ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Порядок разработки проектов и участие проектантов в их Н реализации из "Основы технологического проектирования производств органического синтеза" Вопросы, связанные с масштабированием и с возможностью воспроизведения ранее разработанных процессов в промышленных аппаратах, следует рассматривать в начале предпроектных разработок. [c.50] Коэффициент масштабирования К определяется делением заданной производительности проектируемого производства (в час, сутки, год) на производительность той установки, по которой имеются данные, закладываемые в проект. Рекомендации для общего критерия допустимого коэффициента масштабирования отсутствуют. Идеальным коэффициентом будет единица, при этом проектировщик должен без ошибок воспроизвести в проекте существующий технологический процесс. При коэффициенте масштабирования К —2 — 5 следует проработать два варианта проекта с увеличением числа агрегатов без изменения производительности единичного проектного агрегата и с увеличением его производительности в 2—5 раз по сравнению с исходной. Для ряда крупно-тоннажных производств допустимо увеличение производительности проектируемого агрегата не более чем в 10 раз по сравнению с действующим агрегатом. [c.50] Исходные данные для проектирования крупного производства анилина методом контактного восстановления нитробензола водородом были получены при ведении процесса в одной трубке, заполненной катализатором. Сохранив диаметр этой трубки и высоту ее заполнения катализатором и использовав полученные для нее данные (о режиме конверсии нитробензола и активации катализатора, о тепловом эффекте процесса, коэффициентах теплопередачи, устойчивости материала трубок к действию температуры и реакционных газов, о составе контактных газов и др.), проектировщики разработали промышленный агрегат из 2000 таких трубок (коэффициент масштабирования для агрегата К = 2000, для одной трубки К = 1). Спроектированный агрегат был введен в эксплуатацию без существенных затруднений. [c.50] В производстве хлорбензола исходные данные были получены на лабораторном аппарате диаметром 40 мм. В процессе лабораторных испытаний установили, что устойчивый режим хлорирования создается в колоннах с затопленной насадкой. Этот режим поддается точному расчету, и спроектированный на его основе производственный хлоратор диаметром 600 мм (коэффициент масштабирования К = 225) был введен в эксплуатацию без затруднений. [c.50] В обоих описанных случаях исходные данные, полученные в аппаратах малых размеров, дали возможность провести точный тепловой, гидродинамический и кинетический расчеты промышленного агрегата. [c.50] Наиболее трудно масштабировать процессы со сложной гидродинамической обстановкой (процессы в кипящем слое твердых веществ или связанные с перемешиванием суспензий и т. д.). Трудно поддаются масштабированию и процессы, сопровождающиеся побочными реакциями в случае изменения времени пребывания реакционной массы в аппарате или местных перегревов и переохлаждений, а также процессы, в которых возможно возникновение нежелательных цепных реакций (обычно они обрываются на стенках аппаратов). [c.51] В Ленинградском технологическом институте была разработана сушилка с кипящим слоем Ч Авторы ее конструкции не согласились увеличить диаметр с 400 до 1600 мм К = 16) без проверки укрупненного аппарата в масштабе 1 1. Это требование оказалось правильным, так как укрупненная сушилка обеспечивала значительно большую производительность, чем следовало из предварительных расчетов. [c.51] В НИОПиК в свое время был разработан непрерывный процесс получения анилина восстановлением нитробензола чугунной стружкой. В основном аппарате-г-редукторе реакция протекала в очень сложных, не поддающихся расчету гидродинамических условиях (медленное движение стружки, превращавшейся в ходе реакции в окислы железа, в среде обводненного нитробензола и анилина с одновременным испарением смеси анилина с нитробензолом пары барботиро-вали через слой жидкости и в свою очередь реагировали с чугунной стружкой). Авторы процесса считали необходимым проверку его в масштабе 1 2, что также оказалось обоснованным. В ходе испытаний