Основы проектирования производств основного органического синтеза3

УДК 66.001 ББК 35.61

П61

Рецензенты: канд. хим. наук Н.П. Углев

(Пермский национальный исследовательский политехнический университет);

главный специалист технологического отдела И.В. Ершов (Пермский филиал ОАО ВНИПИнефть)

Пепеляев, С.Н.

П61 Основы проектирования производств основного органического синтеза: учеб.-метод. пособие / С.Н. Пепеляев. – Пермь: Изд-воПерм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 72 с.

ISBN 978-5-398-00819-7

Рассмотрены вопросы организации проектных работ, этапы проектирования химических цехов, а также общие вопросы проектирования оборудования, трубопроводов и арматуры.

Предназначено для студентов специальности «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов» очной и заочной форм обучения.

УДК 66.001 ББК 35.61

2

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Производства основного органического синтеза (ООС) отличаются многообразием химических и технологических процессов, что полностью относится и к оборудованию, применяемому для их оформления.

Разработка технологической схемы производства, подбор оборудования, его обвязка и компоновка при осуществлении проектных работ – процесс трудоемкий, длительный и требует высокой доли ответственности. Сутью проектирования любого химико-техно- логического процесса является соединение химической идеи с инженерным поиском, диктуемым экономическими, экологическими

идругими факторами. Конечным результатом проектирования являются текстовые и графические материалы, которые описывают

иизображают с минимально необходимой степенью детализации будущее предприятие и его составные части в отдельности.

Внастоящем пособии рассматриваются такие вопросы, как организация проектных работ, этапы проектирования химических цехов, а также общие вопросы проектирования оборудования, трубопроводов и арматуры.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов специальности 240403 (250400) «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов».

4

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ

Целью проектирования любого химико-технологического процесса является соединение химической идеи с инженерным поиском, диктуемым экономическими, экологическими и другими факторами. Конечным результатом проектирования являются текстовые и графические материалы.

1.1. Организация проектных работ

Проектирование цехов и заводов осуществляется проектными организациями. В каждой отрасли промышленности выделяются головные проектные институты и их периферийные филиалы. Разработка проекта может выполняться с участием нескольких проектных и изыскательских организаций. Генеральным проектировщиком при этом является проектная организация, разрабатывающая технологическую часть основного производства или проект основных объектов строительства. Обычно это головной проектный институт.

Специализированные проектные организации могут выполнять по заданиям генеральных проектных организаций отдельные части проекта: строительную, теплоэнергетическую, санитарно-техничес- кую, проектирование внешних сетей и сооружений водопровода, канализации, газификации и т.п. или проектирование отдельных видов оборудования и сооружений, таких как печи, установки кондиционирования и т.п.

На головной проектный институт возлагается проведение единой технической политики в проектировании предприятий отрасли, зданий и сооружений, обобщение и распространение передового отечественного и зарубежного опыта, оказание технической помощи прикрепленным к нему проектным организациям, внедрение новейших технологических процессов и прогрессивных объемнопланировочных решений, обеспечение нормативными и методическими указаниями. При этом наиболее сложные проекты своего

5

профиля выполняет головной проектный институт. В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности технологическое проектирование осуществляют ВНИПИНефть, Гипрокаучук, Резинопроект. Эти проектные институты являются головными и подчиняются министерству. Заказчиком проекта для генеральной проектной организации является директор строящегося предприятия или организация, уполномоченная министерством (ведомством). Заказчиком проектных работ для специализированных проектных организаций является генеральная проектная организация.

Структура проектной организации зависит от профиля ин-

ститута, характера и объема выполняемых работ. Однако общая структура по подразделениям является практически одинаковой для большинства проектных организаций. Отличие проявляется только в том, что вместо производственных отделов могут быть производственные секторы или группы, то есть более мелкие подразделения; соответственно может меняться подчиненность этих групп.

Основными отделами, осуществляющими технологическое проектирование, являются: монтажно-технологический отдел (МТО), проектно-конструкторский отдел (ПКО), строительный отдел, отдел генплана и коммуникаций, отдел изысканий, отдел технологического проектирования.

Монтажно-технологические отделы осуществляют проектирование технологических производств, то есть основных цехов завода. В головной проектной организации может быть несколько (4–5) монтажно-технологических отделов. При этом отделы специализируются по стадиям производственного процесса (синтез исходных продуктов, синтез каталитических систем, синтез конечных продуктов, переработка готовых продуктов). Монтажно-технологические отделы занимаются компоновкой технологических схем путем подбора стандартного оборудования и работают совместно со строительными отделами, так как размещение оборудования цеха всегда связано с конструкцией цехового здания.

Нестандартное оборудование разрабатывается проектноконструкторским отделом, который получает задание на разработку

6

оборудования от монтажно-технологического отдела. Отдел технологического проектирования занимается разработкой технологических регламентов на процессы. Отдел изысканий осуществляет гео- лого-изыскательские работы на площадке для строительства цеха. К этим работам относится определение рельефа площадки, характера грунтов, уровня грунтовых вод. Отдел генплана и коммуникаций осуществляет проектирование генплана, включая основные и вспомогательные цеха и складские помещения, а также общезаводские и внутрицеховые трубопроводы.

