Технологічна схема виробництва бета-диметиламіноетилового естеру бензгідрола

де - час процесу,

- коефіцієнт теплопередачі від рідини до рідини, кДж/ (м²·год·К).

Розрахована поверхня теплообміну менша дійсної, отже, розрахунок виконаний вірно.

6. Автоматизація процесу виробництва

6.1 Аналіз процесу виробництва димедролу, як об'єкта автоматизації

Технологічна схема синтезу димедролу складається з реактору, в який вручну завантажують бензгідрол, гідроксид натрію та в-диметиламіноетилхлорид. Потім дану суміш нагрівають до 90°С і перемішують на протязі 6,5 год. Далі суміш гарячою вивантажують у наступний реактор.

Параметри регулювання та контролю виробництва подані у табл. 6.1.1

Таблиця 6.1.1 Параметри регулювання та контролю виробництва

№ п/п	Найменування стадії процесу (технологічний об'єкт), місце заміру параметра	Найменування параметра, що вимірюється або регулюється	Норми технологіч-нoго режиму та допустимі відхилення	Вимоги до схеми автоматизації (вимірювання, регулювання, сигналізація)
1	Реактор	Температура	80-90	Регулювання
2	Теплообмінник	Температура	30-40	Регулювання

6.2 Опис функціональної схеми автоматизації виробництва димедролу

Система автоматичного управління виробничим процесом включає функції регулювання, контролю, сигналізації, захисту, блокування та дистанційного управління і представляє собою сукупність ланцюгів і постів управління з відповідною апаратурою.

Автоматизація установки синтезу димедролу. В даному проекті показана автоматизація частини виробництва, тобто автоматизація процесу синтезу основного продукту.

Для регулювання температури в основному реакторі передбачений контур 1,2 який складається з таких приладів:

- Термоперетворювач опору (поз. 1-1);

- Перетворювач нормувальний (поз. 1-2);

- Індикатор технологічний (поз. 1-3);

- Мікропроцесорний регулятор (поз. 1-4);

- Клапан електромагнітний (поз. 1-5);

- МП1 - пускач магнітний, безконтактний.

Для регулювання температури в теплообміннику передбачений контур 4,5 який складається з таких приладів:

- Термоперетворювач опору (поз. 3-1);

- Перетворювач нормувальний (поз. 3-2);

- Індикатор технологічний (поз. 3-3);

- Мікропроцесорний регулятор (поз. 3-4);

- Клапан електромагнітний (поз. 3-5);

- МП3 - пускач магнітний, безконтактний.

Результатом виконання роботи є схема автоматизації процесу .

У процесі виконання роботи нами були отримані практичні знання та навички з таких питань:

- самостійний аналіз технологічних процесів з позицій автоматизації;

-квалiфiковане формулювання завдання на автоматизацію технологічних процесів;

- засвоєння принципів дії та особливостей застосування основних типів первинних вимірювачів (датчиків) технологічних параметрів;

- ознайомлення з алгоритмами керування та функціональними можливостями автоматичних регуляторів (позиційних, аналогових, мікропроцесорних), особливостями конструкції та умовами експлуатації пристроїв безпосереднього впливу на технологічні процеси (виконавчі механізми та регулювальні органи);

- робота схем та пристроїв сигналізації, автоматичного блокування і захисту, дистанційного керування технологічним електроустаткуванням;

- вдосконалення техніки читання та розробки схем автоматизації технологічних процесів, ознайомлення з чинними стандартами в царині контролю та керування хіміко-технологiчними процесами.

7. Економіко-організаційні розрахунки

7.1 Технічне завдання на виробництво препарату димедрол

1 Найменування, мета та призначення продукту, галузь застосування

Найменування продукту: димедрол.

Метою виробництва є задоволення потреб фармацевтичних підприємств у якісній сировині.

Галузь застосування - фармацевтична промисловість.

Димедрол отримують конденсацією бензгідролу з гідрохлоридом в-диметиламіноетилхлориду, і подальшим висадженням продукту - в-диметиламіноетиловий ефіру бензгідрола соляною кислотою.

2 Підстава для розробки димедролу

Димедрол - досить розповсюджений і затребуваний протигістамінний препарат. Саме тому буде доцільним виробляти даний препарат, особливо якщо він буде більш якісним, ніж існуючі. Саме тому кафедрою було запропоновано розробити технологічну схему виробництва даного препарату потужністю 36 т/рік.

3 Технічні характеристики нової продукції

Димедрол - білий порошок, практично нерозчинний у ефірі та спирті, легко розчинний у воді. Найвища разова доза 0,1г. Найвища добова доза - 0,25г.

Вихідними реактивами для синтезу є: бензгідрол, гідрохлорид в-диметиламіноетилхлориду та гідроксид натрію.

4 Економічні показники

Для того, щоб визначити чи доцільно створювати нове виробництво продукту, розраховують економічні показники (ефективність, рентабельність, період повернення капіталовкладень). Для промисловості нормою вважається коефіцієнт економічної ефективності 0,15. Ціна та собівартість готової продукції мають забезпечити рентабельність кінцевого виробництва у споживача ~ 10-15%. Щоб розрахувати вище вказані показники потрібно скласти калькуляцію на продукцію.

7.1.1 Калькуляція річного випуску продукції

Складемо калькуляцію річного випуску продукції за елементами. Для цього необхідно мати перелік основних та обігових фондів, список працівників з їх заробітною платою.

Перелік основних фондів з їх повною початковою вартістю, нормою амортизації та амортизаційними відрахуваннями наведено в таблиці 7.1.1.

Таблиця 7.1.1.