пришлось переделать ряд сложных конструктивных узлов аппарата и уточнить режим восстановления. В производстве активных красителей процесс ацилирования проводится в аппаратах периодического действия, цианурхлорид находится в реакционной массе в виде суспензии. [c.51] Авторы этого метода отказались санкционировать увеличение объема аппаратов в 40 раз (ссылаясь на невозможность масштабирования гидродинамического режима в аппарате) и предложили испытать аппарат промышленного размера. Действительно, было трудно предугадать и рассчитать скорость реакции между сравнительно крупными частицами цианурхлорида и другими веществами, находящимися в растворе, при увеличении емкости реакторов в 40 раз. Проектировщики предложили вводить цианурхлорид в реактор в препарированном виде, и опыт подтвердил правильность этого. Были определены условия, в которых реакция успешно заканчивалась при обычном перемешивании реакционной массы. Продолжительность реакции в аппарате емкостью 3 лА уменьшилась вдвое по сравнению с длительностью в таком же реакторе емкостью 1 м . [c.51] Из сказанного ясно, что при анализе исходных данных в отношении надежности их масштабирования проектант должен детально изучить не только рекомендованный к проектированию режим, но и возможность последующего безошибочного расчета производственных агрегатов. [c.51] В капиталистических странах, выпуская на рынок новый продукт, не имеющий установившейся мировой цены, фирма-поставщик предварительно оценивает дополнительную прибыль, которую может получить при использовании этого продукта фирма-потреби-тель, и рассчитывает приемлемую для покупателя цену на готовые изделия, в производстве которых может быть применен новый продукт. Исходя из этих данных, фирма-поставщик может установить цену на новый продукт, обеспечив себе максимально возможную прибыль. Право на монопольный выпуск нового продукта закрепляется патентами (если фирма не сочтет более приемлемым вообще засекретить данный способ производства). [c.53] Приведем пример. Для защиты полимерных материалов от старения в них вводят стабилизаторы, что способствует удлинению срока эксплуатации изделий (например, автомобильных покрыщек) в 2 раза и более. Самыми ценными считаются те стабилизаторы, которые не только надежно защищают полимеры от старения, но и не вызывают потемнения или изменения цвета изделий, а также нетоксичны. Количество потребляемых стабилизаторов составляет 2—3% от веса полимерных материалов, в которые их вводят. [c.53] Мировые цены на стабилизаторы типа аминов колеблются от 1,1 до 3,3 долл. за 1 кг (в среднем около 2 долл.). Пять фирм выпускают стабилизаторы фенольного типа по цене 7,9 долл. за 1 кг, получая прибыль минимум по 4,5 долл. за 1 кг, что составляет не менее 40% вложенного в производство капитала. Повыщение цены на этот новый стабилизатор с 2 до 7,9 долл. вызывает удорожание 1 кг готовых изделий всего на 15 центов, что, видимо, приемлемо для заводов-потребителей этого стабилизатора, которые выпускают светлые и окращенные изделия и ожидают увеличения спроса на них. Указанную выше прибыль фирма, выпускающая эти стабилизаторы, будет получать до тех пор, пока другие фирмы-производители стабилизаторов не разработают новый продукт с лучшими потребительскими свойствами или меньшей себестоимостью. Если же организация производства нового продукта задержится, он может оказаться уже ненужным и фирма-поставщик вместо ожидаемой прибыли получит убытки. [c.53] Таким образом, основным содержанием работы технолога при анализе исходных данных являются ознакомление с отраслями народного хозяйства, потребляющими проектируемый продукт, для уточнения заданной мощности производства и очередности строительства проверка экономической целесообразности химической схемы синтеза, рекомендованной заказчиком проверка наличия в рекомендованных исходных данных всех параметров, необходимых для надежных инженерных расчетов технологического процесса и оборудования формулирование обоснованных требований к заказчику и организациям, работающим по его заданию, на проведение дополнительных исследований и других работ, без которых нельзя приступить к проектированию. [c.53] Вернуться к основной статье