Диплом Промышленная технология производства катализатора дегидрирования изоамиленов в изопрен марки КИМ
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-24Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Введение
Одним из основных направлений развития химической промышленности является создание мощного современного производства пластических масс и каучуков. Особо важное значение приобретают мономеры, одним из которых является изопрен.
В настоящие время известно несколько способов синтеза изопрена. В целом в промышленности внедрены два метода:
синтез изопрена из формальдегида и изобутилена;
двух стадийное дегидрирование изопентана в изоамилены и далее в изопрен.
Оба метода реализованы на ОАО «Нижнекамскнефтехим».
Вторая стадия каталитического дегидрирования изоамиленов в изопрен ранее осуществлялась в присутствии катализатора марки КИМ-1. Производителем катализатора являлся завод «Окиси этилена» (цех № 2410) Нижнекамского нефтехимического комбината. Катализатор характеризовался хорошими эксплуатационными показателями, достаточной активностью и селективностью, высокой механической прочностью.
В данной работе на проектирование представлена промышленная технология производства катализатора дегидрирования изоамиленов в изопрен марки КИМ-1 в присутствии водяного пара в адиабатических реакторах с неподвижным слоем катализатора на заводе СК.
Катализатор дегидрирования КИМ-1 производится на территории цеха № 2410 завода «Окиси этилена» ОАО «Нижнекамскнефтехим». В целях уменьшения капитальных затрат при проектировании для производства катализатора КИМ-1 предусматривается максимально возможное использование существующего технологического оборудования, применяемого ранее для производства катализатора ИМ-603, с сохранением его обвязки технологическими трубопроводами. Процесс производства катализатора дегидрирования КИМ-1 является периодическим. Количество технологических потоков - два.
1. Характеристика сырья и готовой продукции
1.1. Характеристики производимой продукции
Таблица 1.1 - Характеристики производимой продукции
| № п/п | Наименование изготовляемой продукции | Номер ГОСТ, ТУ, регламент | Показатели качества, обязательные для проверки | Регламентируемые показатели с допустимыми отклонениями |
| 1 | Готовый катализатор КИМ-1 | ТУ 2173-002-12988979-95 | - внешний вид - размер гранул, мм длина диаметр - насыпная плотность г/смі не менее -механическая прочность, %, не менее кг/гранулу, не менее - каталитические свойства выход изопрена на пропущенные изоамилены, % мас, не менее выход изопрена на разложенные изоамилены, % мас, не менее - однородность: массовая доля комков, представляющих слепки более чем трех гранул, %, не более массовая доля пыли размером менее 1 мм, %, не более | гранулы красно-коричневого цвета 3-20 3.0-4.0 0.95 96,0 10 35,0 85,0 4,0 1,0 |
1.2 Характеристика сырья, материалов, реагентов, полупродуктов
Таблица 1.2- Характеристика сырья
| № п/п | Наименование сырья, материалов, катализатора, изготовляемой продукции | Номер ГОСТ, ТУ, регламент | Показатели качества, обязательные для проверки | Регламентируемые показатели | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||
| | Пигмент желтый железо-оксидный | ТУ 38. 503286-91 или ГОСТ 1817.2-80 | массовая доля - железа в пересчете на Fe2O3, %, не менее - ионов натрия в пересчете на Na2CO3, %, не более - хлоридов, %, не более | 84,0 0,007 0,01 | ||||
| 2 | Калий углекислый технический 1 сорт | ГОСТ 10690-73 | массовая доля - К2СО3, %, не менее - ионов натрия в пересчете на Na2CO3, %, не более -хлоридов, %, не более | 98,0 0,6 0,05 | ||||
| 3 | Циркония двуокись сорт 2 | ГОСТ 21907-76 | Содержание суммы двуокисей циркония и гафния, %, не менее | 99,0 | ||||
| 4 | Хрома окись техническая ОХП-1,ОХП-2 | ГОСТ 2912-79 | массовая доля - общего хрома в пересчете на Cr 2 O3, %, не менее | 99,0 | ||||
| 5 | Калия гидрат окиси технический марки ОКП 21, сорт высший | ГОСТ 9285-78 | массовая доля - едких щелочей в пересчете КОН,%, не менее - натрия в пересчете на NaOH, %, не более | 98,0 1,5 | ||||
| 6 | Оксид алюминия активный | ТУ 38. 10216-78 или ГОСТ 8136-85 | массовая доля - натрия в пересчете на оксид натрия,%, не более | 0,025 | ||||
| 7 | Силикагель технический марки КСМГ сорт высший или сажа белая марки БС-120 | ГОСТ 3956-76 ГОСТ 18307-78 | По паспорту поставщика По паспорту поставщика | | ||||
| 8 | Вода обессоленная 3 ступени очистки (спец очищенная) | Требования регламента | содержание - хлор ионов, мг/л, не более - ионов натрия, мг/л, не более | 3,0 1,0 | ||||
| 9 | Топливный газ | Требования регламента | Теплотворная способность, ккал/Вмі, не менее | 8000 | ||||
| 10 | Воздух технологический | ГОСТ 24484-80 | - температура точки росы | - 60С | ||||
| 11 | Азот газообразный технический, повышенной чистоты, 2 сорт | ГОСТ 9293-74 | объемная доля - азота, %, не менее - кислорода, %, не более | 99,95 0,05 | ||||
1.3 Физико-химические свойства сырьевых компонентов [1-8]
В качестве сырья для производства экспериментального железо-оксидного катализатора синтеза изопрена дегидрированием изоамиленов используются следующие сырьевые компоненты:
Пигмент железо-оксидный – порошок желтого цвета, молекулярный вес 159,69, а.е., температура плавления – 1565°С, в воде не растворим.
Калий углекислый – порошок белого цвета, молекулярный вес 138 а.е., температура плавления -891°С, в воде растворим.
Циркония двуокись – порошок белого цвета или сероватым с желтоватым оттенком, молекулярный вес 123 а.е., температура плавления -2680 °С, в воде не растворим.
Хрома окись – порошок темно – зеленого цвета, молекулярный вес 152 а.е., температура плавления -2275°С в воде не растворим.
Гидроксид калия – чешуйки зеленого, сиреневого или серого цвета, молекулярный вес 56 а.е., температура плавления- 380°С.
Оксид алюминия – гранулы белого цвета, молекулярный вес 102 а.е., температура плавления
Сажа белая – порошок белого цвета.
1.4 Термодинамические свойства сырьевых компонентов
Таблица 1.3 - Термодинамические свойства сырьевых компонентов
| Название компонентов | Теплоемкость, Дж/(моль×К) | Энтропия, Дж/(моль×К) | Тепловой эффект, кДж/моль |
| Пигмент желтый железо-оксидный | 104.6 | 90.00 | 822.1 |
| Окись хрома | 113,8 | 81,1 | 1128,4 |
| Двуокись циркония | 56,5 | 50,34 | 1080,31 |
| Калий углекислый | 115,7 | 156,3 | 1146,1 |
| Оксид алюминия | 79 | 50,92 | 1669,8 |
| Гидроксид калия | 65,60 | 59,41 | 425,34 |
| Сажа белая | 859,4 | 41,9 | 859,4 |
1.5 Физико-химические характеристики конечного продукта
Катализатор дегидрирования КИМ-1 представляет собой железо-калиевую оксидную систему, промотированную оксидами металлов. Имеет следующий химический состав:
Fe2O3-53.5 %, Cr2O3-3,8%, ZrO2-3,0%, K2CO3-31,1%, AI2O3-1,75 %, KOH-2,3%, сажа белая-4,6%.
Физико-химические основы технологического процесса
Процесс двух стадийного дегидрирования изопентана в изопрен является вторым, после синтеза изобутилена и формальдегида, промышленным методом синтеза изопрена, разработанным и внедренным в России [9,10].
Сущность процесса двух стадийного дегидрирования изопентана состоит в последовательном превращении изопентана в изоамилены, а смеси последних – в изопрен. На практике эти операции осуществляются в различных условиях, на разных катализаторах и самостоятельных технологических установках.
Схема основных и побочных химических превращений, протекающих при дегидрировании изопентана и изоамиленов [11]:
Вопрос о фазовом составе промотированных железно-оксидных катализаторов, находящихся в атмосфере паров углеводородов и воды при температурах 770-870 К, является ключевым для определения механизма реакции дегидрирования, протекающей на этих контактах, разработки научно обоснованных методов синтеза данного класса катализаторов,оптимизации технологических процессов. Эта проблема привлекает пристальное внимание исследователей с момента появления первых железо-оксидных катализаторов, промотированных оксидами калия и хрома [12].
Одной из первых попыток исследования фазового состава железохрокалиевого катализатора в условиях разработки и дегидрирования в присутствии водяного пара явились работы советских ученых [13-16]. Для интерпретации фазового состава катализатора,выяснение природы его каталитической активности и роли отдельных компонентов авторы [13,14] методами рентгенофазового, термографического анализа и ИК спектроскопии изучили поведение индивидуальных компонентов, а также их двойных и тройных композиций в условиях окислительной и восстановительной сред, при разогреве до температуры реакции и охлаждении катализатора. Используя высокотемпературную рентгеновскую камеру, исследователи изучили фазовый состав железохромкалиевого катализатора в условиях реакции дегидрирования олефинов и установили,что фазовый состав контакта при комнатной и в условиях реакции существенно различается. Авторы работ [13,15] убедительно показали, что индивидуальный карбонат калия не активен в реакции дегидрирования, индивидуальный оксид железа
Система
Следует отметить, что в выводах авторов работ [13-19] о составе каталитически активной фазы железо-оксидного катализатора содержится ряд существенных противоречий. Во-первых, предусматривается, что большая часть основного активного компонента – оксида железа – выключена из каталитического процесса. По мнению авторов [15], соотношение Fe:К в образе таково, что значительная часть оксида железа не взаимодействуют с карбонатом калия и в условиях реакции переходит в момент, однако, если магнетит и доступен для реагирующих молекул, то он быстро зауглероживается. Приняв описанную модель, можно заключить, что нет смысла вводить в катализатор более 70%
К наиболее важным выводам авторов работ [15,16] относится заключение о том, что формирование активной фазы происходит при восстановлении катализатора.
Таким образом, вопрос о составе активной фазы промотированных железо-оксидных контактов остается открытым. В связи с этим представляется целесообразным изложение основных точек зрения на природу промотирующего действия оксида калия, вводимого в значительных количествах в катализаторы дегидрирования. Эти данные по-видимому, могут служить основной для более четких представлений о составе каталитически активной фазы и механизме ее действия:
Авторы [22,23] считают, что присутствие К2О или кластера на поверхности или в объеме оксида железа приводит к образованию высоко ионизированного центра в преимущественно ковалентном оксиде железа. Этот высоко ионизированный центр способствует созданию локализованного электростатического поля с последующей поляризацией окружающих связей, что приводит к ослаблению связей Fe-O, расположенных рядом с
Добавки калия, изменяя энергию связи кислорода в решетке каталитически активных оксидов железа, при определенных условиях уменьшают энергию активации каталитического окисления углеродистых отложений, образующихся в процессе дегидрирования [15,16,26], обеспечивают само регенерацию контакта.