Специализированными отделами проектной организации могут быть сантехнический, энергетический (теплоэнергетический), отдел КИПиА, технико-экономический отдел, отдел вычислительной техники. Специализированные отделы разрабатывают соответствующие части проекта.

В состав проектной организации входят также вспомогательные подразделения и обслуживающие отделы. К вспомогательным подразделениям относится копировальное бюро, машинописное бюро, фотолаборатория, светокопировальная, электрографическая и переплетная мастерские, технический архив. К обслуживающим отделам относятся отдел кадров, планово-производственный отдел, админи- стративно-хозяйственный отдел, бухгалтерия, отдел снабжения, секретариат, экспедиция.

Филиалы головных проектных институтов могут выполнять комплексное проектирование предприятий или разработку отдельных специальных частей проекта при общем техническом руководстве со стороны головного проектного института. На заводах отрасли проектные институты могут создавать проектные группы для выполнения на месте чертежей по небольшим объектам для устранения обнаруженных неувязок в рабочих чертежах и внесения в чертежи изменений, связанных с местными условиями, заменой материалов и другими причинами, то есть для оперативного решения вопросов, возникающих в процессе строительства цеха.

Кроме рассмотренных подразделений, в состав проектной организации входят также техотдел, отдел НОТ, научно-исследо-

7

вательская часть. Техотдел направляет техническую политику института, оказывает помощь производственным отделам в выборе наиболее рациональных проектных решений, контролирует качество разработанных проектов, рассматривает и дает заключения для технического совета. Технический совет – консультативный орган при директоре института рассматривает разработанные проекты с целью обеспечения наибольшей эффективности проектируемого строительства и производства. Научно-исследовательская часть включает патентный отдел и отдел научно-технической информации. Эти отделы помогают выполнять проектирование с учетом новейших достижений науки и техники.

Порядок разработки проектной документации. Проектиро-

вание предприятий осуществляется в две стадии: разработка технического проекта и разработка рабочих чертежей. Возможно проектирование также в одну стадию путем разработки технорабочего проекта, т. е. совмещенного выполнения рабочих чертежей с техническим проектом. Одностадийное проектирование позволяет сократить сроки проектирования на 30–35 %, поэтому проектирование, как правило, должно выполняться в одну стадию. Двухстадийное проектирование применяется толькодля крупныхисложныхобъектов.

За правильность технических решений, сроки выполнения и технико-экономические показатели проекта несет ответственность главный инженер проекта. Он же осуществляет координацию и увязку всех разделов проекта.

Технический проект состоит из следующих частей: технологическая (технологические расчеты, компоновочный план здания, цеха или предприятия), архитектурно-строительная (промежуточные строительные чертежи), санитарно-техническая (определение объема общеобменной вентиляции и мощности вентиляционных установок, их числа и размещения, задание строительному отделу на антресоли и места размещения установок общеобменной вентиляции), электротехническая (схемы магистральных сетей электроснабжения, схемы распределительных сетей, проекты освещения зданий, сооружений, корпусов, установок, задание строительному отделу на

8

размещение трансформаторных подстанций, распределительных устройств и высокочастотных станций в производственных и вспомогательных корпусах), теплоэнергетическая (планы размещения тепловых вводов в производственные корпуса, схемы магистральных сетей газо- и энергоснабжения, планы размещения холодильных, компрессорных, углекислотных, ацетиленовых станций, рамы для хранения спецгазов), генплан и общезаводской транспорт (план района размещения завода с указанием сетей, сооружений, автомобильных и железнодорожных подъездных путей, генплан завода, вертикальная планировка территории, план подземных промышленных сетей), технико-экономическая (смета производства, себестоимость готовой продукции завода, сметы на отдельные объекты, сводка затрат).

Рабочие чертежи разрабатываются на основе утвержденного технического проекта. При разработке рабочих чертежей уточняются решения, принятые в техническом проекте.

Нестандартизованная аппаратура разрабатывается в проектной организации (технический проект, состоящий из расчетов и чертежей общего вида и наиболее ответственных узлов), а затем в конструкторском бюро машиностроительного завода (рабочие чертежи). Проектирование крупных предприятий начинается с разработки схемы генплана предприятия с учетом его дальнейшего развития, а также с разработки основных проектных решений, являющихся основной частью технического проекта и позволяющих определить стоимость строительства.

Авторский надзор. Авторы проекта принимают участие в строительстве объекта, его пуске и доведении до проектной мощности. Представители проектной организации периодически выезжают на строительную площадку и ведут наблюдение за соответствием возводимых сооружений проекту. О всех замеченных отступлениях сообщают руководству проектной организации и строительномонтажной организации. