германией, Южной Африкой, Японией, Великобританией, Нидерландами, Италией, Францией, Норвегией, и др.
Китай, занимающий по припасам угля третье место в мире (после США и Рф), является мировым фаворитом по его добыче (выше 2 миллиардов. т), потреблению (34 %) и созданию промышленных CtL — заводов. В топливно-энергетическом комплексе потребляется около 60 % всего добываемого угля. Намечено строительство ряда разных CtL — компаний, сначала в угледобывающих северных провинциях. Промышленные фабрики планируется выстроить в 2010 — 2011 гг., всего в Китае объявлено о 30 разных CtL — проектах, реализация которых позволит к 2020 г. довести долю СЖТ до 10 % от общего употребления нефтепродуктов, что превосходит среднемировые темпы развития отрасли.
Для решения технических задач при переработке угля, как сырья в процессе получения синтетических водянистых топлив, рассматриваются технологии с внедрением энергии плазмы . Эффективность внедрения технологии достигается при высочайшей концентрации энергии, высочайшей температуре и хим активности плазмы. В сопоставлении с классическими технологиями получения (выход СЖТ 120-140 кг/т угля), выход СЖТ составит около 161 кг/т угля. Вместе с высочайшей удельной производительностью, процесс характеризуется простотой, гибкостью и компактностью оборудования, но, по полностью понятным причинам, не может быть обширно нужен российскей экономикой.
Исследования по дилемме получения синтетического горючего из углей осуществляются и в Рф. В Рф в 70-80-х годах прошедшего столетия выполнялись насыщенные исследования, бывалые и проектно-конструкторские разработки по созданию конкурентоспособного с переработкой нефти производства моторных топлив и хим товаров из бурых и каменных углей, в главном открытой добычи, больших в мире месторождений Канско-Ачинского, Кузнецкого и др. угольных бассейнов.
Элемент GtL и CtL технологий — cинтез углеводородов из СО и Н2 по способу Фишера-Тропша представляет собой сложную систему хим реакций, протекающих поочередно и параллельно в присутствии катализатора . Уравнения реакций синтеза углеводородов в общем виде представлены ниже.
Для синтеза алканов:
nCO + (2n+1)H2 = CnH2n+2 + nH2O
2nCO + (n +1)H2 = CnH2n+2 + nCO2
3nCO + (n +1)H2 = CnH2n+2 +(2n+1)CO2
nCO2 + 3nH2 = CnH2n+2 + 2nH2O
Для синтеза алкенов:
nCO + 2nH2 = CnH2n + nH2O
2nCO + nH2 = CnH2n + nCO2
3nCO + nH2O = CnH2n + 2nCO2
nCO2 + 3nH2 = CnH2n + 2nH2O
Для спиртов и альдегидов:
nCO + 2nH2 = CnH2n+1ОН + (n — 1)H2O
(2n — 1)CO + (n+1)H2 = CnH2n+1ОН + (n — 1)CO2
3nCO + (n+1)H2O = CnH2n+1ОН + 2nCO2
(n+1)CO + (2n+1)H2 = CnH2n+1СНО + nH2O
(2n+1)CO + (n+1)H2 = CnH2n+1СНО + nCO2
В маленьких количествах могут создаваться кетоны, карбоновые кислоты и эфиры. Осложнением процесса синтеза является образование углерода по реакции Будуара.
Продукты синтеза Фишера-Тропша имеют огромное практическое значение как углехимическое сырье, в особенности в связи с тем, что они содержат много олефинов. Состав конечных товаров можно регулировать конфигурацией критерий воплощения синтеза: температуры, давления, состава обскурантистской консистенции, катализатора, времени контактирования, технологического дизайна процесса. Наибольший выход углеводородов в синтезе при соотношении СО:Н2 = 1:2, рассчитанный на основании суммы стехиометрических уравнений, равен 208,5 г/м3.
Для оптимизации синтеза нужно учесть сложную стехиометрию, термодинамику, кинетику хим взаимодействия с учетом параметров катализаторов, гидродинамическую обстановку в реакторе, процессы массо — и термообмена. Потому выбор хороших технологических критерий проведения синтеза углеводородов представляет собой непростую задачку, сложность которой заключается в необходимости обладания точными познаниями о закономерностях воздействия технологических характеристик на состав продукта и друг на друга. Решением этой задачки является идентификация процесса при помощи математического моделирования — составления уравнений, описывающих закономерности кинетики процесса, гидродинамической обстановки в реакторе, массо- и теплопереноса.
Для воплощения синтеза создано огромное число конструкций реакторов, предложено огромное число вариантов организации технологических схем, в том числе циркуляционных. В ЮАР с 1983 г. действует завода Сасол с суммарной производительностью около 33 млн. т в год по углю либо 4,5 млн. т в год по моторным топливам. В базу технологии положена газификация угля по способу Лурги под давлением с следующим синтезом углеводородов по способу Фишера-Тропша. Из 3-х методов синтеза Фишера-Тропша (процесс во взвешенном слое пылеобразного катализатора по методу компании Келлог, высокопроизводительный синтез на стационарном металлическом катализаторе по методу Рурхеми-Лурги и жидкофазный синтез по методу Rheinpreuben-Koppers) только 1-ый и отчасти 2-ой, исходя из опыта работы промышленного предприятия в г. Сасолбурге (ЮАР), относительно благоприятны для получения значимых количеств моторных топлив .
Один из вариантов оценок положительных и негативных параметров реакторов синтеза углеводородов представлен в работе . Обобщения создателей приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 — Реакторы для синтеза Фишера — Тропша

После разработки операционной схемы приступают к составле­нию принципиальной технологической схемы, которая, по сути, являет­ся аппаратурным оформлением операционной. Ее можно рассматривать как состоящую из ряда технологических узлов. Технологическим узлом называют аппарат (машину) или группу аппаратов с обвязочными тру­бопроводами и арматурой, в которых начинается и полностью заканчи­вается один из физико-химических или химических процессов.

В технологические узлы входят такие объекты, как сборники, мер­ники, насосы, компрессоры, газодувки, сепараторы, теплообменники, ректификационные колонны, реакторы, котлы-утилизаторы, фильтры, центрифуги, отстойники, дробилки, классификаторы, сушилки, выпар­ные аппараты, трубопроводы, арматура трубопроводов, предохрани­тельные устройства, датчики и приборы контроля и автоматизации, ис­полнительные и регулирующие механизмы и устройства.

Абсолютное большинство указанных аппаратов и машин выпус­кается промышленностью и стандартизовано. Сведения о типах выпус­каемых машин и аппаратов, их конструкциях и характеристиках можно получить из различных справочников, каталогов изделий заводов, изда - ний отраслевых и информационных институтов, рекламных материалов и отраслевых научно-технических журналов.

Но прежде чем составить технологическую схему, необходимо уточнить ряд задач, которые решаются на данном этапе работы. Это, прежде всего, обеспечение охраны труда и техники безопасности. По­этому в технологической схеме должны предусматриваться средства предотвращения превышения давления (предохранительные клапаны, взрывные мембраны, гидрозатворы, аварийные емкости), системы соз­дания защитной атмосферы, системы аварийного охлаждения и т. д.

На этапе синтеза технологической схемы решается вопрос об уменьшении затрат на перекачку продуктов. Необходимо максимально использовать самотек для транспортировки жидкостей из аппарата в ап­парат. Поэтому уже здесь предусматривается необходимое превышение одного аппарата над другим.

На данном этапе определяется набор тепло - и хладоносителей, ко­торые будут использованы при осуществлении процесса. Стоимость единицы тепла или холода зависит от наличия на предприятии энерго­носителя и его параметров. Самыми дешевыми хладоагентами являются воздух и оборотная промышленная вода. Экономически выгодно основ­ное количество тепла передать этим дешевым хладоносителям и только остаточное тепло снимать дорогими хладоагентами (захоложенная вода, рассол, жидкий аммиак и т. и.). Самыми дешевыми теплоносителями являются топочные газы, но они не транспортабельны.

Для составления принципиальной технологической схемы на лис­те миллиметровки сначала проводят линии коллекторов подачи и выво­да материальных потоков, теплоносителей и хладоагентов, оставив в нижней части листа свободной полосу высотой 150 мм, где позднее бу­дут размещены средства КИПиА. Рекомендуется линии газовых коллек­торов проводить в верхней части листа, а жидкостных - в нижней. После этого на плоскости листа между коллекторами располагают ус­ловные изображения аппаратов и машин, необходимых для выполнения операций, в соответствии с разработанной операционной схемой. Ус­ловные изображения машин и аппаратов не имеют масштаба. Расстоя­ние между ними по горизонтали не регламентируется, оно должно быть достаточным для размещения линий материальных потоков и средств контроля и автоматизации. Расположение условных изображений по вертикали должно отражать реальное превышение аппарата над другим без соблюдения масштаба. Размещенные на плоскости листа условные изображения машин и аппаратов соединяют линиями материальных по­токов и подводят линии хладагентов и теплоносителей. Нумерация по­зиций аппаратов и машин производится слева направо.

Особое внимание при проектировании технологической схемы следует уделять обвязке ее отдельных узлов. Пример такой обвязки приведен на рис. 5.3. Здесь показан узел абсорбции компонента газовой смеси жидкостью. Нормальная работа узла абсорбции зависит от посто­янства температуры, давления и от соотношения количества газа и аб­сорбента. Соблюдение этих условий достигается установкой следую­щих приборов и арматуры.

На линии подачи газа (I): диафрагма расходомера, пробоотборник, бобышка для замера давления и бобышка для замера температуры.

На линии выхода газа (II): диафрагма расходомера, пробоотбор­ник, бобышка для замера температуры, бобышка для замера давления, регулирующий клапан, поддерживающий постоянное давление «до се­бя», т. е. в абсорбере.

На линии подачи свежего абсорбента (III): диафрагма расходоме­ра, или ротаметр, пробоотборник, бобышка для замера температуры, ре­гулирующий клапан, связанный с регулятором соотношения газа и аб­сорбента.

На линии вывода насыщенного абсорбента (IV): диафрагма расхо­домера или ротаметр, бобышка для замера температуры, регулирующий клапан, связанный с регулятором уровня жидкости в нижней части аб­сорбера.

При разработке технологической схемы следует иметь в виду, что регулирующие клапаны не могут служить запорными устройствами. Поэтому на трубопроводе должна быть предусмотрена запорная арма­тура с ручным или механическим приводом (вентили, задвижки), а для отключения регулирующих клапанов - обводные (байпасные) линии.

Вычерченная схема является предварительной. После проведения предварительных материальных и тепловых расчетов в разработанной технологической схеме должны быть проанализированы возможности рекуперации тепла и холода технологических материальных потоков.

В процессе проектирования в технологическую схему могут вно­ситься и другие изменения и добавления. Окончательное оформление технологической схемы производится после принятия основных про­ектных решений по расчету и подбору реакторов и аппаратов, по выяс­нении всех вопросов, связанных с размещением и расположением аппа­ратов проектируемого производства.

Так, иногда при подборе оборудования приходится сталкиваться с тем, что некоторые его виды либо не выпускаются в России, либо нахо­дятся на стадии освоения. Отсутствие какой-либо машины или аппара­тов нужной характеристики, изготовленных из конструкционного мате­риала, устойчивого в данной среде, зачастую вызывает необходимость в изменении отдельных узлов технологической схемы и может послужить причиной перехода на другой, экономически менее выгодный метод по­лучения целевого продукта.

Технологическая схема не может являться окончательной, пока не проведена компоновка оборудования. Например, по первоначальному варианту предполагалась передача жидкости из аппарата в аппарат са­мотеком, который не удалось осуществить при разработке проекта раз­мещения оборудования. В этом случае необходимо предусмотреть уста­новку дополнительной передаточной емкости и насоса, наносимых на технологическую схему.

Окончательная технологическая схема составляется после разра­ботки всех разделов проекта и вычерчивается на стандартных листах бумаги в соответствии с требованием ЕСКД.

После этого составляется описание технологической схемы, кото­рая снабжается спецификацией. В спецификации указывается количест­во всех аппаратов и машин.

Резерв оборудования выбирается с учетом графика проведения планово-предупредительного ремонта и свойств технологического про­цесса.

Описание технологической схемы является частью расчетно­пояснительной записки. Целесообразно описывать схему по отдельным стадиям технологического процесса. В начале следует указать, какое сырье подается в цех, как оно поступает, где и как хранится в цехе, ка­кой первичной обработке подвергается, как дозируется и загружается в аппараты.

При описании собственно технологических операций кратко со­общается о конструкции аппарата, способе его загрузки и выгрузки, указываются характеристики протекающего процесса и способ прове­дения (периодический, непрерывный), перечисляются основные пара­метры процесса (температура, давление и др.), методы его контроля и регулирования, отходы и побочные продукты.

Описываются принятые способы внутрицеховой и межцеховой транспортировки продуктов. В описании должны быть перечислены все изображенные на чертеже схемы, аппараты и машины с указанием при­своенных им по схеме номеров.

Анализируется надежность разработанной технологической схемы и указываются способы, применяемые для повышения ее устойчивости.

Пример: Получение никотиновой кислоты из β-пиколина в производстве лекарственной субстанции никотиновой кислоты мощностью 100 т/год НИКОТИНОВАЯ КИСЛОТА - витамин РР, а также промежуточный продукт для производства многих лекарственных препаратов и амида никотиновой кислоты (витамина В). 2Лесина Ю.А. Химическая схема синтеза

Описание процесса: Стадия окисления β-пиколина протекает в 10.5%-ном водном растворе перманганата калия при перемешивании и нагревании до 60°С в течение 8 часов с выходом 90%. Соотношение реагентов следующее: на 1 моль β- пиколина берут 2 моль перманганата калия. По окончании реакционную массу фильтруют в течение часа в горячем виде, при этом отделяется шлам диоксида марганца (потери продукта при фильтрации составляют 15 %, влажность осадка 15%). Раствор калиевой соли никотиновой кислоты охлаждают в течение 4 часов до 18-20°С и нейтрализуют соляной кислотой, прибавляя ее в течение часа (2.02 моль НСl на 1 моль соли) в виде 10%-ного водного раствора, при этом достигается 100%-ная нейтрализация. Далее после часовой выдержки выпавшие кристаллы никотиновой кислоты фильтруют 20 мин., промывают водой из расчета 10 л на 50 кг продукта, потери при этом составляют 2%. Влажный продукт (содержание влаги 15%) сушат 2 часа до остаточного содержания влаги 2 %, выход 97 %. Состав сырья: Наименование сырья Содержание основного вещества, % β-пиколин 98.0 KMnO Соляная кислота 33.0 Мощность производства-100 т/год. 3Лесина Ю.А. Химическая схема синтеза Технологическая схема

Факторы, определяющие выбор схемы синтеза: число стадий синтеза и их длительность; число стадий синтеза и их длительность; выходы и селективность по стадиям; выходы и селективность по стадиям; патентная чистота метода синтеза; патентная чистота метода синтеза; технологичность процесса; технологичность процесса; сравнительное качество продуктов, получаемых по различным методам и их стабильность при хранении; экологические характеристики процесса (токсичность, взрыво- и пожароопасность используемых веществ, состав сточных вод и выбросов в атмосферу); сравнительное качество продуктов, получаемых по различным методам и их стабильность при хранении; экологические характеристики процесса (токсичность, взрыво- и пожароопасность используемых веществ, состав сточных вод и выбросов в атмосферу); доступность и стоимость всех видов сырья; доступность и стоимость всех видов сырья; вопросы механизации и автоматизации процесса; вопросы механизации и автоматизации процесса; ориентировочная оценка возможного аппаратурного оформления процесса, износа (коррозии) аппаратуры в предполагаемых условиях эксплуатации; ориентировочная оценка возможного аппаратурного оформления процесса, износа (коррозии) аппаратуры в предполагаемых условиях эксплуатации; учет возможностей предполагаемого места реализации в промышленном масштабе разрабатываемого синтеза. учет возможностей предполагаемого места реализации в промышленном масштабе разрабатываемого синтеза. 1 5Лесина Ю.А.

Прежде, чем приступить к технологическим расчетам необходимо четко представлять систему и ее структуру 6Лесина Ю.А. Формы представления структуры Вербальное (словесное) описание В текстовых документах Графические схемы Функциональные (технологическая схема) операторныеструктурныеаппаратурные

Условные обозначения на технологических схемах технологический процесс (операция) отходы твердые получаемый на стадии промежуточныйпроду кт или готовая продукция отходы жидкие сырье, используемое в процессе промежуточный продукт, загружаемыйв технологический процесс отходы газообразные(выброс ы в атмосферу) технологический, химический и микробиологический контроль Кт, Кх, Км 8Лесина Ю.А. Технологическая схема

Условные обозначения стадий (индексы): «ВР» стадии вспомогательных работ; «ВР» стадии вспомогательных работ; «ТП» стадии основного технологического процесса; «ТП» стадии основного технологического процесса; «ПО» стадии переработки используемых отходов; «ПО» стадии переработки используемых отходов; «ОБО» - стадии обезвреживания отходов; «ОБО» - стадии обезвреживания отходов; «ОБВ» стадии обезвреживания технологических и вентиляционных выбросов в атмосферу; «ОБВ» стадии обезвреживания технологических и вентиляционных выбросов в атмосферу; «УМО» стадии упаковки, маркировки, отгрузки готового продукта. «УМО» стадии упаковки, маркировки, отгрузки готового продукта. 9Лесина Ю.А. Технологическая схема

Операторная схема: элементы – технологические операторы, объединенные в систему материальными связями. схема дает наглядное представление о физико- биохимической сущности технологических процессов, используемых системой для последовательного превращения сырья в готовый продукт. схема дает наглядное представление о физико- биохимической сущности технологических процессов, используемых системой для последовательного превращения сырья в готовый продукт. Технологические операторы: Основные: а - биохимического превращения; 6 - смешения; в - разделения; г межфазного массообмена; Вспомогательные: д нагрева или охлаждения; е сжатия или расширения; ж изменения агрегатного состояния вещества 10Лесина Ю.А.

Структурная схема Составляется на основе операторной, при этом операторы заменяются конкретными аппаратами, наиболее соответствующими требованиям той технологической операции, для которой предназначен аппарат (реактор, смеситель, теплообменник и т.п.) Составляется на основе операторной, при этом операторы заменяются конкретными аппаратами, наиболее соответствующими требованиям той технологической операции, для которой предназначен аппарат (реактор, смеситель, теплообменник и т.п.) Горизонтальные линии схемы изображают материальные связи, вертикальные – энергетические. Используют для составления аппаратурной схемы и составления тепловых балансов. Горизонтальные линии схемы изображают материальные связи, вертикальные – энергетические. Используют для составления аппаратурной схемы и составления тепловых балансов. 11Лесина Ю.А.

Аппаратурная схема является графическим отображением технологического процесса и представляет собой, расположенных в строгой последовательности по ходу технологического процесса, и соединенных между собой соответствующими (трубопроводами, транспортными средствами и т.п.). Аппаратурная схема является графическим отображением технологического процесса и представляет собой условное изображение машин и аппаратов, расположенных в строгой последовательности по ходу технологического процесса, и соединенных между собой соответствующими линиями связи (трубопроводами, транспортными средствами и т.п.). Аппаратурная схема производства Лесина Ю.А.

Алгоритм разработки аппаратурной схемы Принципиальная (предварительный выбор основного и вспомогательного оборудования как объектов для последующего расчета, оснащение схемы материальными и энергоресурсами, средствами автоматизации и управления). Комплекс технохимических расчетов (количество сырья и отходов, тип и основные параметры аппаратов, их количество, расход всех видов энергии). (уточнение) аппаратурной схемы с учетом расчетных данных. Доработка (уточнение) аппаратурной схемы с учетом расчетных данных. Лесина Ю.А.13

Основные требования к составлению аппаратурной схемы Расположение единиц оборудования на схеме должно соответствовать последовательности технологического процесса независимо от размещения оборудования в производственных помещениях; На схеме отображается уровень размещения оборудования; Все позиции оборудования нумеруются по ходу технологического процесса. В спецификации оборудования и пояснительной записке эта нумерация должна строго соблюдаться. На схеме должна быть приведена работоспособная конструкция установки, обеспечивающая оптимальный ход технологического процесса и его безопасность; Лесина Ю.А.14

Основные требования к составлению аппаратурной схемы На схеме отображаются материальные линии, связывающие оборудование в единую систему; На линиях трубопроводов (материальных, энергетических в соответствии с требованиями ЕСТД отображается трубопроводная арматура, необходимая для ручной или автоматической регулировки потоков и безопасной транспортировки жидкостей и газов (вентили, краны, клапаны, смотровые фонари, огнепреградители и т.п.); Общезаводское и общецеховое оборудование (общецеховые хранилища сырья, сборники общецеховых отходов, установки по переработке и регенерации растворителей и утилизации отходов производства) на чертеже не приводятся, но условными обозначениями или словами указывается откуда поступают и куда напрвляются вещества, отходы и т.п. производства; Лесина Ю.А.15

Основные требования к составлению аппаратурной схемы На чертеже не приводятся схемы энергообеспечения установок и трубопроводы с общезаводскими энергоносителями (вода, пар, сжатый воздух, хладагенты и т.п.), но условными обозначениями указывается обеспеченность аппаратов энергоносителями, места их ввода и вывода; Если в производстве имеется несколько идентичных технологических линий (параллельных ниток) или несколько однотипных аппаратов (установок), выполняющих один и тот же вид работы, то на чертеже отображается лишь одна технологическая линия или аппарат, а их количество указывается в спецификации к чертежу; При выборе аппаратуры следует максимально использовать стандартные установки, реакторы, их оснастку и лишь в случае необходимости включать в схему уникальное нестандартное оборудование. Лесина Ю.А.16

Аппаратурная схема должна содержать: условные и буквенно-цифровые изображения основного и вспомогательного оборудования (хранилища-сборники, мерники, аварийные емкости, насосы и т.д.), основных и вспомогательных трубопроводов и трубопроводной арматуры, обеспечивающих технологический процесс; условные и буквенно-цифровые изображения основного и вспомогательного оборудования (хранилища-сборники, мерники, аварийные емкости, насосы и т.д.), основных и вспомогательных трубопроводов и трубопроводной арматуры, обеспечивающих технологический процесс; приборы, средства автоматизации и управления, изображаемые условными обозначениями, а также линии связи между ними; приборы, средства автоматизации и управления, изображаемые условными обозначениями, а также линии связи между ними; технические характеристики установки; технические характеристики установки; экспликацию оборудования и таблицу с условными обозначениями трубопроводов; экспликацию оборудования и таблицу с условными обозначениями трубопроводов; основную надпись. основную надпись. 18Лесина Ю.А.

Масштаб Чертеж аппаратурно-технологической схемы выполняется с. При очень малых габаритах аппаратуры (например, пилотная установка) допустим примерный масштаб 1:25. Чертеж аппаратурно-технологической схемы выполняется с примерным соблюдением масштаба 1:50. При очень малых габаритах аппаратуры (например, пилотная установка) допустим примерный масштаб 1:25. Допускается изображать элементы и устройства на схеме без масштаба, но с соблюдением соотношения габаритов. Допускается изображать элементы и устройства на схеме без масштаба, но с соблюдением соотношения габаритов. 19Лесина Ю.А.

Изображение и обозначения элементов и устройств В фармацевтической промышленности рекомендовано использование «флажкового» метода изображения технологического оборудования (в зависимости от основных условий работы) а) при атмосферном давлении; б) повышенном; в) пониженном; г) повышенном и пониженном Все элементы и устройства изображаются в виде условных графических обозначений, установленных ОСТ – для технологического оборудования химико- фармацевтической промышленности и стандартами ЕСКД Не допускается пересекать изображения аппаратов линиями трубопроводов Лесина Ю.А.

Изображение и обозначения элементов и устройств Элементам и устройствам, показанным на схеме, присваивают: буквенное обозначение (реактор – Р; компрессор – К; вентилятор – В; насос – Н; мерник – М) номер, соответствующий порядку упоминания в тексте описания технологического процесса (М1, Р3). Буквенное обозначение аппаратов, машин и механизмов проставляется непосредственно на их изображении, а при малом масштабе – в непосредственной близости от изображения (на полках линий-выносок, проводимых от изображения); для арматуры – рядом с её изображением. 22Лесина Ю.А.

Линии связи и их обозначения ГОСТ ЕСКД Линии связи и их обозначения ГОСТ ЕСКД Передачу материальных потоков из одного аппарата в другой изображают в виде линий связи Лесина Ю.А.

К технологическим трубопроводам относятся трубопроводы в пределах промышленных предприятий, по которым транспортируется сырье, полуфабрикаты и готовые продукты, пар, вода, топливо, реагенты и другие вещества, обеспечивающие ведение технологического процесса и эксплуатацию оборудования, а также межзаводские трубопроводы, находящиеся на балансе предприятия. Они непосредственно предназначенны для транспортирования газообразных, парообразных и жидких сред в диапазоне от остаточного давления (вакуум) 0,001 МПа до условного давления 320 МПа и рабочих температур от -196 до 700 град.. 24Лесина Ю.А.

Линии связи Направление материального потока обозначают. Направление материального потока обозначают стрелками. Стрелки указываются на каждом трубопроводе - в начале и в конце любого трубопровода, проведённого на схеме, в том числе и магистрального - у места отвода трубопровода от магистрального - у места отвода от машины или аппарата. Стрелки указывают и: Стрелки указывают и вид среды: светлые (незаштрихованные) – газообразные среды, тёмные (заштрихованные) – жидкие среды Лесина Ю.А.

Основные требования к обозначению линий связи: Изображают в виде горизонтальных и вертикальных отрезков с наименьшим количеством изломов и пересечений; Изображают в виде горизонтальных и вертикальных отрезков с наименьшим количеством изломов и пересечений; Не допускается пересекать изображения аппаратов и др.оборудования линиями трубопроводов; Не допускается пересекать изображения аппаратов и др.оборудования линиями трубопроводов; Расстояние между смежными параллельными линиями должны быть не менее 5 мм; Расстояние между смежными параллельными линиями должны быть не менее 5 мм; Допускается обрывать линии связи. Обрывы заканчивают стрелками, у которых указывают место подключения. Например, Допускается обрывать линии связи. Обрывы заканчивают стрелками, у которых указывают место подключения. Например, На сушку Лесина Ю.А.

Основные требования к обозначению линий связи: Для отличия на схеме линий связи (трубопроводов) различного назначения применяют цифровые обозначения, проставляемые в их разрыве. Число проставленных цифровых обозначений на линиях трубопроводов должно быть минимальным, но обеспечивающим понимание чертежа и удобство пользования им. При значительной длине линий связи цифровые обозначения (номера) проставляют через каждые мм. В соответствии с ГОСТ для обозначения транспортируемой среды установлено 10 укрупнённых групп веществ Лесина Ю.А.

Основные требования к обозначению линий связи: На линиях материальных потоков указывают размещение основной арматуры, определяющей направление движения потоков (вентили, краны), а также контрольно-измерительные приборы, систему автоматизации. Арматуру и приборы изображают на схемах стандартными условными обозначениями. На линиях материальных потоков указывают размещение основной арматуры, определяющей направление движения потоков (вентили, краны), а также контрольно-измерительные приборы, систему автоматизации. Арматуру и приборы изображают на схемах стандартными условными обозначениями Лесина Ю.А.

Описание аппаратурной схемы Описание (по ОСТ «изложение процесса») должно в точности соответствовать чертежу аппаратурной схемы, включая обозначения оборудования и КИП Лесина Ю.А.

Аппаратурно-технологическая схема снабжается спецификацией оборудования, содержащей следующие данные: номер аппарата на схеме и его наименование, основная характеристика аппарата (объем, масса, поверхность, габаритные размеры, основной материал для изготовления аппарата) и количество аппаратов.
Аппаратурно-технологическая схема должна быть нарисована на отдельном листе; все аппараты, представленные в ней, должны быть пронумерованы сквозной нумерацией, слева - направо, по часовой стрелке, вкруговую.
Аппаратурно-технологическая схема обладает большой маневренностью и позволяет вести работу по различным вариантам в зависимости от качества перерабатываемого сырья.
Аппаратурно-технологическая схема (рис. XII.1) состоит из плавителя 1 шнекового типа, плавление в котором происходит за счет циркуляции растворов через кожухотрубный подогреватель 3, питаемый паром низкого давления. Расплавленная суспензия поступает в сгуститель 2, из которого сгущенную часть направляют на разделение в центрифугу 4, слив частично используют как теплоноситель в процессе плавления, а частично его направляют на вторую стадию высаливания.
Аппаратурно-технологическая схема отличается от изложенной выше наличием специальных теплообменников для обеспечения плавления мирабилита. Обогрев выполняет вода, охлаждающая пары спирта в конденсаторе и нагревающая далее плавильную суспензию.
Аппаратурно-технологическая схема этого процесса включает: емкость с мешалкой для выделения в осадок сульфата натрия; сгуститель, барабанный вакуум-фильтр для отделения твердой фазы и ее промывки; дистилляционной колонны для отгонки органического растворителя.
Аппаратурно-технологическая схема состоит из двух виброэкстракторов высотой 6 м с 16 тарелками и трех экстракторов-сепараторов. Исходный раствор полисульфона поступает в виброэкстрактор. Экстрагентом является промывная вода, поступающая со второго виброэкстрактора противотоком к раствору. В каждой ступени экстрактора-сепаратора происходит экстракция раствора и разделение на рафинат и экстрагент. Очищенный раствор полисульфона в хлорбензоле поступает на высажде-ние.
Типовая аппаратурно-технологическая схема состоит из трех схем-контуров: схемы-контура движения жиров; схемы-контура движения водорода и схемы-контура движения катализатора. На практике все эти схемы объединены в единую взаимосвязанную технологическую схему гидрогенизации. Ниже приводится описание каждой схемы-контура.
Данная аппаратурно-технологическая схема может быть частично изменена в зависимости от конкретных условий. Если, на-лример, кислотное число жировой смеси не превышает 0 5 мг КОН, - смесь не подвергают щелочной рафинации.
Аппаратурно-технологическая схема получения комплексных NP - и NPK-удобрений, предусматривающая раздельную аммо-низацию азотной и фосфорной кислот и включающая стадию сушки готового продукта, практически аналогична технологической схеме получения фосфатов аммония с использованием аммонизатора-гранулятора (рис. VII-3), но отличается от нее включением оборудования, предназначенного для получения плава нитрата аммония, и узлом подачи хлорида калия в процесс.
Аппаратурно-технологическая схема процессов окисления, алкилирования, конденсации, изомеризации мало отличается от приведенных схем реакционных аппаратов. Аппараты могут лишь отличаться материалом, конструкцией мешалки, типом теплоносителя.
Аппаратурно-технологическая схема установки ТОР построена аналогично схеме других плазмохимических установок, показанных на рисунках 4.20, 4.24, 4.29. Процесс денитрации на установке ТОР осуществляли следующим образом.
Аппаратурно-технологическая схема производства нитроэмалей и нитрогрун-товок приведена на рис. 4.6. Нитрооснову получают по схеме (см. рис. 4.1) получения нитролаков, описанной выше (с. Пигментные пасты получают диспергированием полуфабрикатных пигментных паст на бисерной мельнице, в шаровой мельнице или на краскотерочной трехвалковой машине.
Аппаратурно-технологическая схема производства нитроэмалей и нитрогрун-товок приведена на рис. 4.6. Нитрооснову получают по схеме (см. рис. 4.1) получения нитролаков, описанной выше (с. Пигментные пасты получают диспергированием полуфабрикатных пигментных паст на бисерной мельнице, в шаровой мельнице или на краскотерочной трехвалковой машине. Кроме того, применяют суховальцованные пасты пигментов (СВП), изготовляемые обычно на предприятиях, производящих коллоксилин - Пол учение СВП. Сухие пигменты замешивают с обводненным коллоксилином, дибутилфталатом и стабилизатором. Затем густую высоковязкую массу вальцуют на двухвалковых фрикционных вальцах, обогреваемых водяным паром.
Аппаратурно-технологические схемы производства микро-фильтров на основе волокон и волокнистых (волокнисто-пленочных) материалов весьма разнообразны и зависят от вида используемого сырья и состава композиции. Это могут быть целлюлозные материалы, материалы из химических волокон или ВПС, в которых используются анизометричные частицы только одного типа. Композиционные материалы могут представлять собой объемные смеси волокнистых (волокнисто-пленочных) частиц различной природы и смеси волокнистых частиц или слоистые структуры.

Аппаратурно-технологическая схема биологической очистки включает биокоагулятор, первичный отстойник, аэротенки-смесители, вторичные отстойники, гравийно-песчаные фильтры, ершовый смеситель и контактный резервуар для дезинфекции гипохлоритом натрия, илоуплотнитель, дегельминтизатор для обеззараживания осадков.
Современные аппаратурно-технологические схемы производства удобрений позволяют совмещать несколько стадий процесса в одном аппарате. Так, стадию смешения компонентов часто аппаратурно объединяют со стадией гранулирования.
Аппаратурно-технологическая схема получения гексафторида урана. Аппаратурно-технологическая схема восстановления гексафторида урана включает узлы подачи реагентов, измерения и регулирования их расхода; реактор восстановления; аппаратуру для обеспыливания газов и извлечения из них фтористого водорода, горелку для сжигания водорода и систему охлаждения и затаривания тетрафторида урана. Для подачи гексафторида урана в реактор контейнеры, в которых он транспортируется, нагревают до определенной температуры. Для этой цели необходимо использовать по меньшей мере два контейнера, чтобы после опорожнения одного из них немедленно начать подачу гексафторида в реактор из второго контейнера.
Аппаратурно-технологическая схема переработки полигалита Жилянского месторождения на бесхлорное калийно-азотно-магниевое удобрение (нитрокалимаг) представлена на рис. III. Полигалитовая руда после молотковой дробилки / с крупностью 5 - 10 мм поступает в стержневую мельницу 2, куда одновременно подают в заданном соотношении оборотный раствор.
Аппаратурно-технологическую схему работающего или проектируемого предприятия, цеха или участка необходимо представлять в таком виде, чтобы с ее помощью можно было оценивать, анализировать и рассчитывать основные показатели технологического процесса, потоки основных и вспомогательных материалов, основное и вспомогательное технологическое оборудование, обнаруживать узкие места в производстве продукции, энергетические затраты.
В аппаратурно-технологическую схему входят узлы отгонки метиленхлорида с примесями других летучих веществ; отстаивания; ректификации для выделения из органической фазы метиленхлорида; нейтрализации; фильтрования; выпаривания; прокаливания и сжигания; сорбционной очистки дистиллята выпаривания.

К аппаратурно-технологическим схемам после материального расчета и подбора оборудования составляется спецификация оборудования.
На аппаратурно-технологической схеме вычерчивается все без исключения технологическое оборудование. Аппараты изображаются упрощенно и наносятся на схему в масштабе. Каждый аппарат на аппаратурно-технологической схеме изображается в виде не слишком подробного эскиза, который все же должен отражать принципиальные особенности работы аппарата.

При оформлении аппаратурно-технологических схем следует руководствоваться рядом условных обозначений, принятых в практике проектирования промышленных предприятий.

После составления аппаратурно-технологической схемы и материального расчета производят расчет и подбор технологического оборудования. Целью расчета является выявление основных конструктивных размеров оборудования, типа и количества установленных аппаратов.
Разработаны три варианта аппаратурно-технологической схемы производства димонофосфата кальция с максимальным использованием оборудования действующих цехов производства фосфорсодержащих удобрений.
Нитрооснову получают по аппаратурно-технологической схеме получения нитролаков (см с. После смешения полуфабрикатов и типизации лак подвергают очистке на центрифугах типа СГО-100. После высыхания лак образует эластичную пленку с высоким глянцем. Его применяют для окраски кож в черный цвет.
Нитрооснову получают по аппаратурно-технологической схеме получения нитролаков (см. с. После смешения полуфабрикатов и типизации лак подвергают очистке на центрифугах типа СГО-100. После высыхания лак образует эластичную пленку с высоким глянцем. Его применяют для окраски кож в черный цвет.
Схема обезвоживания мирабилита способом плавления - выпаривания. В работе приводится аппаратурно-технологическая схема, по которой мирабилит, полученный охладительной вакуум-кристаллизацией, поступает в реактор для плавления. Теплоносителем служит расплав, нагреваемый за счет теплообмена на стадии конденсации паров органического растворителя.
На рис. 3.2 приведена аппаратурно-технологическая схема получения эмалей и грунтовок с применением краскотерочных машин.
Аппаратурно-технологическая схема производства хлористого магния в шахтной электропечи. На рис. 32 приводится аппаратурно-технологическая схема производства хлористого магния в шахтных электропечах.
На рис. 31 дана аппаратурно-технологическая схема фильтрации шламовой пульпы.
Схема фазовых полей системы Na2O - Al2O3 - Na2O - Fe203 - 2CaO - SiO2.| Схема спекания боксито-содоизвестковой шихты. На рис. 53 показана примерная аппаратурно-технологическая схема спекания боксито-содоизвестняковой шихты. Исходная шихта из мешалки по напорному распределительному трубопроводу через форсунку подается в трубчатую вращающуюся печь, где спекается. Полученный спек из печи пересыпается в барабанный холодильник, охлаждается в нем и транспортером подается на дробление. Дробилка спека работает в замкнутом цикле с грохотом.
Схема водоочистной установки УВ-05. На рис. 7.4 представлена упрощенная аппаратурно-технологическая схема водоочистной установки УВ-05. Расход электроэнергии составляет 1 - 1 2 кВт - ч на 1 м3 очищенной воды.
В 1958 - 1959 гг. аппаратурно-технологическая схема была проверена в лабораторных условиях.

В зависимости от конъюнктуры спроса аппаратурно-технологическая схема действующего катализаторного производства первой очереди завода позволяет выпускать цеолиты ЛаХ, Лес.
Аппаратурно-технологическая схема стадий окислительного обжига шихты и выщелачивания спека. На рис. 7 представлена одна из аппаратурно-технологических схем стадий окислительного обжига шихты и выщелачивания спека.
Схема последовательного варианта комбинированного способа Байер - спекание. Другим недостатком последовательного варианта Байер - спекание является громоздкость аппаратурно-технологической схемы из-за двустадийной переработки сырья.
В производстве полупроводниковых материалов, как это видно из аппаратурно-технологических схем получения элементарных полупроводников (см. рис. 3.1 и 3.3), применяется большое количество различных аппаратов. Многие из них, особенно на переделе получения поликристаллических полупроводников, относятся к аппаратам общей химической технологии. Это ректификационные колонны, скрубберы, конденсаторы, абсорберы и др. Принципиальные конструктивные схемы этих аппаратов относительно просты и не требуют особого пояснения. Наиболее ответственными в общей цепи аппаратов являются установки для получения конечной продукции - монокристаллов полупроводников.
Таким образом, в течение 7 месяцев с.г. в комплексе отработана аппаратурно-технологическая схема переработки галито-ланг-бейнитового остатка на поваренную соль для диафрагменного электролиза и сульфатные соли и магния, что позволит значительно сократить сроки освоения мощности производства и обеспечить достижение проектных технико-экономических показателей.
Структурно-технологическая схема переработки ТПБО. На рис. 8.36 представлена структурно-технологическая, а на рис. 8.37 - принципиальная аппаратурно-технологическая схема переработки ТПБО.
С целью удешевления процесса очистки воды необходимо стремиться к максимальному упрощению аппаратурно-технологической схемы и ее автоматизации, а также использованию аппаратов большой единичной мощности и дешевых реагентов при минимальном расходе последних.
Схема процесса получения тетрафторида урана. Из описания схемы, в которой указаны лишь наиболее важные узлы аппаратурно-технологической схемы, можно сделать вывод о сложности производства, описываемого лишь двумя химическими уравнениями.

Процесс получения каучука включает следующие основные стадии:

Стадию подготовки шихты;

Стадию подготовки каталитического комплекса (к/к);

Непрерывную полимеризацию.

Полимеризацию проводят в стадии из двух последовательно соединенных полимеризаторов, охлаждаемых рассолом. Полимеризатор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат емкостью 20 м3, снабженный рубашкой, через которую циркулирует хладагент (энтальпия полимеризации 1050 кДж/кг), и спиралевидной мешалкой м лопастями и скребками, обеспечивающими непрерывное перемешивание и очистку от полимера всей внутренней поверхности аппарата . Предварительно охлажденный растворитель смешивается в заданном соотношении с мономером (изопреном) в специальном смесителе и дозировочным насосом подается в первый аппарат полимеризационной батареи. Технологическая схема процесса изображена на рисунке 2. Концентрация изопрена в растворе 16-18% по массе. В этот же аппарат непрерывно поступает заранее приготовленный каталитический комплекс. В качестве катализатора используется катализатор Циглера-Натта на основе титана. Образование каталитического комплекса протекает с высокой скоростью и выделением 251,4 кДж/моль тепла. Все компоненты каталитического комплекса, а именно, четыреххлористый титан (ТiCl4), триизобутилалюминий (ТИБА), а также модификаторы дифинилоксид (дипроксид) смешиваются в определенном соотношении в специальном смесителе. Далее смесь в теплообменном аппарате доводится до температуры 70 єС и дозировочным насосом подается в трубопровод для шихты непосредственно перед введением ее в полимеризационную батарею. В этот же трубопровод поступает водород дозировкой 0,1 м3 /т. Продолжительность процесса полимеризации составляют 2-6 часов, конверсия изопрена может достигать 95 %. Принципиальная схема стадии полимеризации процесса получения изопренового каучука представлена на рисунке 3.

П1, П2 - полимеризаторы.

Рисунок 3 - Принципиальная технологическая схема стадии полимеризации

Заключительными стадиями технологического процесса являются дезактивация катализатора, а также выделение каучука из раствора методом водной дегазации и сушка каучука.

Архитектуры систем дистанционного доступа

Современные системы дистанционного исследования и моделирования строятся по принципу клиент-серверной архитектуры. Это обеспечивает им ряд преимуществ относительно файл-серверных приложений. Клиент-серверная система характеризуется наличием двух взаимодействующих самостоятельных процессов - клиента и сервера, которые, в общем случае, могут выполняться на разных компьютерах, обмениваясь данными по сети. По такой схеме могут быть построены системы обработки данных на основе СУБД, почтовые и другие системы. Мы будем говорить, конечно, о базах данных и системах на их основе. И здесь удобнее будет не просто рассматривать клиент-серверную архитектуру, а сравнить ее с другой - файл-серверной.