Найменування	Кількість, шт.	Повна початкова вартість, грн	Сума, грн	Норма амортизації,%	Амортизаційні відрахування, грн
Апарат для пакування	1	44880	44880	20	8976
Дистилятор	1	64000	64000	20	12800
Виробничий інвентар		73438	73438	25	18359,5
Збірник 10 л	2	2000	4000	20	800
Збірник 25 л	2	5000	5000	20	1000
Збірник 100 л	2	7000	14000	20	2800
Збірник 160 л	1	8000	8000	20	1600
Збірник 250 л	5	10000	50000	20	10 000
Збірник 630 л	3	12500	375000	20	75000
Ліцензія	1	4000	4000	6	240
Мірник 10 л	1	4000	4000	20	800
Мірник 100 л	4	8000	32000	20	6 400
Мірник 25 л	1	7000	7000	20	1400
Мірник 63 л	1	7500	7500	20	1 500
Мірник 250 л	4	12 000	48 00	20	9 600
Насос	18	10000	180 000	20	36 000
Реактор 630 л	3	25 000	75 000	20	15 000
Реактор 250 л	1	18000	18000	20	3600
Реактор 400 л	1	20000	20000	20	4000
Реактор 160 л	2	15 000	30 000	20	6 000
Теплообмінник	3	32000	96 000	20	19 200
Споруда (цех)	1	600000	600000	5	30000
Сума:			1502318		325075

Ціни на сировину та пакувальний матеріал наведено в таблиці 7.1.2.

Таблиця 7.1.2.

Назва речовини	Марка	Одиниця виміру	Ціна, грн/од	Ціна, грн/опер.
Вода	Дистильована	кг	0,5	55,42
Бензгідрол	ХЧ	кг	1 300	71019
Гідроксиднатрію	ХЧ	кг	30	2146.5
Толуол	ХЧ	кг	15	1 024
Соляна кислота	ХЧ	кг	1,6	22.4
Пакет пакувальний (10кг)	-	шт.	5	5
Пакет пакувальний (25кг)	-	шт.	10	20
Сума				74292,32

Річні витрати на сировину і пакувальний матеріал становлять:

де 600 - кількість операцій, що здійснюються за рік.

В таблиці 7.1.3 наведено перелік діючих на підприємстві посад та відповідних до них величини заробітної плати.

Фонд заробітної плати виробничих робітників установлюють виходячи з їхньої облікової чисельності. Згідно з відомчими нормами технічного проектування режим роботи працівника характеризується 6-годинною робочою зміною в умовах безперервного робочого тижня.

За умовою тривалість роботи підприємства за рік становить 300 днів.

Тривалість роботи працівника за шкідливих умов праці в умовах безперервного виробництва:

Тр^шк.ум=(Т_річна-Т_святк)·36/7=(365-11)·36/7=1820 годин



Кількість бригад основних виробничих робітників:

N_бр=365·24/1820=4,81 бригад

Вибираємо кількість бригад 5 оскільки тривалість зміни 6 годин .

Таблиця 7.3.3 Графік змінності основних виробничих робітників

Номер бригади	Число поточного місяця/порядковий номер зміни
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
1	1	1	1	1	1	В	2	2	2	2	2	В	3	3	3	3	3	В	4	4	4	4	4	В	В
2	В	2	2	2	2	2	В	3	3	3	3	3	В	4	4	4	4	4	В	В	1	1	1	1	1
3	2	В	3	3	3	3	3	В	4	4	4	4	4	В	В	1	1	1	1	1	В	2	2	2	2
4	3	3	В	4	4	4	4	4	В	В	1	1	1	1	1	В	2	2	2	2	2	В	3	3	3
5	4	4	4	В	В	1	1	1	1	1	В	2	2	2	2	2	В	3	3	3	3	3	В	4	4

Тривалість змінообороту:

25 днів з них 5 вихідних.

Кількість змінооборотів:

N_зм.о=365/25=14,6

Тривалість фактичного змінообороту 120 годин.

Фактичний час роботи працівника становить:

Тр^{ф шк. у}=120·14,6=1752 години.

Недопрацювання складає:

Т_{пнедопрац.}=1820 -1752=68 годин або 2,8 дня.



Таблиця 7.1.3.

Кадри підприємства	Розряд	Тарифна ставка першого розряду	Тарифні коефіцієнти	Тривалість роботи за місяць, год.	Заробітна плата згідно тарифним ставкам, грн/міс	Прийнята заробітна плата
Директор	16	6,5	2,79	168	3046,68	4600
Технолог	15		2,58	168	2817,36	4200
Головний бухгалтер	13		2,27	168	2478,84	3700
Лаборант	9		1,73	149	1675,51	2500
Комірник	6		1,45	149	1404,33	2100
Прибиральник	2		1,09	149	1055,67	1600
Підсобний робітник	4		1,27	149	1230,00	1850
Механік цеху	6		1,45	149	1404,33	2100
Енергетик цеху	5		1,36	149	1317,16	2000

Річні витрати на заробітну плату персоналу становлять:

Оскільки підприємство працює із речовинами, що є прекурсорами -толуол та соляна кислота, то згідно із законом України про "Про наркотичні засоби, психотропні речовини і прекурсори" воно повинно мати ліцензію на виконання операцій із подібними речовинами. Вартість такої ліцензії становить 4000 грн. Вона відноситься до нематеріальних активів підприємства.

Заплановану потребу в силовій енергії розраховують по формулі:

де М_ц - установлена максимальна потужність одиниці обладнання, кВт/год;

Т_еф - ефективний час роботи обладнання, год;

К_пот - коефіцієнт збільшення потужності обладнання;

K_поп- коефіцієнт попиту на електроенергію;

Потребу в електроенергії визначають окремо по кожному виду обладнання (табл.7.2)

Таблиця 7.2 Розрахунок споживання електроенергії на технологічному циклі

Устаткування	Потужність, кВт	Кількість, од	Коефіцієнт попиту	Коефіцієнт збільшення потужності	Загальна потужність Устаткування,	Ефективний час роботи, год/рік	Загальні витрати, кВт/рік
Привід мішалки	4,5	7	0,9	1,2	31,5	7200	302 400
Насос	3,8	18	0,7	1,0	68,4	7200	703 542,9
Сушильна шафа	6,0	1	0,7	1,0	6	7200	61 714,29
Невраховане Електроустаткування	2,5	-	0,5	1,0	2,5	7200	360 000
Усього:							1 103 657

Вартість енерговитрат розраховуємо виходячи з ціни за 1 кВт/год для підприємств - 1грн.