Калий понижает кислотность катализатора, добавляя побочные реакции [25].
Добавки калия способствуют восстановлению железо-оксидного катализатора до определенной степени [21], стабилизирует активную фазу[25].
Анализ литературных данных позволяет сформулировать некоторые предложения о составе активной фазы промотированного железо-оксидного катализатора в условиях реакции дегидрирования:
Каталитически активная фаза представляет собой сложный оксид в состав которого входят железо и калий в соотношении, близком к их общему соотношению в контакте. Другие компоненты катализатора могут входить в состав этого соединения, образуя твердые растворы. Устойчивая работа контакта обеспечивается равномерным распределением компонентов по грануле катализатора, что возможно при наиболее полном взаимодействии исходных веществ [27,28].
Это соединение после микровостановления должно удовлетворять определенным условиям в отношении таких факторов, как геометрическая структура, электронное строение, энергетическое состояние, удовлетворять условиям преобразования валентного состояния ионов железа, обладать шпинельной структурой [25].
Формирование активной фазы происходит при восстановлении катализатора. При устанавливается оптимальное соотношение
Катализатор дегидрирования КИМ-1 представляет собой сложную многофазную систему на основе оксидов железа, содержащую в небольших количествах оксида хрома, циркония, алюминия и соединение калия. В основе технологии лежит процесс получения катализаторов методом мокрого смешения с последующим формированием активной фазы путем высокотемпературной обработки исходных соединений.
В качестве исходных компонентов используются оксид железа, хрома, алюминия, циркония и карбонат калия. Все компоненты катализатора последовательно смешиваются в водной суспензии. Химические процессы на стадии смешения не протекают.
Для связывания катализаторной массы с целью придания механической прочности катализатору добавляют жидкое стекло.
Водная суспензия катализаторной смеси упаривается для удаления избыточной воды и перевода смеси в пастообразную форму пригодную для гранулирования.
В процессе высокотемпературной обработки при температурах выше 600 °С в объеме катализатора происходит разложение углекислого калия и взаимодействие оксидов между собой с образованием ферритов Ме
Готовый катализатор КИМ-1 имеет следующий химический состав: Fe2O3-53,5%, Cr2O3-3,8%, ZrO2-3,0%, K2CO3-31,1%, AI2O3-1,7%, KOH-2,3%, сажа белая-4,6%.
Выход готового катализатора составляет 275 т. в год, 25т. в месяц.
Отходами производства являются катализаторная пыль, сколы и крошки.
3.
Описание технологического процесса и технологической схемы производственного объекта
В процессе производства катализатора КИМ-1 исходные компоненты, взятые в виде оксидов железа, хрома, циркония, алюминия и карбоната калия, смешиваются в водной среде.
Для связывания катализаторной массы с целью придания механической прочности катализатору в смеситель 4 добавляют жидкое стекло.
При последующей термической обработке катализатора происходит разложение углекислого калия и взаимодействие оксидов между собой с образованием ферритов.
Процесс получения катализатора КИМ-1 состоит из следующих операций:
- подготовки исходных компонентов;
- приготовление катализаторной смеси;
- приготовление жидкого стекла;
- получение катализаторной массы и формовки;
- активации катализатора.
3.1 Подготовка исходных компонентов
Мешки с желтым железо-окисным пигментом и углекислым калием складывают на поддоны. Эти поддоны при помощи электрической тали 1 поднимают на отметку 19.200 для загрузки в реактор 2.
Оксид хрома, двуокись циркония, активный оксид алюминия после размола в дисмембраторе 13 взвешивают на весах, затем поднимают на отметку 19.200 электрической талью 1 для загрузки в реактор 2.
3.2 Приготовление катализаторной смеси
Приготовлении водной суспензии компонентов и гидротермальная обработка происходит в реакторе 2 с якорной мешалкой и рубашкой для обогрева паром.. В реактор 2 заливают 1,5 куб/м. Обессоленной воды, включается мешалка и через загрузочный люк засыпают расчетное количество углекислого калия и перемешивают в течении 30 мин. С одновременным нагреванием раствора до
3.3 Приготовление жидкого стекла
Приготовление жидкого стекла осуществляется в реакторе 3 с мешалкой и рубашкой для обогрева паром. В реактор 3 принимают расчетное количество обессоленной воды.
Через загрузочный люк реактора 3 при перемешивании засыпают расчетное количество гидрата окиси калия и подогревают раствор путем подачи водяного пара в рубашку реактора. Перемешивание производится в течении 1 часа. После чего в реактор 3 загружают расчетное количество силикагеля или белой в несколько приемов. Приготовление жидкого стекла производится при растворении и перемешивании компонентов в течении 6 часов при температуре
При удовлетворительных анализах жидкое стекло используют при производстве катализатора КИМ-1, как связывающее вещество.
3.4 Получение катализаторной массы
Процесс получения катализаторной массы производится путем упаривания катализаторной смеси, т.е. отгонки из нее воды и углекислого газа подачей пара в рубашку смесителя 4. Готовую суспензию из реактора 2 через нижний штуцер по стационарной линии подают в роторные смесители 4.
В указанных смесителях протекает дальнейшее перемешивание реакционной смеси с одновременной упаковкой сгущающейся массы. Пары воды и углекислый газ выходят из отверстий в крышках смесителей 4 отсасывается вентилятором 17 в атмосферу через промежуточный сборник конденсата 18. За один час до готовности массы к формовке в смеситель 4 подают расчетное количество жидкого стекла. Готовность каталитической массы к формовке определяется визуально. Проверка производится только при отключенном электродвигателе. Полученная масса в смесителе с влажностью 20-30% путем опрокидывания смесителя выгружается на ленточные транспортеры 5. С транспортеров катализаторная масса поступает в приемный бункер гранулятора типа ПФШ-150 5,где при охлаждении камеры формователя промышленной водой происходит формование катализаторной массы в «червяки» диаметром 3,6-4 мм. Образующийся червяк указанного диаметра ссыпается на маятниковые транспортеры 7. С указанных транспортеров «червяк» укладывается на транспортеры сушилок 8, на которых проходя 6 секций сушилок подвергается сушке. Сушка «червяков» происходит в токе подогретого воздуха при температуре 90-
Процесс сушки регулируют подачей пара, подаваемого на калориферы сушилок. Воздух в сушилку поступает от вентиляторов 19,20 через калориферы 21, обогреваемые паром давления 0,5 Мпа. Из сушилок 8 воздух с парами воды отсасывается вентиляторами 31,32 и сбрасывается в атмосферу.
Высушенные «червяки» после сушилок 8 накапливают в бункерах 9, откуда выгружают в контейнеры 10. Контейнеры 10 с сухим «червяком» перевозят электропогрузчиками и помощью электротали 11 загружают в активатор 12 через загрузочный люк.
3.5 Активация катализатора
Активацию катализатора проводят горячим воздухом, подогреваемым в печи 22. Активацию катализатора производят путем при температуре 645-
Продолжительность процесса охлаждения катализатора лимитируется расходом азота и воздуха. Расход азота составляет 300
4.
Расчетная часть
4.1 Материальный баланс производства железо-оксидного катализатора дегидрирования КИМ-1
Таблица 4.1 - Материальный баланс железо-оксидного катализатора
| Наименование сырья, продуктов, отходов | Наименование стадии производства катализатора, кг на 1 т сырья | |
| Приготовление катализаторной смеси (реактор 2) | ||
| Приход на операцию | Получено на операции | |
| Пигмент железоокисный | 634 | 634 |
| Калий углекислый | 304 | 304 |
| Циркония двуокись | 20 | 20 |
| Окись хрома | 31 | 31 |
| Гидрат калия | - | - |
| Оксид алюминия | 11 | 11 |
| Обессоленная вода | 2000 | 1960 |
| Сажа белая | - | - |
| Жидкое стекло | - | - |
| Пары обессоленной воды | - | 40 |
| Гидроксильная вода, СО2 | - | - |
| Сколы, пыль | - | - |
| Катализатор | - | - |
| Итого | 3000 | 3000 |
4.2 Нормы технологического режима, метрологическое обеспечение и расходные нормы
Таблица 4.2 - Нормы технологического режима
| № п/п | Наименование стадий процесса, аппарата. Показатели режима | Номер позиции на схеме | Ед. измере-ния | Допускаемые пределы технологических параметров | Требуемый класс точности изм. приборов ГОСТ 8410-10 | Примечание | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 1 | Приготовление катализаторной смеси в реакторе 2 - количество желтого железо-оксидного пигмента -количество углекислого калия - количество оксида хрома - количество двуокиси циркония - количество активного оксида алюминия -количество обессоленной воды -общее время перемешивания суспензии - температура | Весы 0-500 Весы 0-500 Весы 0-500 Весы 0-50 Весы 0-50 810 | кг кг кг кг кг мі час ° С | 780 340 36 12 16 2,0 не менее 7 80-100 | IV IV III III ІII 1.5 1.0 | Количество загружаемого сырья может меняться в зависимости от содержания в них основного вещества По расходомеру на вводе обессоленной воды в цех | |
| 2 | Приготовление жидкого стекла в реакторе 3 - количество обессоленной воды - количество гидрата окиси калия - количество силикагеля или белой сажи | 513 вес вес | м3 кг кг | 0.6 175 335 | 1,0 1У 1У | Уровнемер Количество загружаемого сырья может манятся в зависеиости | |
| | -общее время перемещения -температура растворения | 809 0-120 | час єС | 7 не выше 100 | 2,5 | от содержания в нем основного вещества | |
| | - удельный вес жидкого стекла - силикатный модуль жидкого стекла | | г/смі | 1,3-1,4 2,8-3,2 | | Ареометром Титрометрически методом | |
| 3 | Получение катализаторной массы, формовка, сушка. Получение катализаторной массы в смесителе 4-количество суспензии-продолжительность упаривания -общее время перемешивания -количество жидкого стекла -влажность катализаторной массы –формовка катализаторной массы в грануляторе 6. –диаметр червяков -сушка червяков в сушке 8. –температура нагретого воздуха после калорифера 21 -на входе в сушилки 8 –влажность катализаторной массы после | 805 806 | мі час час кг % мм єС єС | 0,3 до готовности катализаторной массы к формовке 15 20-30 3,6-4,0 90-120 90-120 | 1,0 1,0 | визуально мерник визуально | |
| | сушилки 8. | | % масс. | н/б 10 | | Определяется весовым методом | |
| 4 | Активация катализатора в активаторе 12 - температура активации - время выдержки Каталитические свойства катализатора: - выход изопрена на пропущенные изоамилены - выход изопрена на разложенные изоамилены | 715 0-900 | ° С час % масс. % масс. | 645-655 8 не менее 35 не менее 85 | 1,0 | На испытательной установке тестирования. | |
4.3 Нормы расхода сырья, материалов, энергоресурсов на выпуск 1 т железо-оксидного катализатора дегидрирования КИМ-1
оксидный катализатор изопрен
Таблица 4.3 - Нормы расхода сырья, материалов и энергоресурсов
| № п/п | Наименование статей | Единицы измерений | Количество на 1 т, кг | Примечание | |||||||||
| Сырье и материалы | |||||||||||||
| 1 | Пигмент желтый железо-оксидный | кг/т | 920 | При расчете на сухое вещество | |||||||||
| 2 | Калий углекислый 1сорт | кг/т | 536 | При расчете на сухое вещество | |||||||||
| 3 | Циркония двуокись 2сорт | кг/т | 52 | При расчете на сухое вещество | |||||||||
| 4 | Хрома окись техническая ОХП-1,ОХП-2 | кг/т | 65 | При расчете на сухое вещество | |||||||||
| 5 | Калия гидрат окиси технический марки ОКП 21сорт высший | кг/т | 40 | При расчете на сухое вещество | |||||||||
| 6 | Оксид алюминия активный | кг/т | 30 | При расчете на сухое вещество | |||||||||
| 7 | Белая сажа марки БС-120 | кг/т | 80 | При расчете на сухое вещество | |||||||||
| 8 | Вода обессоленная | кг/т | 6113 | | |||||||||
| 9 | Пленка полиэтиленовая | кг/т | 12,5 | | |||||||||
| Энергетические затраты | |||||||||||||
| | Активатор | | | | |||||||||
| 1 | Электроэнергия | кВт/час | 3317 | | | | |||||||
| 2 | Пар | Гкал | 22 | | | | |||||||
| 3 | Вода оборотная | м3 | 0,09 | | | | |||||||
| 4 | Азот | тыс.м3 | 6,0 | | | | |||||||
| 5 | Сжатый воздух технологический | м3 | 22361 | | | | |||||||
| 6 | Топливо | т.у.т. | 1,3 | - | | | |||||||
5. ВЫБОР ОСНОВНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
5.1 Общие сведения об аппарате
Аппарат объемом 3,2 мі, изготовленный заводом « Красный Октябрь», предназначен для проведения различных технологических процессов в жидких однофазных и многофазных средах динамической вязкостью не более 50 П и плотностью не более 1500 кГ-мі при перемешивании в пределах параметров, указанных в технической характеристике.
Аппарат представляет собой вертикальный стальной сварной цилиндрический сосуд с перемешивающим устройством и съемной эллиптической крышкой. Он состоит из следующих основных сборочных единиц:
- корпуса:
- крышки:
- перемешивающего устройства:
- привода, состоящего из мотор редуктора и стоек для крепления его на крышке аппарата:
- вода вывода.
Корпуса аппаратов, в зависимости от наличия и типа теплообменных устройств, изготовляются двух исполнений и обозначаются по ГОСТу 20680-75:
- без теплообменного устройства:
- с гладкой приварной рубашкой:
Для перемешивания жидких сред при проведение различных физико-химических процессов в аппаратах применяются перемешивающие устройства (мешалки) следующих типов и исполнений:
- открытая турбинная без отражательных перегородок:
- рамная:
Корпус аппарата, стационарный вертикальный, устанавливается на фундамент или специальную несущую конструкцию при помощи опор.
Аппараты изготавливаются с опорами – лампами.
На опорах корпуса предусмотрены регулировочные (отжимные) венты с контргайками и опорными пластинами для выверки (положения) аппарата на фундаменте в процессе монтажа.
Аппарат имеет строповочные устройства, обеспечивающие возможность использования грузоподъемных механизмов и приспособлений при установке аппарата в рабочее положение, а также при сборке и разборке.
Аппараты изготовляются с сальниковыми уплотнениями типа IV Б по ГОСТу 26-01-1247-75 или торцовыми уплотнениями типа ТД-6 по ГОСТу 26-01-1243-75.
Сальниковое уплотнение применяется в аппаратах, предназначенных для нетоксичных, не легколетучих и невзрывоопасных сред, работающих при атмосферном давлении, до (0,6 МПа).
Торцовое уплотнение применяется в аппаратах, предназначенных для токсичных, пожароопасных и взрывоопасных сред, а также в аппаратах работающих под вакуумом с остаточным давлением менее 300 мм.рт.ст. независимо от свойств рабочей среды.
Шифр типа уплотнения в обозначении аппаратов:
С - сальниковое; Т- торцовое:
Аппарат снабжен технологическими штуцерами для контрольно-измерительных приборов и предохранительных устройств, а также люком для осмотра и загрузки продукта.
Уплотнительная поверхность фланцев аппарата и штуцеров – гладкая.
Вращение перемешивающего устройства осуществляется от мотор- редуктора, который установлен с помощью стоек на крышке аппарата.
Крышка аппарата - стальная эллиптическая.
Аппараты комплектуются мотор - редукторами типов МПО1 и МПО2 с электродвигателями закрытого обдуваемого исполнения АО2 или взрывозащищенного исполнения ВАО.
Аппараты с электродвигателями исполнения ВАО могут быть установлены во взрывоопасных помещениях класса не выше В1-а согласно ПУЭ, в которых могут образовываться взрывоопасные смеси категории не выше согласно ПИВРЭ, указанных ниже.
Рабочая температура среды в аппарате до 135 °С.
Вал мешалки через сальник (торцовое уплотнение) выделен из аппарата и посредством муфты соединен с приводом.
Опорой и направлением вала служат подшипники, смонтированные в стойке привода.
Загрузка продукта в аппарат производится через люк или технологические штуцера.
Продукт в аппарате нагревается или охлаждается при одновременном перемешивании.
Выгрузка продукта производится через верхний или нижний штуцер ввода-вывода продукта.
Контроль технологического процесса осуществляется при помощи контрольно-измерительных приборов.
5.2 Основные технические данные и характеристики аппарата
Номинальный объем, мі, аппарата-3,2 рубашки-0,285
Площадь поверхности теплообмена, мІ-6,3
Среда: в аппарате - едкая взрывобезопасная не ядовитая.
в рубашке - вода, насыщенный водяной пар, рассол (при соответствующей температуре).
Допустимая температура стенки аппарата и рубашки, °С- от минус 20 до плюс 200
Давление рабочее (расчетное), МПа:
в аппарате –0,6
в рубашке-0,4
Давление охлаждающей жидкости в рубашке сальника, МПа – не более 0,1.
Частота вращения перемешивающего устройства, об/мин- 167
Мощность электродвигателя привода, кВт – 3.0
Внутренний диаметр, мм корпуса – 1600
рубашки - 1700
Габариты, мм – высота –4110, ширина – 2185
Масса аппарата, кг – 2755
Корпус аппарата изготавливаются из сталей марок:
Вст3сп5, ГОСТ 380-71;
Сталь 12Х18Н1ОТ, ГОСТ 5632-72;
Сталь 10Х17Н13М2Т, ГОСТ 5632-72.
Рубашка изготавливается из стали марки Вст3сп5, ГОСТ 380-71.
Материал уплотнительных прокладок – поранит по ГОСТу 481-71.
5.3 Расчет аппарата на прочность [29,30]
5.3.1 Исходные данные
1. Диаметр аппарата внутренний, м - D=1,6
2. Диаметр рубашки внутренний, м - D1=1,7
3. Расчетное внутреннее избыточное давление:
- в аппарате, МПа - Р=0,6
- в рубашке, МПа - Р=0,4
4. Расчетное наружное давление:
- корпуса, МПа - Рн=0,4
5. Материал основных элементов аппарата:
- корпуса и крышки – сталь12Х18Н10Т или 10ХПН13М2Т, или 10ХПН13М3Т по ГОСТ 5632-72;
- рубашки – ВСт3сп5 по ГОСТ 380-71;
6. Расчетная температура стенок, 2000С;
7. Допускаемое напряжение материала при расчетной температуре, 2000С:
- для сталей 12Х18 Н10Т, 10Х17Н13М2Т и 10Х17Н13М3Т - [d]= 140 МПа;
- для стали ВСт3сп5 - [d]= 126 МПа;
5.3.2 Расчет обечайки, корпуса, работающей под внутренним давлением
Толщину стенки обечайки, работающей под внутренним давлением определяем по формулам:
Расчетные формулы (5.1) и (5.2) применены, когда
где jр - коэффициент прочности продольного сварного шва цилиндрической обечайки,
jр = 0,9;
S – исполнительная толщина стенки обечайки;
С – сумма прибавок к расчетным толщинам стенок, определяется по формуле:
С= С1 + С2 + С3, (5.4)
где С1 – прибавка для компенсации коррозии, С1 = 0,
С2 – прибавка для компенсации минусового допуска листа, С2 = 0,0008 м;
С3 – прибавка технологическая, С3 = 0.
С = С2 = 0,0008м
5.3.3 Расчет обечайки корпуса, работающей под наружным давлением
Толщину стенки обечайки, работающей под наружным давлением, приближенно определяем по формулам (5.5) и (5.6) с последующей проверкой по формуле (5.7):
где коэффициент К2 определяется по номограмме,
С = 0,0008 м – сумма прибавок к расчетным толщинам стенок, определяемая по формуле (5.4),
где Е – модуль продольной упругости при расчетной температуре.
Для сталей 12Х17Н10Т, 10ХПН13М2Т и 10Х17Н13М3Т
Е = 0,198 × 106 МПа
Принимаем
Допустимое наружное давление определяется по формуле:
где допускаемое давление из условия прочности определяется по формуле:
а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости определяется по формуле:
Где
Расчетные формулы применены, когда
Принимаем
5.3.4 Расчет обечайки рубашки, работающей под внутренним давлением
Толщину стенки обечайки, работающей под внутренним давлением, определяем по формулам:
Расчетные формулы (5.11) и (5.12) применены, когда
где
S1 - исполнительная толщина стенки обечайки рубашки;
С – сумма прибавок к расчетным толщинам стенок определяется по формуле (5.4),
где С1 = 0,001м; С2 = 0,0008м; С3 = 0; С = 0,0018м;
Принимаем
5.3.5 Расчет днища корпуса, работающего под внутренним давлением
Толщина стенки днища корпуса, работающего под внутренним давлением, определяем по формулам:
Расчетные формулы (5.15) и (5.16) применены, когда
где R- радиус кривизны в вершине днища по внутренней поверхности;
R = D = 1,6м – для эллиптических днищ с Н = 0,25 D;
Н – высота выпуклой части днища без учета цилиндрической части, Н = 0,4м;
j - коэффициент прочности сварного шва, j = 0,9;
S2 –исполнительная толщина стенки днища;
С – сумма прибавок расчетным толщинам стенок определяется по формуле (5.4),
С = 0,0008м;
5.3.6 Расчет днища корпуса, работающего под наружным давлением
Толщину стенки корпуса, работающего под наружным давлением, приближенно определяется по формулам (5.18) и (5.19) с последующей проверкой по формуле (5.20):
Для предварительного расчета К2 принимается равным 0,9 для эллиптических днищ
Принимаем
Допускаемое наружное давление следует рассчитывать по формуле:
где допускаемое давление из условия прочности
а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости
Коэффициент Кэ определяется по формуле (5.23) в зависимости от отношения
где
5.3.7 Расчет днища рубашки, работающего под внутренним давлением
Толщина стенки днища рубашки, работающего под внутренним давлением, определяем по формулам:
Расчетные формулы (5.25) и (5.26) применены, когда
где R – радиус кривизны в вершине днища по внутренней поверхности;
R = D1 = 1,7м – для эллиптических днищ с Н = 0,25D1;
Н – высота выпуклой части днища без учета цилиндрической части, Н = 0,425м;
j - коэффициент прочности сварного шва, j = 0,9;
S3 – исполнительная толщина стенки днища;
С – сумма прибавок к расчетным толщинам стенок определяется по формуле (5.4),
где С1 = 0,001м; С2 = 0,0008м; С3 = 0; С = 0,0018м;
Принимаем
5.3.8 Расчет крышки аппарата, работающей под внутренним давлением
Толщину стенки крышки аппарата, работающей под внутренним давлением, определяем по формулам:
Расчетные формулы (5.23) и (5.24) применены, когда
где R = D = 1,6м – радиус кривизны в вершине днища по внутренней поверхности;
Н = 0,4м – высота выпуклой части днища без учета цилиндрической части;
j =0,9 - коэффициент прочности сварного шва;
С = 0,0008м – сумма прибавок к расчетным толщинам;
S4 = 0,01м – исполнительная толщина стенки крышки;
Принимаем
5.3.9 Расчет укрепления отверстий в стенке крышки аппарата
Наибольший допускаемый диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного укрепления, вычисляется по формуле:
где коэффициенты К1 = 1,0; К2 = 0,8;
SR – расчетная толщина стенки днища
Расчетная толщина стенки эллипсоидальных днищ, работающих под внутренним давлением, вычисляется по формуле:
где р – расчетное внутреннее избыточное давление в аппарате, Р = 0,6МПа;
j = 1 - коэффициент прочности сварного шва;
[
S = 0,01м – исполнительная толщина стенки днища;
С – прибавка к расчетной толщине для компенсации коррозии, С = 0;
DR = расчетный внутренний диаметр, укрепляемого днища.
Для стандартных днищ при Н = 0,25D
DR – определяется по формуле:
где r – расстояние от центра укрепляемого отверстия до оси эллипсоидального днища
Принимаем
Если диаметр одиночного отверстия удовлетворяет условию
то дальнейших расчетов укрепления отверстий не требуется,
где dR – расчетный диаметр отверстия в стенке обечайки или днища.
Расчетные диаметры отверстия смешанного штуцера на эллипсоидальном днище и штуцеров на цилиндрической обечайки равны
dR = d (5.35)
Выбираем расчетный диаметр отверстия для большого штуцера (люка) dR = 0,257м, тогда условие (5.34) выполнено.
0,257 < 0,8498
Отверстие считается одиночным, если прилежащее к нему отверстие не оказывает на него влияния, что имеет место, когда расстояние между наружными поверхностями соответствующих штуцеров удовлетворяет условию:
где D - минимальное расстояние между наружными поверхностями двух соседних штуцеров;
Lо – ширина зоны укрепления в окрестности штуцера при отсутствии накладного кольца.
Ширина зоны укрепления определяется по формуле:
Одиночных отверстий нет, следовательно, отверстия влияют друг на друга и нуждается в укреплении.
5.3.10 Расчет укрепления отверстий штуцерами
При укреплении отверстия штуцером должно выполнятся условие укрепления:
где коэффициент К2 = 0,8; и К3 = 1,0;
S1R – расчетная толщина стенки штуцера;
c1 – отношение допускаемых напряжений;
Расчетные длины внешней и внутренней частей штуцера участвующие в укреплении отверстия определяется по формулам:
Расчетная толщина стенки штуцера нагруженная внутренним давлением определяется по формуле:
где Р = 0,6 МПа – расчетное давление в аппарате;
[d]1 = 140 МПа – допускаемое напряжение для материала штуцера при расчетной температуре 2000С;
С = 0 – прибавка к расчетной толщине для компенсации коррозии.
Отношение допускаемых напряжений определяется по формуле:
Для всех штуцеров:
Укрепление штуцеров (люком) А(Dy 250)
По чертежу
Принимаем
По чертежу
Принимаем
0.266>0,000384.
Условия укрепления выполнено.
Укрепление штуцера Б (Dу – 50)
По чертежу
Принимаем
По чертежу
Принимаем
0.13534>0,0000762
Условия укрепления выполнено.
Укрепление штуцерами В и Ж (Dу – 150)
По чертежу
Принимаем
По чертежу
Принимаем
0.158>0.000129
Условия укрепления выполнено.
Укрепление штуцерами Г,Е,В (Dу – 100)
По чертежу
Принимаем
По чертежу
Принимаем
0.1458>0.000148
Условия укрепления выполнено.
Укрепление штуцеров Д (Dу – 200)
По чертежу
Принимаем
По чертежу
Принимаем
0.1971>0.0002975
Условие укрепление выполнено.
5.3.11 Проверка достаточности укрепления перемычки между отверстиями
Условия достаточности укрепления перемычки:
где
К =1.0, S = 0.01м, SR = 0.00299м; С = 0;
Проверим достаточность укрепления перемычек (D = 0.14м; D =1.167м; D = 0.227м; D = 0.292м; D = 0.92м;) между штуцерами.
Перемычка между штуцерами Жи3 (D = 0.14м.)
Для штуцера Ж.:
S1 = 0.006м; S1R = 0.00032м;
Для штуцера 3:
SII1 = 0.0045м; SII1R = 0.00021м;
0.14802>-0.002173
Условия достаточности укрепление выполнено.
Перемычка между штуцерами Б и В (D = 0,167м.)
Для штуцер В:
S11 = 0.006м; S11R = 0.00032м;
Для штуцера Б:
SII1 = 0.003м; SII1R = 0.00011м;
0.15646>-0,002245
Условия достаточности укрепления выполнено.
Перемычка между штуцерами Д и Г,Е (D = 0.227м)
Для штуцера Д:
S11 = 0.01м; S11R = 0.00042м; LI1R = 0.05576м; LI2R = 0.01м.
Для штуцера Г и Е:
SII1 = 0.0045м; SII1R = 0.00032м;
0.24769>-0,2095
Условия достаточности укрепления выполнено.
Перемычка между штуцерами А и З (D = 0.292м ).
Для штуцера А:
S11 = 0.012м; S11R = 0.00055м;
Для штуцера З:
SII1 = 0.0045м; SII1R = 0.00021м;
0.323>-0.2009
Укрепление достаточности укрепления выполнено.
Перемычка между штуцерами А и Б (D =0.32м)
Для штуцера А:
S11 =0.012м; S11R =0.00055м;
Для штуцера Б:
SII1 =0.003м; SII1R = 0.00011м;
0.3382>-0.208
Условия достаточности укрепления выполнено.
Проверку остальных перемычек не производим.
5.3.12 Расчет укрепления отверстий в стене обечайки корпуса
Наибольший допускаемый диаметр одиночного отверстия не требующего дополнительного укрепления определяем по формуле:
где коэффициент К1 = 0.01м; К2 = 0.008м.
SR =0.0038м. расчетная толщина стенки обечайки определяется по формуле (5.1);
S = 0,01м. – исполнительная толщина стенки обечайки;
С = 0 – прибавка к расчетной толщине для компенсации коррозии,
DR – расчетный внутренний диаметр укрепляемого элемента.
Для цилиндрических обечаек расчетный диаметр укрепляемых элементов определяется по формуле:
Если диаметр одиночного отверстия удовлетворяет условию (5.34), то дальнейших расчетов укрепления отверстий не требуется
0.099 < 0.4633
условие (5.34) выполнено.
В случае близко расположенных к отверстию несущих конструктивных элементов должно выполняться условие укрепления:
Штуцер считается близко расположенным, если расстояние от его наружной поверхности до соответствующего несущего элемента L < L0, где L 0 определяется по формуле (5.37):
Так как
Расчетные длины внешней и внутренней частей штуцера, участвующего в укреплении отверстия определяется по формуле (5.39) и (5.40)
L1R = 0.0264м; L2R = 0.01м
Расчетная толщина стенки штуцера нагруженного внутренним давлением определяется по формуле (5.41):
S1R = 0.00021м
0.047>0.0001881
Условие укрепления (5.46) выполнено и диаметр одиночного отверстия удовлетворяет условию (5.34), то дальнейших расчетов укреплению отверстий не требуется.
Из приведенного расчета – следует что дополнительного укрепления отверстия не требуется.
6. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА технологического оборудования
Производство катализатора дегидрирования КИМ-1 осуществляется на территории цеха № 2410 завода «Окиси этилена» ОАО «Нижнекамскнефтехим» с использованием действующего технологического оборудования для приготовления катализатора КИМ-1.
Таблица 6.1 - Краткая характеристика технологического оборудования
| Наименование оборудования | № позиции по схеме | Кол-во (шт.) | Основной материал | Технологическая характеристика | |||
| Реактор. Предназначен для приготовления водной суспензии компонентов пигментов железо-окисного, окиси хрома, двуокиси циркония, углекислого калия. | 2 | 2 | Аппарат 12Х18Н10Т рубашка Вст3сп5 | Объем, м3 – 3,2 Диаметр, мм – 1600 Поверхность теплообмена, м2 - 6,3 Температура расчетная, °C - в аппарате – 200(-20) - в рубашке – 200(-20) Давление расчетное, МПа (кгс/см2): - в аппарате – 0,6 (6,0) - в рубашке- - 0,4 (4,0) Число оборотов мешалки, об/мин – 167 Мотор – редуктор типа МПО-1-10 Вк Электродвигатель марки 4А112МА6У3 Мощность, кВт – 3 Число оборотов, об/мин – 950 | |||
| Вентиля торный агрегат. Предназначен для отсоса воздуха с пылью из загрузочной точки реактора поз. Л-12 | | 1 | корпус и колесо - алюминий | Вентиля торный агрегат с центробежным вентилятором типа ВЦ14-46-2,5 Производительность, м3/час –2600 Напор, Па (кгс/м2) - 1962 (200) Электродвигатель марки 4А100 2 Мощность, кВт – 5,5 Число оборотов, об/мин - 2880 | |||
| Транспортер маятниковый. Предназначен для транспортировки катализаторной массы сформованной в «червяки». в сушилку поз. С-552 | 7 | 1 | Ст.угл. | Ширина ленты,мм-200 Скорость ленты, м/сек-0,5 Габаритные размеры, мм-2480х1735х2020. Электродвигатель типа АОЛ-52-6 Мощноть,кВт-4,5 Число оборотов, об/мин-950 | |||
| Бак для сбора конденсата. Предназначен для сбора парового конденсата из смесителя Пс-9. | 18 | 1 | сталь 08Х13 | Объем, м3 - 2 | |||
| Контейнер ленточный. Предназначен для транспортировки катализаторной смеси в гранулятор поз.Пс-13 | 5 | 3 | Ст.угл. Ст.3 | Для поз.Пн-І І/І Ширина ленты,мм-500 Производительность номинальная,мі/час-80 Длина конвейера, м-12,65 Скорость движения ленты, м/сек-1,0 Электродвигатель типа 4А1004У3 Мощность, кВт-3,0 Для поз. Пн-11/2 Ширина ленты, мм-500 Производительность номинальная, мі/час-10 Длина конвейера,м-16,71 Скорость движения ленты,м/сек-1,0 Тип приводного барабана 5050г-80 Диаметр барабана,мм-500 Для.поз.Пн11/3 Ширина ленты,мм-500 Длина конвейера,м-6,6 Скорость движения ленты,м/сек-1,25 | |||
| Сушилка ленточная 6-ти секционная. Предназначена для сушки сформованной в «червяки» катализаторной массы. | 8 | 1 | ст. 3 ст. 08Х22Н6Т | Габаритные размеры, мм: длина – 14000 ширина – 2780 высота - 2470 Скорость движения ленты, м/час – 1,8-25,5 Ширина транспортерной ленты, мм – 1200 | |||
| Транспортер маятниковый. Предназначен для транспортировки катализаторной пасты, сформованной в "червяки", в сушилку 8 | 7 | 1 | Сталь углеродистая ст. 3 | Ширина ленты, мм - 200 Скорость движения ленты, м/сек - 0,5 Габаритные размеры, мм - 2480x1735x2025 Электродвигатель типа АОЛ-52-6 Мощность, кВт - 4,5 Число оборотов, об/мин – 950 | |||
| Калорифер. Предназначен для нагрева воздуха подаваемого в сушилку 8 | 21 | 1 | сталь углеродистая | Калорифер многоходовой марки КБС-2 Поверхность нагрева, м2 - 11,4 Давление расчетное МПа (ктс/см2) - 0,8 (8,0) | |||
| Вентиля торный агрегат. Предназначен для подачи воздуха в ленточную сушилку 8 | 19 | 2 | сталь углеродистая | Вентилятор марки Ц4-70 № 4 Производительность, м3/час - 2500 Напор, Па (кгс/м2) – 490,5 (50) Электродвигатель марки 71В4 2 Мощность, кВт - 0,75 Число оборотов, об/мин -1410 | |||
| Вентиля торный агрегат. Предназначен для отсоса воздуха с парами воды из сушилки 8 | 31 | 2 | сталь углеродистая | Вентиляторный агрегат с центробежным вентилятором типа В-Ц4-70 № 3, 2 Производительность, м3/час – 700 Напор, Па (кгс/ м2) – 294,3 (30) Электродвигатель марки 4А80А2 Мощность, кВт - 1,5 Число оборотов, об/мин - 2860 | |||
| Гранулятор типа ГФШ.Предназначен для формования катализаторной пасты в "червяки". | 6 | 1 | сталь углеродистая ст. 12х18Н10Т | Производительность, кг/час- 150¸250 Диаметр шнека, мм - 150 Частота вращения шнека, об/мин - 30 Электродвигатель типа АИРХ1324УЗ Мощность, кВт - 11 Частота вращения вала, об/мин - 1460 | |||
| Активатор. Предназначен для активации катализатора | 12 | 2 | Сталь 12Х18Н10Т | Вертикальный цилиндрический аппарат. Диаметр,мм-1400 Высота слоякатализатора,мм-1500 Высота общая,мм-11600 Давление рабочее,Мпа(кгс/смІ)-0,06(0,6) | |||
| Сушилка ленточная 6-ти секция. | 8 | 1 | Ст.3 Ст.12Х18Н10Т | Скорость движения ленты,м/час-1,8ч25,5 Ширина ленты,мм-1200 Максимально допустимая высота слоя на ленте,мм-100 Максимальная температура воздуха,єС 2·120 Полная поверхность нагрева сушилки, мІ-38 Давление греющего пара, Мпа (кгс/смІ),н/б-1,2(12). | |||
| Бункер. Предназначен для выгрузки катализатора из сушилки 8 | 9 | 1 | Сталь углеродистая | Объем, м3 - 2 Габаритные размеры, мм: - длина – 1200 - ширина – 1200 - высота –3100 | |||
| Группа из 4-х пиклонов. Предназначена для очистки воздуха из а 12 ктиватора | 25 | 1 | Ст.угл. | ЦиклонЦН-15-600х411 Производительность,мі/час-15800 Диаметр внутрений,мм-600 Рабочий объем бункера,мі-2 | |||
| Питатель. Предназначен для подачи катализатора после циклона 10. | | 1 | Ст.угл | Производительность,мі/час-0,14ч1,3Диаметр ротора,мм.-150 Частота вращения ротора,сб/мин-2ч19 Электродвигатель марки 4АХ80А6 Мощность,кВт-0,75 Число оборотов, об/мин-920 | |||
| Вентилятор. Предназначен для отсоса паров воды и воздуха из сушилки 8 | 32 | 1 | Сталь углеродистая | Вентилятор марки Ц4-70 №4 Производительность, м3/час –2500 Напор, Па (кгс/м2) - 588,6 (60) Электродвигатель типа АОЛ-2-12-4 Мощность, кВт – 0,8 Число оборотов, об/мин – 1410 | |||
| Вентилятор. Предназначен для подачи свежего воздуха в сушилку 8 через калорифер 21 | 20 | 1 | Сталь углеродистая | Вентилятор марки Ц4-70 № 3,2 Производительность, м3/час - 700 Напор, Па (кгс/м2) - 294,3 (30) Электродвигатель типа АОЛ-21-4 Мощность, кВт – 0,27 Число оборотов, об/мин - 1400 | |||
| Гранулятор типа ГФШ 150.Предназначен для формования катализаторной массы в "червяки". | 6 | 1 | Ст.угл. | Производительность, кг/час- 150¸250 Диаметр шнека, мм - 150 Частота вращения шнека, об/мин - 30 Электродвигатель типа ВАО-51-4 Мощность, кВт – 7,5 Частота вращения вала, об/мин - 1460 | |||
| Бункер. Предназначен для загрузки отходов катализатора для размола. | 28 | 1 1 | 12Х18Н10Т 12Х18Н10Т | Емкость,мі-1 Габаритные размеры,мм: -длина-1000 -ширина-1000 -высота-2450 | |||
| Дисперматор. Предназначен для измельчения отходов катализатора. | 29 | 1 | ст.угл. ст.12Х18Н10Т | Производительность, кг/час-70ч150 Размер частиц исходного продукта,мм-1ч3 -измерительногопродукта,мкм-50ч150 Частота вращения ротора,об/мин-10000 Диаметр ротора,мм _250 Габаритные размеры,мм: -длина-920 -ширина-595 -высота-456 Давление рабочие,МПа(кгс/смІ)-атм. Температура рабочая,єС-20ч50 Электродвигатель марки 4А112М2 Мощность,кВт-7,5 Число оборотов,об/мин-3000 | |||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||
| Перегревательная печь. Предназначена для перегрева воздуха. | 22 | 2 | Сталь СТЗ материал футеровки-шамот кл.»А» торкретбетон,каолин,змеевики-Х23Н13 | Поверхность радиаторной секции змеевикаІ-57,2 Поверхность конвекционной секции змеевика мІ-48,4 Количество перегреваемого продукта,кг/час -воздуха-3300 -водяного пара-4000 Температура продукта,°С: -на входе-160 -на выходе-780 | |||
| Вентиляторный агрегат. Предназначен для отсоса воздуха с пылью из разгрузочной течки активатора 12 | 23 | 2 | Ст.угл. | Вентиляторный агрегат с центробежным вентилятором типа ВЦ-4-70 №3,2 Производительность, мі/час-700 Напор, (кгс/мІ)-30 Электродвигатель марки 4АА63А4 Мощность, кВт-0,25 Число оборотов, об/мин-1400 | |||
| Циклон. Предназначен для очистки воздуха, отсасываемого из активатора 12 | 24 | 1 | Ст.угл. | Одиночный циклон ЦН-15-300 П Производительность, мі/час-630 Диаметр, мм-300 Рабочий объем бункера, мі-0,17 Вращение газа в улитке-правое. | |||
| Питатель. Предназначен для подачи пыли катализатора после циклона 24 в передвижной контейнер 10. | | 1 | Ст.угл. | Производительность, мі/час-0,14ч1,3 Диаметр ротора,мм-150 Частота вращения ротора, об/мин-2ч9. Электродвигатель типа 4АХ80А6 Мощность, кВт-0,75 Число оборотов, об/мин-920. | |||
| Питатель шлюзовой. Предназначен для дозировки прокаленной катализаторной смеси на размол в дисмембратор | | 1 | Ст.угл. | Диаметр ротора, мм-400 Производительность, мі/час-0,14ч1,3 Угловая скорость ротора, об/мин-2ч19 Электродвигатель марки 4АХ80А6 Мощность, кВт-0,75 Число оборотов, об/мин-920 | |||
| Дисмембратор. Предназначен для измельчения прокаленной катализаторной смеси. | | 1 | Ст.угл.чугун. | Производительность, кг/час-100ч300 Размер части: - исходного продукта, мм-1ч30 - измельченного продукта, мкм-50ч150 Чистота вращения ротора, об/мин-10000 Диаметр ротора, мм-250 Габаритные размеры, мм: - длина-920 - ширина-596 - высота-756 Давление расчетное, МПа(кгс/смІ)-атм. Температура расчетная, єС-20ч50 Электродвигатель марки 4А112М2 Мощность,кВт-7,5 Чисто оборотов, об/мин-3000 | |||
| Реактор. Предназначен для приготовления жидкого стекла. | 3 | 2 | Корпус-ст.08 эмалированный,рубашка - Вст3сп5 | Вертикальный аппарат с якорной мешалкой и рубашкой. Объем, мі-1,6 Диаметр, мм-1200 Давление расчетное, МПа(кгс/смІ) в корпусе-0,3 (3,0) в рубашке-МПа (кгс/смІ) –0,6 (6,0) Температура расчетная, єС: -в корпусе-(-20) ч200 -в рубашке-(-20) ч200 Число оборотов мешалки, об/мин-50 Мотор-редуктор МПО-2-10 вк Мощность, кВт-3 Электродвигатель марки 4АМА100АУЗ Число оборотов, об/мин-1420 Мощность, кВт-3 | |||
| Смеситель. Предназначен для получения катализаторной массы. | 4 | 2 | Сталь 12Х18Н10Т | Объем, мі: Рабочий-0,4 Номинальный-0,63 Площадь поверхности теплообмена, мІ-1,9 Габаритные размеры,мм: -длина-3500 -ширина-1935 -высота-2240 Частота вращения ротора, об/мин: -ротора быстроходного-36,5 -ротора тихоходного-24,5 Угол опрокидывания корыта от горизонтальной плоскости-110+5 Давление,МПа (кгс/смІ): -в смесительной камере-0,1(10) - в рубашке-0,6(6) | |||
7. Безопасность и экологичность производства
7.1 Пожаровзрывоопасные, токсические свойства сырья, готовой продукции и отходов производства
Таблица 7.1 - Пожаровзрывоопасные, токсические свойства сырья и готовой продукции
| Наименование сырья, полупродуктов, готовой продукции, отходов производства | Класс опасности (ГОСТ 12.1.005-88) | Температура | Концентрационный предел воспламенения | Характеристика токсичности (воздействия на организм человека) | ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005-88) | |||
| вспышки | воспламенения | самовоспламенения | нижний | Верхний | ||||
| Жёлтый железо-оксидный пигмент | 4 | - | - | - | Не взрывается | Действует прижигающе на пищеварительный тракт и вызывает рвоту. При длительном воздействии вызывает заболевание легких – сидерод. | 10 мг/м3 | |
| Калий углекислый технический | 3 | - | - | - | Не взрывается | Вдыхание пыли вызывает раздражение дыхательных путей. При попадании на кожу и слизистые оболочки вызывает раздражение. | 2 мг/м3 | |
| Двуокись циркония | 3 | - | - | - | Не взрывается | Вызывает раздражение слизистой оболочки дыхательных путей. | 6 мг/м3 | |
| Окись хрома | 2 | - | - | - | Не взрывается | При длительном воздействии на организм оказывает общетоксическое действие, вызывая заболевание органов дыхания, желудочно-кишечного тракта и кожи. При поражении кожных покровов вызывает дерматиты, при поражении глаз-коньюктивиты. | 1 мг/м3 | |
| Гидроксид калия | 2 | - | - | - | Не взрывается | При попадании на кожу и слизистые оболочки вызывает химические ожоги. | 0,5 мг/м3 | |
| Силикагель технический, белая сажа | 3 | - | - | - | Не взрывается | Пыль силикагеля, белой сажи вдыхаемой человеком, способна вызывать изменения в лёгких (фиброз) вследствие токсического действия двуокиси кремния. | 1 мг/м3 для белой сажи 2 мг/м3 для силикагеля | |
| Активный оксид алюминия | 3 | - | - | - | Не вызывается | Пыль оксида алюминия вызывает раздражение слизистых оболочек, верхних дыхательных путей, рта и глаз. | 2 мг/м3 | |
| Жидкое стекло (калиевое) | II | - | - | - | Не взрывается | Вызывает раздражение слизистых оболочек и кожных покровов. | 2 мг/м3 (для двуокиси кремния) | |
7.2 Взрывопожарная и пожарная опасность, санитарная характеристика производственных зданий, помещений и наружных установок
Таблица 7.2 - Взрывопожарная и пожарная опасность помещений и наружных установок
| Наименование производственных зданий, помещений, наружных установок | Категория взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий (ОНТП-24-86) | Классификация зон внутри и вне помещений для выбора и установки электрооборудования (ПУЭ) | Группа производственных процессов по санитарной характеристике СНИП (СНИП 2.09.04-87) | |
| Класс взрывоопасной или пожароопасной зоны | Категория и группа взрывоопасных смесей | |||
| Узел подготовки исходных компонентов, приготовления катализаторной смеси и массы. | Д | - | - | 3б |
| Уел активации | Г | - | - | 3б |
7.3 Перечень опасных и вредных факторов объекта
В производстве катализатора КИМ-1 используются неорганические вещества в виде сухих солей, оксидов, жидкое стекло, приготовляемое растворением твердого гидрооксида калия и силикагеля.
Вещества с пирофорными свойствами отсутствуют, способностью к образованию термополимеров не обладают.
Процесс приготовления КИМ-1 не относится к невзрыво-пожароопасным производствам.
Продукты, применяемые в производстве катализатора, сыпучие вещества, относятся к 2, 3, 4 классам опасности, вдыхание пыли вызывает раздражение дыхательных путей, конъюнктивит и оказывает вредное воздействие на пищеварительный тракт.
При загрузке в реактор 3 через загрузочный люк гидрооксида калия создается опасность попадания его в глаза.
Приготовление жидкого стекла происходит при высокой температуре и нарушение герметичности трубопроводов и аппаратов создается опасность термического и химического ожога. При сливе жидкого стекла из реактора 3 в бочки создается возможность попадания жидкого стекла в глаза, на незащищенную кожу. Активация катализатора и приготовление жидкого стекла происходит при высокой температуре и нарушение герметичности трубопроводов и аппаратов создает опасность ожога и загорания. Наличие механизмов с вращающимися деталями ( мешалки, насосы, дисмембраторы, смесители, грануляторы, подъемно-транспортные механизмы и др.) создает угрозу травмирования обслуживающего персонала. Применение на производстве электрооборудования создает угрозу поражения электрическим током. Наличие проемов и расположение аппаратов на высоте создает возможность падения с высоты при обслуживании аппаратов. Наличие печей создает опасность взрыва при разгерметизации трубопровода топливного газа, загазованности прилегающей территории, нарушении процесса горения.
7.4 Разработка защитных мероприятий по вредным факторам
7.4.1 Отопление и вентиляция
Настоящей частью проекта предусматривается устройство системы местных отсосов у технологического оборудования по производству катализатора КИМ-1.
Вентиляция существующая приточно-вытяжная общеобменная с сохранением трассировки приточных и вытяжных воздуховодов. перечисленные факторы требуют от обслуживающего персонала постоянного контроля за соблюдением норм технологического режима, за правильной эксплуатацией оборудования, приборов контроля и автоматики, наличие ограждений на площадках обслуживания аппаратов, расположенных на высоте, правильной эксплуатацией вентиляционных и отопительных установок, требуемой освещенности рабочего места, соблюдения безопасных методов труда.
При удалении продуктов из технологического оборудования и трубопроводов, сборов и удалении отходов производства, сбросе продуктов производства в атмосферу должны быть соблюдены необходимые меры безопасности и выдерживаться санитарные нормы.
7.4.2 Индивидуальные и коллективные средства защиты работающих
Все работники производства в зависимости от рода выполняемых работ и в соответствии с типовыми отраслевыми нормами обеспечиваются спецодеждой, спецобувью и защитными приспособлениями.
Выдаваемая спецодежда, спецобувь и защитные приспособления должны отвечать требованиям ГОСТа и ТУ, быть пригодными и удобными для пользования.
Каждый работающий на производстве должен иметь при себе на рабочем месте фильтрующий противогаз марки «БКФ», «В», «КД», респиратор, очки.
В местах повышенного пыления необходимо пользоваться очками и противопылевым респиратором типа ШБ-1 (Лепесток).
При работе с гидрооксидом калия необходимо пользоваться прорезиненным фартуком, резиновыми перчатками, резиновыми сапогами, защитными очками или маской.
Все работающие обеспечиваются касками, которые служат для защиты головы от механических повреждений, а также от попадания агрессивных и вредных веществ. Ношение касок обязательно для всех работающих на производстве.
Приточно-вытяжная вентиляция на производстве обеспечивает кратность обмена – 8. На производстве применяется вакуумная уборка помещений. Имеется паротушение печей.
Аппараты и трубопроводы с температурой стенки выше 45°С имеют теплоизоляцию. Эксплуатируется только исправное оборудование. На производстве предусмотрена предупредительная, аварийная сигнализация и блокировка основных параметров (блокировки по давлению топливного газа). Все площадки обслуживания обеспечены ограждениями согласно установленных норм. Предусмотрено ограждение движущихся частей оборудования и вращающихся механизмов.
7.4.3 Характеристика производства по источникам шума
Источники шума, превышающие нормы по технологическим причинам, на производстве катализатора КИМ-1 отсутствуют.
7.4.4 Электробезопасность
Категория надежности электроснабжения электроприемников – 3, электрозадвижки относится к 1 категории.
Общая установленная мощность электроприемников составляет 7,81 кВт.
Напряжение электродвигателей – 380 В.
Тип системы токоведущих проводников по классификации ГОСТ Р 50571.2-94-трехрозные четырех проводные. Тип системы заземления-ТN-С.
В качестве цехового распределительного устройства принято существующее низковольтное комплектное устройство ЩСУ 1, размещаемое в электрощитовой РП-10.
Управление электродвигателями насоса и вентилятора – местное, электродвигателями задвижек – местное и дистанционное.
Групповые сети выполняются кабелем марки ВВГ открыто.
Для обеспечения электробезопасности предусматривается система зануления электрооборудования путем создания металлической связи его с заземленной нейтралью трансформатора питающей подстанции и выравнивание потенциалов.
В качестве зануляющих проводников используются специальные четвертые жилы кабеля.
Для связи с заземленной нейтралью трансформатора используются зануляющие жилы питающих кабелей.
Меры защиты от статического электричества направлены на предупреждение возникновения и накопления зарядов статического электричества, создание условий рассеивания зарядов и устранения опасности вредного воздействия статического электричества.
- предотвращение накопления зарядов на электропроводящих частях оборудования.
Предотвращение накопления зарядов на оборудовании достигается заземлением оборудования и коммуникаций. Каждую систему оборудования и коммуникаций, в которых может появиться статическое электричество, заземляет не менее чем в двух местах.
Снижение интенсивности возникновения зарядов статического электричества также достигается соответствующим подбором скорости движения веществ, исключением разбрызгивания подбором величины поверхностного трения. Приводные валы, которые соприкасаются с лентой, ремнем транспортера, обладающими диэлектрическими свойствами, изготовлены из материалов с неоднородной диэлектрической проницаемостью. В результате такого подбора материалов в местах контакта возникают взаимно компенсирующиеся заряды. Оборудование и трубопроводы, расположены на установке получения катализатора, представляет на всем протяжении непрерывную цепь и присоединены к заземляющему контуру. Для выравнивания потенциалов и предотвращения искрения все трубопроводы, расположенные параллельно на расстоянии до 10 см друг от друга, соединены между собой перемычками через каждый 20-25 м. На мягких вставках воздуховодов вентиляторов имеются токоотводящие перемычки. Соединены перемычками и участки изоляции в местах фланцевых соединений.
7.5 Экологичность объекта
Катализатор дегидрирования КИМ-1 имеет следующий химический состав:
Fe2O3-53,5%, Cr2O3-3,8%, ZrO2-3,0%, K2CO3-31,1%, AI2O3-1,7%, KOH-2,3%, сажа белая-4,6%.
7.5.1 Твердые и жидкие отходы
Таблица 7.3 – Твердые и жидкие отходы
| № п/п | Наименование отхода | Куда складируется, транспортируется | Периодич-ность образования | Условие (метод) и место захоронения, обезврежива-ния, утилизации | Количество кг/сутки катализатора | Примеча-ние |
| 1 | Используемые: отсевы катализатора | Контейнер поз. Пн-66 | От каждой активации | Возвращается в производство | 15 | |
| 2 | Неиспользуемые: отсутствуют | - | - | - | - | |
В процессе производства катализатора жидкие отходы отсутствуют.
7.5.2 Выбросы в атмосферу
Таблица 7.4 – Выбросы в атмосферу
| №№ п/п | Наименование источника выброса | Количество образуемых выбросов, м3/год | Условия (метод) ликвидации, обезвреживания, утилизации | Периодичность выбросов | Установленная норма содержания загрязнений в выбросах | Примечание | ||
| компонент | г/сек | т/год | ||||||
| 1 | Воздушка с трубы циклона поз. 0-39 | 700 | очистка в циклоне | постоянно | пыль неорганическая | 0,00016 | 0,0056 | |
| 2 | Воздушка с трубы поз.0-44 | 3000 | очистка в циклоне | постоянно | пыль неорганическая | 0,00083 | 0,024 | |
7.5.3 Сточные воды
Таблица 7.5 – Сточные воды
| №№ п/п | Наименование стока | Количество образования сточных вод, м3/час | Условия (метод) ликвидации, обезвреживания, утилизации | Периодичность выбросов | Куда сбрасывается | Установленная норма содержания загрязнений в выбросах | Примечание |
| 1 | Промывная вода | 2,0 (10 м3/год) | химическая биологическая очистка | 5 часов в год | канализация хим загряз-ненных стоков | ХПК – 800 мг/л взвеш. – 100 мг/л рН – 6,5–8,5 | при подготовке аппаратов к ремонту |
8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
8.1 Расчет капитальных вложений
Капитальные вложения включают в себя затраты на технологические и электросиловое оборудование, зданий и сооружений, контрольно-измерительные приборы. В капитальные вложения входят также затраты на оборотные средства.
Таблица 8.1 - Капитальные затраты на здания и сооружения
| Наименование зданий | Сумма, руб. | Норма амортизации, % | Сумма амортизации |
| Корпус 58 Катализаторная фабрика | 73 908 553 | 10 | 7390855 |
| Модернизация катализаторной фабрики | 69 111 | 10 | 6911 |
| Итого | 73 977 664 | 7397766 |
Таблица 8.2 - Капитальные затраты на оборудование
| Наименование оборудования | Единица измерения | Количество оборудования | Стоимость, руб. | Амортизационные отчисления | ||
| Единицы | общая | Норма, % | Сумма, руб. | |||
| 1. Технологическое оборудование: гранулятор ФШ-75 | шт. | 1 | 339500 | 339500 | 7,5 | 25462 |
| гранулятор ГФШ-150 | шт. | 1 | 105254 | 105254 | 7,5 | 7894 |
| смеситель Зл-400 | шт. | 1 | 30786 | 30786 | 7,5 | 2308 |
| смеситель | шт. | 1 | 450041 | 450041 | 7,5 | 33753 |
| смеситель | шт. | 1 | 450041 | 450041 | 7,5 | 33753 |
| смеситель | шт. | 1 | 278526 | 278526 | 7,5 | 20889 |
| смеситель Зл-400 | шт. | 1 | 38700 | 38700 | 7,5 | 2902 |
| смеситель | шт. | 1 | 368067 | 368067 | 7,5 | 27605 |
| сушилка | шт. | 1 | 1045053 | 1045053 | 7,5 | 78378 |
| бункер | шт. | 1 | 98055 | 98055 | 7,5 | 7354 |
| аппарат с мешалкой | шт. | 1 | 82393 | 82393 | 7,5 | 6179 |
| аппарат с мешалкой | шт. | 1 | 82381 | 82381 | 7,5 | 6178 |
| фильтр рукавный ФРИ-15-130 | шт. | 1 | 37792 | 37792 | 7,5 | 2834 |
| смеситель | шт. | 1 | 281011 | 281011 | 7,5 | 2175 |
| ленточная сушилка | шт. | 1 | 1101237 | 1101237 | 7,5 | 82592 |
| транспортер | шт. | 1 | 468822 | 468822 | 7,5 | 35161 |
| печь электрическая | шт. | 3 | 411667 | 1235000 | 7,5 | 92625 |
| ИТОГО | 6492659 | 486942 | ||||
Капитальные вложения в нормируемые оборотные средства принять в размере 12% от капитальных вложений в основные фонды.
ОС=(6492659+69111)·0,12=787412 руб. (8.1)
Общий объем капитальных вложений есть сумма капитальных затрат в основные фонды и оборотные средства.
КВ=6492659+787412=7349182 руб. (8.2)
8.2 Расчет численности и фонда заработной платы работающих
Производственная программа и режим работы:
- Режим работы производства – периодический;
- Количество рабочих дней в году – 345 дней;
- Количество смен в сутки – две смены;
- Продолжительность рабочей смены – 12 часов.
Таблица 8.3 - Расчет численности основных рабочих
| Должность | Разряд | РКО | Численность | ||
| сменная | явочная | списочная | |||
| Аппаратчик гранулирования | 4 | 1,77 | 1 | 8 | 9 |
| Аппаратчик прокаливания | 5 | 2,02 | 1 | 8 | 9 |
| Аппаратчик окисления | 4 | 1,77 | 1 | 4 | 5 |
| Аппаратчик окисления | 6 | 2,02 | 1 | 3 | 4 |
| Аппаратчик регенирации | 5 | 2,02 | 1 | 3 | 4 |
| Аппаратчик приготовления эмульсий | 4 | 1,77 | 1 | 3 | 4 |
| Аппаратчик смешивания | 4 | 1,77 | 1 | 4 | 5 |
| ИТОГО | 7 | 33 | 40 | ||
Таблица 8.4 - Расчет численности вспомогательных рабочих
| Должность | Разряд | РКО | Численность | ||
| сменная | явочная | списочная | |||
| Слесарь ремонтник (дежурный) | 4 | 1,77 | 1 | 3 | 4 |
| ИТОГО | 1 | 3 | 4 | ||
Для того чтобы рассчитать годовой фонд заработной платы рабочих примем:
- условия труда вредные – 12%, доплата 20% за ночные часы;
- премия для основных и вспомогательных рабочих применять в размере 30% от тарифного фонда заработной платы;
- дополнительный фонд заработной платы принять в размере 10% от основного фонда заработной платы;
ЧТС = (Б ЧТС · РКО + ЧТС доп.) · Квр; (8.3)
ЧТС (четвертый разряд) = (11,37 · 1,77 + 8,40) · 1,12 = 31 руб. 95коп.;
ЧТС (пятый разряд) = (11,37 · 2,02 + 8,40) · 1,12 = 35 руб. 13коп.;
ЧТС (шестой разряд) = (11,37 ·2,02 + 8,40) ·1,12 = 35 руб. 13коп.;
Четвертый разряд:
тариф = 31,95 ·182 = 5814,9 руб.; (8.4)
премия = 5814,9 · 0,30 = 1744,47 руб.; (8.5)
Пятый разряд:
тариф = 35,13 ·182 = 6393,66 руб.; (8.6)
премия = 6393,66 · 0,30 = 1918,09 руб.; (8.7)
Шестой разряд:
тариф = 35,13 ·182 = 6393,66 руб.; (8.8)
премия = 6393,66 · 0,30 = 1918,09 руб.; (8.9)
Осн.Раб.(4 разр.) = 23 · 1880 · 31,95 = 1381518,0 руб.; (8.10)
Осн.Раб.(5-6 разр.) = 17 · 1880 · 35,13 = 1122754,8 руб.; (8.11)
Всп.Раб (4 разр.) = 4 · 1880 · 31,95 = 240264,0 руб.; (8.12)
Доп.ноч. = 730 · 25 · 36,4 · 0,2 = 132860,0 руб.; (8.13)
Доп.пр. = 90 · 25 · 36,4 · 1 = 81900,0 руб.; (8.14)
Таблица 8.5 - Расчет годового фонда заработной платы рабочих
| Категория рабочих | Списочная численность | Эффект. фонд времени рабочего | Часовая тарифная ставка | Основная заработная плата | Дополнительный фонд зар.плат | Годовой фонд зар.плат. | |||
| тарифный фонд | премия 30% | доплата за ночные и праздничные часы | осн.фонд зар.плат. | ||||||
| Осн.Раб. (4 разр) | 23 | 1880 | 31,95 | 133742,7 | 40122,81 | 303804 | 2278532 | 227853 | 2506385 |
| Осн.Раб. (5-6разр.) | 17 | 1880 | 35,13 | 108692,22 | 32607,53 | 224551 | 1684132 | 168413 | 1852545 |
| Всп.Раб. | 4 | 1880 | 31,95 | 240264 | 72079 | 48053 | 360396 | 36039 | 396435 |
| Всего: | 44 | 5640 | 99,03 | 482698,9 | 144809,3 | 576408 | 4323060 | 432305 | 4755365 |
Таблица 8.6 - Расчет годового фонда заработной платы ИТР и МОП
| Наименование должностей | Категория | Численность работающих | Оклад в месяц, руб | Годовой фонд зар.плат. | Премия 30% | Доп. фонд зар.плат. | Годовой фонд зар.плат. |
| Начальник цеха | 2 | 1 | 8286 | 99432 | 29829 | 9943 | 129261 |
| Зам. начальника цеха | 2 | 1 | 7533 | 90396 | 27118 | 9039 | 117514 |
| Зам. начальника цеха | 2 | 1 | 7533 | 90396 | 27118 | 9039 | 117514 |
| Механик цеха | 3 | 1 | 6629 | 79548 | 23864 | 7955 | 103412 |
| Начальник отделения производства катализатора | 2 | 1 | 5875 | 70500 | 21150 | 7050 | 91650 |
| Начальник отделения (регенерации) | 2 | 1 | 5875 | 70500 | 21150 | 7050 | 91650 |
| Начальник смены | 2 | 4 | 5604 | 268992 | 80697 | 26899 | 349689 |
| Инженер-технолог 3 категории | 3 | 1 | 4143 | 49716 | 14914 | 4971 | 64630 |
| Секретарь-машинистка | 4 | 1 | 1614 | 19368 | 5810 | 1937 | 25178 |
| Мастер по ремонту | 2 | 1 | 4670 | 56040 | 16812 | 5604 | 72852 |
| Заведующий складом | 2 | 1 | 3026 | 36312 | 10893 | 3631 | 47205 |
| ВСЕГО | 14 | 60788 | 931200 | 279355 | 93118 | 1210555 |
Таблица 8.7 – Расчет калькуляции себестоимости продукции
Наименование статей | Един. измер. | Кол-во на един. | Цена | Сумма на един. | Кол-во | Сумма |