В файл-серверной системе данные хранятся на файловом сервере (например, Novell NetWare или Windows NT Server), а их обработка осуществляется на рабочих станциях, на которых, как правило, функционирует одна из, так называемых, "настольных СУБД" - Access, FoxPro, Paradox и т.п.

Приложение на рабочей станции "отвечает за все" - за формирование пользовательского интерфейса, логическую обработку данных и за непосредственное манипулирование данными. Файловый сервер предоставляет услуги только самого низкого уровня - открытие, закрытие и модификацию файлов, подчеркну - файлов, а не базы данных. База данных существует только в "мозгу" рабочей станции.

Таким образом, непосредственным манипулированием данными занимается несколько независимых и несогласованных между собой процессов. Кроме того, для осуществления любой обработки (поиск, модификация, суммирование и т.п.) все данные необходимо передать по сети с сервера на рабочую станцию (рисунок 4).

Рисунок 4 - Файл-серверная модель системы

автоматизированный обучающий система проектирование

В клиент-серверной системе функционируют (как минимум) два приложения - клиент и сервер, делящие между собой те функции, которые в файл-серверной архитектуре целиком выполняет приложение на рабочей станции. Хранением и непосредственным манипулированием данными занимается сервер баз данных, в качестве которого может выступать Microsoft SQL Server, Oracle, Sybase и т.п.

Формированием пользовательского интерфейса занимается клиент, для построения которого можно использовать целый ряд специальных инструментов, а также большинство настольных СУБД. Логика обработки данных может выполняться как на клиенте, так и на сервере. Клиент посылает на сервер запросы, сформулированные, как правило, на языке SQL. Сервер обрабатывает эти запросы и передает клиенту результат (разумеется, клиентов может быть много).

Таким образом, непосредственным манипулированием данными занимается один процесс. При этом обработка данных происходит там же, где данные хранятся - на сервере, что исключает необходимость передачи больших объемов данных по сети (рисунок 5)

Рисунок 5 - Клиент-серверная модель системы

Какие же качества привносит клиент-сервер в информационную систему:

Надежность. Сервер баз данных осуществляет модификацию данных на основе механизма транзакций, который придает любой совокупности операций, объявленных как транзакция, следующие свойства:

· атомарность - при любых обстоятельствах будут либо выполнены все операции транзакции, либо не выполнена ни одна; целостность данных при завершении транзакции;

· независимость - транзакции, инициированные разными пользователями, не вмешиваются в дела друг друга;

· устойчивость к сбоям - после завершения транзакции, ее результаты уже не пропадут.

Механизм транзакций, поддерживаемый сервером баз данных, намного более эффективен, чем аналогичный механизм в настольных СУБД, т.к. сервер централизованно контролирует работу транзакций. Кроме того, в файл-серверной системе сбой на любой из рабочих станций может привести к потере данных и их недоступности для других рабочих станций, в то время как в клиент-серверной системе сбой на клиенте, практически, никогда не сказывается на целостности данных и их доступности для других клиентов.

Масштабируемость - это способность системы адаптироваться к росту количества пользователей и объема базы данных при адекватном повышении производительности аппаратной платформы, без замены программного обеспечения.

Общеизвестно, что возможности настольных СУБД серьезно ограничены - это пять-семь пользователей и 30-50 Мб, соответственно. Цифры представляют собой некие средние значения, в конкретных случаях они могут отклоняться как в ту, так и в другую сторону. Что наиболее существенно, эти барьеры нельзя преодолеть за счет наращивания возможностей аппаратуры.

Системы же на основе серверов баз данных могут поддерживать тысячи пользователей и сотни ГБ информации - дайте им только соответствующую аппаратную платформу.

Безопасность. Сервер баз данных предоставляет мощные средства защиты данных от несанкционированного доступа, невозможные в настольных СУБД. При этом права доступа администрируются очень гибко - до уровня полей таблиц. Кроме того, можно вообще запретить прямое обращение к таблицам, осуществляя взаимодействие пользователя с данными через промежуточные объекты - представления и хранимые процедуры. Так что администратор может быть уверен - никакой слишком умный пользователь не прочитает то, что ему читать не положено.

Гибкость. В приложении, работающем с данными, можно выделить три логических слоя:

· пользовательского интерфейса;

· правил логической обработки (бизнес-правил);

· управления данными (не следует только путать логические слои с физическими уровнями, о которых речь пойдет ниже).

Как уже говорилось, в файл-серверной архитектуре все три слоя реализуются в одном монолитном приложении, функционирующем на рабочей станции. Поэтому изменения в любом из слоев приводят однозначно к модификации приложения и последующему обновлению его версий на рабочих станциях.

В двухуровневом клиент-серверном приложении, показанном на рисунке 1.4, как правило, все функции по формированию пользовательского интерфейса реализуются на клиенте, все функции по управлению данными - на сервере, а вот бизнес-правила можно реализовать как на сервере используя механизмы программирования сервера (хранимые процедуры, триггеры, представления и т.п.), так и на клиенте. В трехуровневом приложении появляется третий, промежуточный уровень, реализующий бизнес-правила, которые являются наиболее часто изменяемыми компонентами приложения (рисунок 6).

Рисунок 6 - Трехуровневая клиент-серверная модель

Наличие не одного, а нескольких уровней позволяет гибко и с минимальными затратами адаптировать приложение к изменяющимся требованиям. Если необходимо внести изменения в логику работы программы, то:

1) В файл-серверной системе мы "просто" вносим изменения в приложение и обновляем его версии на всех рабочих станциях. Но это "просто" влечет за собой максимальные трудозатраты.

2) В двухуровневой клиент-серверной системе, если алгоритмы обработки данных реализованы на сервере в виде правил, его выполняет сервер бизнес-правил, реализованный, например, в виде OLE-сервера, и мы обновим один из его объектов, ничего не меняя ни в клиентском приложении, ни на сервере баз данных.

Таким образом, клиент-серверная архитектура является более перспективной и менее затратной в эксплуатации, однако первоначальные затраты на её разработку больше, чем при использовании файл-серверной архитектуры системы. Кроме того, обработка данных на сервере и передача результатов на клиент является необходимым условием для построения дистанционных систем.