Таблиця 7.3 Розрахунок вартості енерговитрат на технологічні потреби

Енергоносій	Одиниця виміру	Ціна, грн/од	Витрати на рік
			Кількість, одиниць.	Сума, грн/рік
Електро-Енергія	кВт	1	1 103 657	1 103 657
Усього:				1 103 657

Калькуляція на річний випуск продукції наведена в таблиці 7.1.4.



Таблиця 7.1.4.

Елемент	Вартість, грн
1. Амортизація	325 075
2. Нарахування на ЗП	295 800
4. Сировина і матеріали	44 572 392
5. Електроенергія	1 103 657
Разом:	46 296 924

7.1.2 Розрахунок техніко-економічних показників

Річна собівартість продукції:

С_р = ОбЗ + А = 325075+295800+44572392+1103657=46296924 грн/рік.

Орієнтовна ринкова ціна (1 кг):Ц = 2000 грн

Собівартість одиниці продукції (1 кг): С =1647 грн

В = 2000·36000 = 72 000 000 грн/рік.

П = В - С = 72 000 000-46 296 924 = 25 703 076 грн/рік.

К = ОФ+ОбЗ= 1 502 318 + 46 296 924 = 50 799 242 грн

Р = (П/С)·100% = ( 25 703 076/46 296 924)·100% = 55 %

Т_ок = К/П =50 799 242/25 703 076 = 1,97 років

Е = П/К = 25 703 076 /50 799 242 = 0,5059

5 Стадії та етапи розробки нової продукції

а) Отримання результатів дослідження ринку та їх аналіз.

б) Розробка технічного завдання, пошук лабораторної методики, перенесення знайденої методики у масштаби виробництва.

в) Лабораторні дослідження.

г) Випуск пробної партії, її аналіз та удосконалення при необхідності виробничого процесу.

д) Уточнення нормативної документації та розрахунків.

е) Запуск виробництва у повному обсязі.

7 Порядок контролю та прийому готової продукції: терміни, вимоги

На виробництві здійснюється контроль вихідної сировини, проміжний контроль та заключний контроль. Гарантією якості є паспорт якості, що має бути підписаний лаборантом, який виконав заключний контроль та головним технологом.

Основні параметри контролю:

а) Вихідний: зовнішній вигляд (агрегатний стан, колір, леткість речовини), густина, чистота

б) Проміжний: ступінь проходження реакції, чистота

в) Заключний: зовнішній вигляд (агрегатний стан, колір), чистота.



8. Охорона праці

Згідно технологічної частини проектногооб'єкту з виробництва димедролу в обігу знаходяться шкідливі, небезпечні, пожежо- та вибухонебезпечні речовини і матеріали. Проектом передбачено використання механічної, теплової, електричної енергії. Вданому розділі на основі аналізу шкідливих та небезпечних виробничих факторів розроблені заходи створення здорових та безпечних умов праці, пожежної безпеки на об'єкті, що проектується.

4. Виявлення і аналіз шкідливих і небезпечних виробничих факторів на об'єкті, що проектується. Заходи з охорони праці.

8.1 Повітря робочої зони

Згідно з ДСН 3.3.6.042-99 роботи у цеху відносяться до категорії середньої важкості ІІа та ІІб. Для даних категорій робіт, у таблиці 1.1. наведені прийняті проектом значення параметрів мікроклімату виробничих приміщень для двох періодів року.

Таблиця 8.1.1 Оптимальні та допустимі норми мікроклімату у робочій зоні виробничих приміщень.

Період року	Категорія	Температура, ?С	Відносна вологість повітря,%	Швидкість руху, м/с
		Оптимальна	Фактична	Оптимальна	Допустима	Оптимальна	Допустима
			Нижня межа	Верхня межа
Холодний	IIа	18-20	15-17	23-24	40-60	75	0.2	<0.3
	IIб	17-19	13-15	21-23	40-60	75	0.2	<0.4
Теплий	IIа	21-23	17-18	27-29	40-60	65	0.3	0.2-0.4
	IIб	20-22	16-17	27-29	40-60	70	0.3	0.2-0.5



Температура поверхні обладнання, зовнішньої чатини стін, підлоги, стелі, сировини не повинна перевищувати оптимальних параметрів температури повітря на робочих місцях більше ніж на 2 єС:

T_пов =t_опт + 2єС,єС;

t_opt=22+2=24 єС, для теплого періоду року.

У цеху передбачена система контролю мікроклімату за допомогою психрометрів, спиртових термометрів та анемометрів визначають швидкість руху повітря один раз на три місяці. Для ефективної нормалізації повітря робочої зони проектом передбачено використовувати систему природної та штучної вентиляцій. Приміщення цеху обладнане системою кондиціювання, витяжними зонтами. Витяжні зонти призначені для видалення шкідливих речовин, що розповсюджуються, як в горизонтальній, так і у вертикальній площині.

В приміщенні цеху проектом передбачена приточно-витяжна загальнообмінна вентиляція, яка складається з двох різних установок: через одну подається чисте повітря, через другу видаляється забруднене. Контроль гранично допустимої концентрації (ГДК) небезпечних речовин у повітрі. Крім того, передбачено наявність кімнат для відпочинку, нормальне функціонування систем опалення та використання засобів індивідуального захисту (захисний комбінезон, окуляри, халат, гумові рукавички, респіратори типу РПГ-67-А). Технологічні апарати перевіряють на герметичність на місці при повній збірці схеми. Технологічні апарати , які пройшли ретельну очистку із наступним лабораторним аналізом середовища в апараті, можуть випробовуватись на герметичність стиснутим повітрям. Всі інші технологічні апарати випробовуються інертним газом.

Нижче в таблиці 8.1.2 приведена коротка санітарна характеристика цеху.

Таблиця 8.1.2 Коротка санітарна характеристика цеху, що проектується

Назва виробничої ділянки	Шкідливі речовини, що виділяються та причини виділення	Група шкідливої речовини та її плив	ГДК, мг/м3	Клас небезпеки шкідливої речовини	Засоби індивідуального захисту: тип, марка, ГОСТ	Засоби долікарняної допомоги	Методи контролю вмісту шкідливих речовин	Клас підприємства	Санітарна група
Реактор	Соляна кислота	Подразнюючі. Викликає хімічні опіки	2	3	Гумові рукавички ГОСТ 20010-74, бавовняний халат ГОСТ 27651-88, гумовий халат ГОСТ 12.4.029-76, захисні окуляри ГОСТ 12.4.013-85.	Про-мити водою шкіру та розчином бікарбонату натрію	Нефелометричним методом з хлоратом калію (поглинаюча посудина Ріхтера УГ- 2	V	16
Реактор	Гідроксид натрію	Подразнюючі. Подразнює шкіру, слизові оболонки, викликає опіки.	0,5	2	Ізолюючий захисний костюм КИХ-5,гумові чоботи, гумові рукавиці, захисні окуляри, фільтруючий промисловий протигаз ГОСТ 12.4.121 марки БКФ.	Промити водою шкіру та розчином оцтової кислоти, при опіку асептична пов'язка	Тетраметричним методом
Реактор	Толуол	Подразнюючі. Подразнює шкіру та слизову оболонку очей	50	3	Гумові рукавиці, захисні окуляри, бавовня-ний халат ГОСТ 27651-88, фільтруючим промисловим протигазом ГОСТ 12.4.121 марки БКФ.	Промити шкіру та очі водою, прополоскати рот,промити шлунок.	Фотометричним методом

Детальна розробка заходів з охорони праці та пожежної безпеки

Завдання. Обгрунтувавати і спроектувати повітряний душ.

Задача. На робочій площадці d_p=1 м потрібно підтримувати швидкість руху повітря х_p= 3 м/с і температуру t_p=22?С. температура навколишнього повітря t_p-з=30?С.Шляхом адіабатичного охолодження зовнішнього повітря можна отримати температуру t_охл=21?с. Можлива мінімальна відстань від вихідного перерізу душового патрубку до робочого місця х=2м. Визначити необхідну для душування витрату повітря.

Розв'язання:

1. Визначаємо відношення різниці температур за формулою :

Так як

2. Приймаємо для установки душуючий патрубок ППД і за таблицею («Коефіцієнти m і n для розрахунку душових патрубків») знаходимо n=4,5 і m=6,3.

3. Визначаємо площу вихідного перерізу за формулою:

.

Встановлюємо патрубок ППД-6 з

4. Визначаємо швидкість руху повітря , яке виходить із душистого патрубка за формулою :



5. Визначаємо температуру повітря, який виходить із душистого патрубка, за формулою :

6. Визначаємо витрату повітря, який подається через душовий патрубок

Розрахунок завершено.

8.2 Виробниче освітлення

Відповідно до ДСНВ 2.2-28-06 розряд робіт у виробничому приміщенні IVа. Згідно з нормами для таких робіт необхідне освітлення 300 лк при загальному штучному освітленні. Передбачається використання суміщеного освітлення, причому природне освітлення є бічним одностороннім, а штучне освітлення - комбінованим, тобто до загального рівномірного освітлення додається місцеве освітлення робочих місць світильниками.

Проектом передбачені наступні системи освітлення за функціональним призначенням: робоча, аварійна, евакуаційна, ремонтна, охоронна. Для виконання ремонтних і аварійних робіт застосовуються лампи накалювання.

Для освітлення виробничого приміщення планується встановити газорозрядні лампи низького тиску (типу ЛБ, ЛДЦ, ЛД) і високого тиску (типу ДРЛ). Для виконання ремонтних робіт встановлені переносні електричні світильники. При відключенні робочого освітлення передбачається система

аварійного освітлення (застосовують лампи розжарювання, люмінесцентні лампи ЛДЦ?15). У вибухонебезпечних зонах використовуються пилозахисні люмінесцентні світильники. Для виміру й контролю освітленості в приміщеннях застосовують люксметри Ю?117 з періодичністю виміру 1 раз на рік і після ремонту освітлювальних установок та заміни ламп.

Таблица 8.2.1 Норми штучного та природного освітлення виробничих приміщень.

Характер зорових робіт	Розряд і підрозряд зорової роботи	Освітленість, лк	Значення КПО, %
		Штучне освітлення	Природне освітлення	Суміщене освітлення
		Комбіноване	Загальне
середньої точності	IVа	750	300	1,5	0,9

8.3 Захист від виробничого шуму та вібрації

Джерелами шуму у виробничому приміщенні є насоси, вентилятори, системи повітрообміну. Рівень шуму на даному виробництвві складає 63 дБ, що перевищує допустимий рівень шуму на робочих місцях в промислових приміщеннях згідно з ДСН 3.3.6.037-99 складає 60 дБ.

Зниження шуму досягається наступними способами:

- ізоляцію джерел шуму засобами звукоізоляції і звукопоглинання (перегородки і кожухи, перешкоджаючі розповсюдженню шуму);

- акустичною обробкю приміщень, а зокрема, приміщення звукопоглинаючих пористих матеріалів;

- зменшенням шуму в джерелі їх утворення - мінімальні допуски, ретельне балансування, демпфірування вібрації співударяючихся деталей;

- архітектурно-планувальним рішенням: відстань від стіни до обладнання з робочої сторони лінії 1.5м, з неробочої 1.2-1.5м; площа виробничого приміщення на одного працюючого не менше 4.5м; мінімальна висота приміщення 5 м, при цьому площа приміщення зайнята лінією нікелювання, не перевищує 25 % загальної площі цеху.

До організаційно-технічних заходів щодо вібрації відносяться:

- зменшення вібрації на шляху розповсюдження засобами віброізоляції та вібропоглинання за рахунок застосування гумових, поролонових та ін. вібропоглинаючих матеріалів, мастил;

- перевірка наявності вібраційних характеристик (ВХ) у паспортах на машини, які щойно надійшли (в технічному паспорті машини повинні бути вказані ВХ та методи їх контролю відповідно до ГОСТ 12.1.012-90 “Вибрационная безопасность. Общие требования”);

- своєчасне проведення планового та попереджувального ремонту машин з обов'язковим післяремонтним контролем вібраційних характеристик;

В цеху, що проектується використовують пристрій ИШВ-003 для вимірювання рівня шуму и контролю рівня вібрації.

8.4 Електробезпека

Причинами ураження людей електричним струмом у цеху можуть бути: ураження у результаті дотику до відкритих струмопровідних елементів обладнання, що опинились під напругою в результаті порушення ізоляції, ураження через електричну дугу, кроковою напругою.

Електричне устаткування на виробництві живиться від трифазної чотирьох провідної електричної мережі змінного струму промислової частоти напругою 380/220 В з глухозаземленоюнейтраллю. Для змінного струму із частотою 50 Гц гранично припустимі значення напруги дотику й струму, що проходить через тіло людини, при аварійному режимі I_л = 6 мА,U_дот = 36 В; при нормальному режимі роботи електричного обладнання I_л = 0,3 мА,U_дот = 2В. Згідно з ГОСТ 12.1.038-92 порівнюють розрахункове значення із гранично допустимим значенням струму:

,мА,

де R_л- опір тіла людини, Ом;R_o- опір нейтралі заземлення, Ом;U_ф- фазова напруга, В.

U_д=І_л • R_л•10³, В;R_л = 2…4 кОм;R_о =4 Ом;

І_л=А;

U_д=0,05•4000=220 В.

Для забезпечення електробезпечності передбачені наступні технічні заходи й засоби: занулення, захисне відключення, вирівнювання потенціалів, мала напруга, ізоляція струмоведучих частин, електричний поділ мереж, знаки безпеки, огороджувальні пристрої, блокування, попереджувальна сигналізація, попереджувальні плакати. Також використовується подвійна ізоляція. З подвійною ізоляцією виготовляється апаратура, розподільні коробки, вимикачі, розетки, корпуси, переносні світильники, електровимірювальні прилади. У виробничих приміщеннях передбачена періодична перевірка вибраних типів проводів та способу їх прокладки, освітлювальної арматури, пускачів електродвигунів та іншого електроустаткування.

Для забезпечення індивідуального захисту використовують: діелектричні рукавички, інструменти з ізолюючими рукоятками, покажчики напруги, діелектричні калоші, ізолюючі підставки, гумові килимки, тимчасові огородження, захисні окуляри. Електричне обладнання закритого типу, яке установлюють на заводі, має пило- та вологонепроникне виконання.



8.5 Безпека технологічних процесів та обслуговування обладнання

На виробництві димедролу найбільш небезпечними є процеси фільтрування під тиском, а також процес кип'ятіння реакційної маси при високій температурі, вакуумна відгонка.

Основними причинами створення аварійних ситуацій можуть бути:

- зміна співвідношення реагентів;

- зменшення витрат холодоагенту;

- потрапляння до апарату сторонніх речовин;

- зміна співвідношення вихідних речовин;

- порушення режиму видалення газів або парів;

- механічне пошкодження реакційної апаратури, через недбале її використання, може призвести до вибуху всієї системи;

- відмова сигналізації на вакуумному клапані, може призвести до потрапляння вогне-, вибухонебезпечних та інших отруйних речовин до вакуумної системи;

- пошкодження насосів(в результаті кювітації, гідравлічного удару);

- відмова засобів автоматизації може привести до зміни співвідношення компонентів, або швидкості додавання одного з компонентів, що веде до зростання температури, зменшення витрати охолоджувача, що подається при охолодженні.

- відмова технологічного обладнання може призвести до зупинки перемішування мішалки;

Для забезпечення безпеки процесу передбачені наступні заходи:

- комплексна механізація і автоматизація виробництва;

- застосування засобів колективного захисту працівників (апарати обслуговуються робочими, які працюють в респіраторах, вогнетривких халатах та рукавицях із термозахисного матеріалу);

- застосування дистанційного керування технологічними процесами;

- термоізоляція обладнання (реактори передбачено застосовувати з рубашками),

- герметизація обладнання (реакторів, збірників, фільтрів та мірників);

- своєчасне видалення та знешкодження відходів виробництва, які є джерелом потенційно небезпечних виробничих факторів;

- заміна шкідливих та пожежонебезпечних речовин на більш безпечні;

Безпека виробничого обладнання забезпечується:

- використанням засобів механізації, автоматизації та дистанційного керування;

- включення вимог безпеки у технічну документацію з монтажу, експлуатації, ремонту і зберігання обладнання.

8.6 Пожежна безпека

На виробництві, що проектується можливими джерелами пожежі є перевантаження електроустаткування, нагріті стінки обладнання, іскри електрообладнання та від тертя деталей машин, прямий удар блискавки в споруди, електрозамикання, накопичення статичної електрики, виникнення електричної дуги при обриві ланцюгів високої напруги, перегріву електроустаткування, руйнування кабелю, проводки При проектуванні передбачені запобіжні заходи: розділення споруди протипожежними перекриттями на відсіки, обладнання протипожежних перешкод у вигляді гребенів, козирків, бортиків, між будинками передбачені протипожежні розриви 10 м, протипожежний водопровід, пожежні крани, ємності з піском і пожежні щити, вогнегасники типу ВВ, ВХП; змонтована автоматична пожежна сигналізація, захист ізоляції від теплового, механічного впливу. Для запобігання ударів блискавки встановлюються стрижневі блискавковідводи.

Для технологічного устаткування передбачено застосування запобіжних пристроїв (мембран, клапанів). Вони спрацьовують при підвищенні тиску понад установлені межі. Всі електроустановки захищені автоматичними пристроями від струмів короткого замикання.

Підприємство обладнується охоронною й пожежною сигналізацією, а також автоматичними пристроями для гасіння пожеж. Основний цех обладнується ящиком з піском і вогнегасниками. Від короткого замикання застосовуються плавкі запобіжники й захисні пристрої.

У даному розділі проекту була проведена оцінка пожежо- і вибухонебезпечності проектованого об'єкту, яка надана в таблиці 9.4.

Таблиця 8.5.1. Показники пожежо- і вибухонебезпечності речовин та матеріалів. Класифікація виробництва пожежо- і вибухонебезпечності та влаштування блискавкозахисту

Назва дільниць, приміщень, зовнішніх установок

Речовини, які утворюються на виробництві

Агрегатний стан речовин в н. у.

Горючість, займистість

Показники пожежо- і вибухоне-безпечності, °С

Вибухо- небезпечні суміші з повітрям

Засоби пожежогасіння

Категорія приміщення за ЗНТП 24-86

Клас приміщення (зони), і зовнішніх установок згідно з ПУЕ

Категорія об'єкта і тип зони захисту і влаштуванню блискавкозахисту згідно з БН 305-77

Температура спалаху

Температура займання

Температура самозаймання

Категорія

Група

Склад

Полівініл хлорид

Тв.

Горюч.

624

500

1100

ІІа

Т1

Вуглек. вогнегас. ВВ-5

В

П - ІІа

ІІІА

Основний цех

Машинне масло

Р.

Горюч.

200

160 - 191

380

ІІа

Т2

Піна хімічна ВХП-10

В

П-І

ІІІА

9. Екологічна безпека виробництва, технологічні рішення утилізації та знешкодження відходів виробництва

Промисловий синтез органічних речовин практично завжди супроводжується побічними процесами, що приводить до утворення відходів та побічних продуктів виробництва. Останні утворюються в результаті протікання паралельних реакцій або в результаті послідовних перетворень цільового продукту. До відходів відносять не цільові цільових продуктів синтезу. Такі відходи і побічні продукти підлягають переробці по багатьом причинам. Із міркувань екологічної безпеки доцільним буде їхнє знешкодження. Багато відходів виробництва є досить токсичними, що порушує екологічний баланс оточуючого середовища. Наслідки такого порушення - зниження родючості, вимирання цінних видів тварин, підвищення хворобливості людей, погіршення їх самопочуття і, як наслідок, зниження продуктивності праці, збільшення виробничого травматизму. В цілому це призводить до підвищення соціальних витрат і зниження вартості основних ресурсів - земель та угідь. Можливість нанесення такої шкоди призвела до створення юридичного механізму, що передбачує систему державних штрафів та компенсації збитків. Наслідком таких законів по захисту екології є економічна цілеспрямованість переробки відходів та побічних продуктів виробництва, оскільки витрати на переробку відходів в цілому нижчі, ніж витрати на сплачування штрафів та компенсацій. Ефективність дії екологічного законодавства залежить як від економічного складу, так і від розвитку інфраструктури сертифікованих лабораторій, що займаються екологічними і хімічними судовими експертизами. Крім того на хімічних підприємствах на лініях виведення відходів виробництва в оточуюче середовище встановлюють автоматичні системи контролю якості, що належать контролюючим органам виконавчої влади.

Іншою причиною переробки відходів виробництва є підвищення конкурентоспроможності продукції, що виготовляється. Якщо вдається знайти спосіб утилізації відходів виробництва, у допоміжний товарний продукт, то досягається зниження навантаження на собівартість цільового продукту виробництва за рахунок часткового переносу вартості сировини на вартість допоміжної товарної продукції. Крім того це приводить до збільшення асортименту продукції, ускладнення промислової інфраструктури та поліпшення пристосованості промисловості до зміни економічних умов і, як наслідок, до більш ефективної економіки.

Окремими випадками промислової політики в області переробки відходів є їх знешкодження, захоронення, або переробка їх в корисні продукти.

Під знешкодженням відходів розуміють таку їх переробку, що дозволяє викинути відходи виробництва в оточуюче середовище. Водні розчини, що містять органічні відходи нейтралізують і направляють на установку біохімічної очистки, де органічні речовини окислюються киснем повітря і поглинаються біологічно активним вугіллям, а очищена вода направляється до водоймищ. У випадку наявності в розчинах високотоксичних органічних компонентів, водні розчини підлягають попередній обробці. Обробка зводиться до концентрування органічних компонентів розчину. Із не специфічних методів обробки використовується:

- Екстракція органічних компонентів відповідним розчинником;

- Адсорбція;

- Відгонка з водяною парою;

До специфічних методів відносяться хімічна обробка водяних розчинів. Наприклад, викид стічних вод, що містять феноли, приводить до гибелі біологічно активного мулу та вимирання риби. Тому ці стоки зазвичай піддають гідруванню на нікелевих каталізаторах. При цьому феноли перетворюються в добре біологічно розкладені компоненти похідних циклогексанолів. Іноді в технології використовуються більш дорогі реагенти і робиться це тільки для того, щоб отримати утилізовані відходи виробництва. Наприклад, при необхідності відмивку оцтової кислоти від продуктів реакції проводять гідроксидом калію тільки тому, що ацетат калію використовується, як реагент в сільському господарстві.

Якщо не вдається знайти ефективний метод обробки, водні розчини спалюють в печах. Аналогічно можна вчинити із розсолами. Відходи неорганічних кислот нейтралізують, спалюють або концентрують і направляють до рециклу в залежності від результатів економічних розрахунків. У випадку спалювання, отримані неорганічні оксиди направляють на виробництво вихідних кислот, або солей кислот, що мають комерційну цінність.

Можливе також і захоронення таких відходів. Наприклад, при добуванні нафти токсичні супутні розсоли закачують в нижні горизонти місць зародження нафти. Інколи аналогічним чином вчиняють з рідкими хлорорганічними відходами.

Методи переробки рідких органічних відходів вибирається в залежності від їх кількості. При порівняно малих об'ємах відходів практично єдиний економічно ефективний підхід - спалювання. Якщо продуктивність промислової установки достатньо велика, то доцільним стає пошук способів утилізації відходів виробництва.

Очевидними є такі не специфічні підходи, як очистка і рецикл розчинників та речовин які не прореагували. Якщо реакція оборотна, то побічні продукти, що утворюються також направляють до рециклу. Прикладами таких процесів є йонне хлорування бутадієну і пералкілування ароматичних сполук. В умовах оборотності вдається повернути до рециклу алкени оксосинтезу. До рециклу також можуть направлятися проміжні фракції розгонки складних сумішей, і не достатньо чисті кристалічні речовини, що отримують кристалізацією розчинів або шляхом відділення кристалічної маси в шнекових апаратах. В деяких випадках частину вихідної сировини вдається повернути гідрогенолізом олігомерних кубових залишків

перегонки продукту виробництва.

Ще одним достатньо загальним підходом переробки відходів є крекінг рідких органічних відходів виробництва з ціллю отримання сажі, легких вуглеводневих газів і водню. Хлорорганічні відходи в умовах термічного крекінгу піддаються повному хлоруванню з ціллю отримання чотирьох хлористого вуглецю і тетрахлоретилену. Альтернативою останнього процесу є отримання малотоксичних органічних відходів шляхом лужного гідролізу хлорорганіки в полігліколях.

Газоподібні відходи виробництва також піддають знищенню або утилізації. При великих кількостях таких відходів відмова від утилізації може призвести до збитковості виробництва. Наприклад, оксиди азоту в суміші з повітрям поглинають водою і отримують при цьому азотну кислоту. Залишкові оксиди азоту відновлюють аміаком або метаном на каталізаторах. Хлористий водень або використовують в процесах газофазного гідро хлорування, або окисного хлорування, або ж абсорбують водою і отримують соляну кислоту. Потоки газу, що забруднені органічними речовинами чистять в абсорбційних колонах, зрошуваних малолеткими органічними поглиначами. Відповідними поглиначами чистять кислий і лужний потоки газів. Узагальнення методу обробки приводить до загальної назви газів таких потоків - абгази. Тверді і рідкі відходи виробництва інколи зберігають в спеціально обладнаних сховищах. Недоліком такого рішення є необхідність обслуговування сховищ навіть після його заповнення.

Тому необхідним та обов'язковим є пошук специфічних методів переробки відходів виробництва з метою зменшення кількості не утилізованих відходів. Але ці задачі економічно доцільно вирішувати лише для багатотонажних виробництв. Для малотоннажних виробництв головним способом вирішення проблеми завжди буде знешкодження або захоронення відходів виробництва.



Таблиця 9.1. Характеристика твердих відходів, газових викидів та рідких стоків виробництва

№ п/п	Найменування стадії виробництва відходів, викидів та стоків	Склад	Масова частка, %	Маса, т/рік	Метод очистки
1	Водний шар з апарата поз. 5	Вода	45,66	89,06	Нейтралізація, спалювання
		Хлорид натрію	35,30
		Гідроксид натрію	7,72
		Толуол	0,23
		в-диметиламіноетиловий ефір бензгидрола	1,28
		в-диметиламіноетанол	9,11
		Інерти	0,70
2	Органічний шар з апарата поз. 20	Толуол	98,15	32,68	На рецикл
		Вода	0,99
		Інерти	0,85
3	Водний шар з апарата поз. 27	Вода	82,80	123,94	Нейтралізація, спалювання
		Хлорид натрію	10,62
		Гідроксид натрію	4,12
		Толуол	0,42
		в-диметиламіноетиловий ефір бензгидрола	1,79
		Інерти	0,26
4	Вода з апарата поз. 37	Вода	99,60	0,89	Біохімочистка
		Толуол	0,66
5	Толуол після відгонки з апарата поз. 38	Толуол	99,01	8,53	Рецикл
		Інерти	0,99
6	Куб після перегонки з апарата поз. 41	в-диметиламіноетиловий ефір бензгидрола	96,68	4,70	Спалювання
		Інерти	3,32
7	Летка фракція з апарата поз. 43	Толуол	30,27	3,10	Відгонка розчинника, спалювання
		в-диметиламіноетиловий ефір бензгидрола	67,89
		Інерти	1,84



Одним з найпоширеніших методів ліквідації відходів є спалювання або піроліз. Це дає змогу зменшити об'єм відходів на 85%. Для цього використовують печі. Тому органічні абгази після сушки саме спалюють.



10. Будівельна частина

Проект будівлі виконаний згідно будівельних стандартів. Будівля має залізобетонний каркас з сіткою колон 6 х 6 м. Каркас складається із фундаменту, стійок у вигляді колон, балок та перекриттів.