| Выработка | тн. | | | | 10 | |
| в т.ч. товар | тн. | | | | 0 | |
| Сырье Пигмент желтый ж.о. | тн. | 0,819 | 21205,11 | 17366,98 | 8,19 | 173669,83 |
| Вспомогательные материалы | | | | | | |
| Калий углекислый | кг | 390 | 5,29 | 2064,06 | 3900 | 20640,64 |
| Двуокись циркония | кг | 19,7 | 171,32 | 3375 | 197 | 33749,99 |
| Окись алюминия | кг | 18 | 109,51 | 1971,24 | 180 | 19712,39 |
| Окись хрома | кг | 41,5 | 80,63 | 3346,18 | 415 | 33461,8 |
| Калия гидрат окиси хч | кг | 26 | 36,78 | 956,35 | 260 | 9563,45 |
| Сажа белая | кг | 44 | 31,09 | 1367,92 | 440 | 13679,17 |
| Полиэтиленовая пленка | кг | 10,2 | 27,87 | 284,25 | 102 | 2842,54 |
| Этикетки для бочек | кг | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| ИТОГО | 13365 | 133649,98 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Энергозатраты | | | | | | |
| Эл/энергия | кВт/ч | 2185 | 0,65 | 1418,24 | 21850 | 14182,38 |
| Пар | Гкал | 18,8 | 293,11 | 5510,47 | 188 | 55104,69 |
| Химобессоленная вода | т.м3 | 0,0027 | 0 | 0 | 0,027 | 0 |
| Топливный газ | Гкал | 1 | 741,55 | 741,55 | 10 | 7415,54 |
| ИТОГО | | | | 21319,51 | 76702,61 | |
| З/плата | руб. | | | 17565,24 | | 17565,24 |
| Отчисления соц страху | руб. | | | 6396,51 | | 6396,51 |
| Цеховые расходы | руб. | | | 100301,32 | | 100301,32 |
| в т.ч. амортизация цеха | руб. | | | 18243,7 | | 18243,7 |
| вспомог.цехов | руб. | | | 1857,3 | | 1857,3 |
| Общезаводские расходы | руб. | | | 34353,37 | | 34353,37 |
| в т.ч. амортизация | руб. | | | 34353,37 | | 34353,37 |
| Заводская себестоимость | руб. | | | 197018,69 | | 197018,69 |
| Общекомбинат расходы | руб. | | | 0 | | 0 |
| Прочие расходы | руб. | | | 0 | | 0 |
| Производственная с/сть | руб. | | | 0 | | 0 |
| Внепроизводственные расходы | руб. | | | 0 | | 0 |
| Полная себестоимость | руб. | | | 0 | | 0 |
Таблица 8.8 - Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования за год
| Статьи расхода | Сумма, руб | Методика расчета |
| 1.Амортизация оборудования | 486942 | Таблица 8.2 |
| 2. Содержание оборудования: а) зар. плата вспомогательных рабочих | 396435 | Таблица 8.5 |
| б) отчисления на соц.страхование | 105848 | 26,7% от зар.платы всп.раб. |
| 3. затраты на электроэнергию для двигателей | 170188 | Таблица 8.7 |
| 4. Все виды ремонтов | 454486 | 7% от сметной стоимости оборудования |
ИТОГО | 1613899 | |
| 5) Прочие расходы на содержание и эксплуатацию оборудования | 161390 | 10-20% от суммы затрат по статьям 1-4 |
| ВСЕГО: | 1775289 |
Таблица 8.9 - Смета цеховых расходов за год
| Статьи расходов | Сумма, руб. | Методика расчета |
| 1. Содержание цехового персонала. | 1210555 | Таблица 8.6 |
| 2. Отчисления на соц.и мед. страхование. | 323218 | 26,7% от содержания цехового персонала |
| 3. Амортизация зданий и сооружений | 7397766 | Таблица 8.1 |
| 4. Содержание зданий и сооружений. | 3698883 | 5% от сметной стоимости зданий |
| 5. Текущий ремонт зданий и сооружений | 4438660 | 6% от сметной стоимости зданий |
| 6. Охрана труда. | 713305 | 15% от ФЗП |
| ИТОГО: | 17782387 | сумма статей 1-6 |
Прочие расходы | 1778238 | 10% от суммы статей |
| ВСЕГО: | 19560625 |
Таблица 8.10 – Технико-экономические показатели проекта
| Наименование показателей | Единица измерения | Количество. |
| 1. Годовой выпуск продукции | | |
| а) в натуральном выражении | тн | 275 |
| б) стоимость в оптовых ценах | | 44000000 |
| 2. Капитальные затраты всего | руб. | 7349182 |
| 3. Удельные капитальные вложения | руб. | 26724 |
| 4. Численность работающих, всего | чел. | 58 |
| в. т.ч. рабочих | чел. | 44 |
| 5. Производительность труда | | |
| а) одного работающего | т/чел | 4.74 |
| б) одного рабочего | т/чел | 6.25 |
| 6. Цеховая себестоимость тонны продукта | руб. | 133650 |
| 7. Годовая сумма прибыли | руб. | 7246250 |
| 8. Рентабельность | % | 19.7 |
| 9. Фондоотдача | % | 5.98 |
| 10.Срок окупаемости | год | 1,01 |
| 11. Годовой экономический эффект | руб. | 51451950 |
| 12.Экономия от снижения себестоимости | руб. | - |
R=(прибыль/пол.себестоемость)·100=(7246250/133650·275)·100=19.7% (8.15)
Ф=опт.цена · мощн/КВ=(160000·275)/7349182=5.98% (8.16)
Срок окупания=КВ / прибыль=7349182/7246250=1.01 год (8.17)
Годовой экономический эффект:
Э=(С+Е·К)·В=(133650+0.2·26724)·275=51451950 (8.18)
К- удельные капитальные вложения.
В- мощность по проекту.
Е- коэфф. Эффективности (0.15-0.2)
Список литературы
1. ГОСТ 18172-80. Пигмент желтый железоокисный. – Взамен ГОСТ 18172-72; введ..1981. – 01-01.-М.: Изд-во стандартов, 1980.-с.8.
2. ГОСТ 10690-73. Калий углекислый технический (поташ) Взамен ГОСТ 10690-63; введ. 1975.-01-01.- М.: Изд-во стандартов, 1981.- с.23.
3. ГОСТ 21907-76. Циркония двуокись. Введ. 1977.-01-01.-М.: Изд-во стандартов, 1981.- с.19.
4.ГОСТ 2912-79. Хрома окись техническая. – Взамен ГОСТ 2912-73; введ. 1980.-01-01.-М.: Изд-во стандартов, 1981.-с.24.
5. ГОСТ 9285-78. Калия гидрат окиси технический. Введ.1980.-01-01.-М.: Изд-во стандартов, 1989.- с.24.
6. ГОСТ 8136-85. Оксид алюминия активный. - Взамен ГОСТ 8136-76; введ.1986.-01-07.-М.: Изд-во стандартов,1985.-с.13.
7. ГОСТ 18307-78. Белая сажа.- Взамен ГОСТ 18307-72; введ.1979.-01-01.-М.: Изд-во стандартов, 1978. –с.21.
8. ТУ 2173-002-12988979-95. Катализатор КИМ-1. Введ. с 01.09.75 до 01.09.80.-15 с.
9. Павлов С.Ю. Перспективы развития производства изопрена и полиизопренового каучука/ С.Ю. Павлов, А.А. Суровцев// Химическая промышленность.- 1997.-№7.-С.12-19.
10 Тюряев И.Я.Теоретические основы получения бутадиена и изопрена методами дегидрирования / И.Я. Тюряев. - Киев: Наукова думка,1973. -271 с.
11. Огородников С.К. Производство изопрена/ С.К. Огородников, Г.С. Идлис.- Л.: Химия, 1973.-296с.
12. Катализаторы дегидрирования низших олефиновых, парафиновых и алкилароматических углеводородов/ Г.Р. Котельников [и др.]. - М.: ЦНИИТЭ нефтехим, 1978.-81с.
13. Дегидрирования олефинов/ Л.М. Плясова [и др.]// Кинетика и катализ. 1976.-Т.17.- №3.- С.750-757.
14. Изучение фазового состава железохромкалиевого катализатора в условиях реакции дегидрирования н-бутиленов/, Л.М. Плясова [и др.]// Кинетика и катализ.-1976.-Т.17.-№5.-С. 1295-1302.
15. Каталитическая активность железохромкалиевой системы в реакции дегидрирования н.-бетенов/ М.М. Андрушкевич [и др.]// Кинетика и катализ.- 1978.-Т.19.-№2.- С. 360-365.
16. Особенности фазового состава железохромкалиевого катализатора в условиях реакции дегидрирования н-бутенов/ М.М. Андрушкевич [и др.]// Кинетика и катализ- 1978.-Т.19- №2.-С. 422-427.
17. Особенности текстуры катализаторов на основе феррита калия/ В.В. Молчанов [и др.]// Кинетика и катализ.- 1988.-Т.29.-№1.-С.248-252.
18. Hirano T. Appl. Catal.,1986, vol.26,p.81
19. Hirano T. Appl. Catal.,1986, vol.26,p.87
20. Основной органический синтез и нефтехимия: межвуз. сб. науч. тр.- Ярославль: ЯПИ,1987.-№23.-С. 40-44.
21. Hattory T. et al. Koguo Kagaku Zasshi,1969, vol.72, р.2188
22. Lee E.H. Catal. Rev., 1973, vol.8, р.285
23. Vijh A.K.J. Chim. Phys., Phys.- Chim. Biolog,1975, vol.72, №1
24. Лай Уцзян, Бай Чжэнчу Сямэнь дасюэ сюэбао. Цзютай кэсюбань, 1984, Т.23,№3,с. 349-358
25. Лай Уцзян, Бай Чжэнчу, Цуйхуа сюэбао, 1986, Т.7, №2, с.147-153
26. Бабенко В.С. Закономерности саморегенерации оксидных железокалиевых катализаторов в присутствии водяного пара/ В.С. Бабенко, Р.А. Буянов// Кинетика и катализ.-1986.-Т.27.-№ 2.-С. 509-513.
27. Усовершенствование применяемых и создание новых промышленных катализаторов дегидрирования парафиновых, олефиновых и алкилароматических углеводородов/ Г.Р. Котельников, А.К. Бушин//Промышленность синтетического каучука.-1976.-№6.-С.5-8.
28. Базовый состав системы оксид железо-щелочной металл при термообработке в Различных средах/А.С. Окунева [и др.]// Промышленность синтетического каучука,шин и резиновых технических изделий.-1987.-№7.-С. 4-6.
29. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Введ. 1990.-01-01.-М.:Изд-во стандартов 1989.-с.78.
30. ГОСТ 26-2045-77. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета. Введ. 1990.-01-01.-М.:Изд-во стандартов 1989.-с.78.
Размещено на Allbest.ru