Колони встановлені збірні залізобетонні, прямого розрізу 400 мм х 400 мм. Покриття будівлі збірне, основним елементом якого є будівельні залізобетонні балки для скатної покрівлі. Стіни будівлі виконані із цементу. Підлога виконана із кислотостійкої цегли товщиною 100 мм.

Транспортування реакційних сумішей, напівпродуктів і реагентів здійснюється за допомогою спеціальних ємностей на візках.

Усе обладнання розташовано на двох поверхах висотою 7,2 м і технологічному майданчику висотою 3,0 м, який знаходиться на першому поверсі. Підняття реагентів на поверхи і майданчик здійснюється за допомогою підіймача.

Технологічний майданчик і поверхи обладнані металевими сходами шириною 1 м. Обладнання розташоване з урахуванням максимального самопливу, мінімальної довжини трубопроводів, зручності монтажу, демонтажу і обслуговування.



Висновки

В даній роботі було розроблено проект технологічного процесу синтезу димедролу. Були вибрані вихідні речовини та допоміжні матеріали, що виробляються у відповідності з діючими стандартами та технічними умовами. Наведено технічні вимоги до готової продукції димедролу.

Обґрунтовано норми технологічних режимів, наведено технологічну схему процесу та її опис. Розраховано матеріальний та тепловий баланси процесу. Розраховано технологічний реактор та вибрано основне та допоміжне обладнання у відповідності із заданою потужністю виробництва.

Наведено плани розміщення основної та допоміжної апаратури у будівельному просторі із врахуванням максимального самопливу, мінімальної довжини трубопроводів, зручності монтажу, демонтажу і обслуговування, а також будівельні розрізи. Наведено сегмент схеми автоматичного контролю та керування процесом. Розраховані основні фонди підприємства по виробництву димедролу. Охарактеризовані газоподібні, рідкі та тверді відходи виробництва та технічні рішення з охорони довкілля.



Перелік посилань

1. Методические указание по расчету и выбору оборудования в курсовом и дипломном проектировании для студентов специальности «Химическая технология органических веществ» Сост. В.Н. Родионов.-К.: КПИ, 1990. 44 с.

2. Дж. Марч Органическая химия - М.: Мир, 1987.- в 4-ох томах.

3. А.А.Лащинский. Конструирование сварных химических аппаратов. Справочник. Л. «Машиностроение» 1981.

4. И.Губен. Методы органической химии. Том 4. Государственное научно-техническое издательство химической литературы. М. 1949.

5. Каталог химической аппаратуры завода «Красный октябрь» М.: 1962, 120с.

6. А.Г.Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. Издание седьмое. Государственное научно-техническое издательство химической литературы. М. 1961.

7. Химический энциклопедический словарь. Главный редактор И.Л.Кнунянц. М. «Советская энциклопедия», 1983.

8. Справочник химика. Том 2. Основные свойства неоргаических и органических соединений. Л. «Химия», 1964.

9. Юрченко О.Г. Аналітичні методи дослідження органічних речовин. Київ 2004.

10. А.К.Бабіченко, В.І.Тошинський, Промислові засоби автоматизації. Частина 1. Вимірювальні пристрої.

11. Т.И.Когай, Н.Ю.Васильева. Синтез, очистка и идентификация органических соединений: методические указания. Красноярск. 2005

12. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химикив, инженеров и врачей. В Зт.-Л:Химия.Т.І. 1976-592с., Т.3. 1977-608с.

13. Рябов И.В. Пожарная безопасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности. - М.:Химия, 1970.-336с

14. Макаров Г.В. Охрана труда в химической промышленности.- М.,Химия,1989, 496с.

15. Методичні вказівки до виконання розділу «Охорона праці» у дипломних проектах і роботах для студ.хіміко-технол. ф-ту/уклад. :А.Т. Орленко, Н.А. Праховнік, Ю.О. Полукаров - К.:НТУУ «КПІ», 2007 - 22с.

16. http://www.chimmash.com.ua/

Додатки. Специфікація на технічні засоби автоматизації

диметиламіноетиловий естер бензгідрол селективність

Позиція на схемі автоматизації	Назва параметра	Середовище, місце відбору інформації	Граничне значення параметра	Місце монтажу	Назва та характеристика	Тип моделі	Завод - виробник
1-1 3-1	Температура	Маса реакційна	100?С	Трубопровід	Термоперетворювач опору, НСХ мідний	ТСМ-1388	НВО «Термо-прилад», м. Львів
1-2 3-2	Температура			Місцевий прилад	Перетворювач нормувальний І вих=0...5мА	П 282	НВО «Мікро-терм» м.Северодонецьк
1-3 3-3	Температура			Місцевий прилад	Індикатор технологічний мікропроцесорний	ITM-11	«Мікрол» м.Івано-Франківськ
1-4 3-4	Температура			Місцевий прилад	Мікропроцесорний регулятор	МІК-21	«Мікрол» м.Івано-Франківськ
1-5 3-5	Температура	Трубопровід	0 - 0,500 кг/c	Трубопровід	Клапан електромагнітний	T-GM	UKSPAR м. Київ
4-1				Щит	Кнопка запобіжного відключення з підсвічуванням	КУ-123-2	ЗАТ «Метран» м. Челябінськ
МП1 МП2 МП3	Пуск і зупинка електродвигуна	Електродвигун	380В	Електродвигун	Магнітний пускач безконтактний U=220В	ПБР-2М	ПО «Електроприлад», м. Чебоксари
SB1 SB2	Пуск і зупинка електродвигуна	Електродвигун	380В	На щиті	Кнопковий пульт керування	КУ 12-26	Трест «Промарматура», м. Київ

Размещено на Allbest.ru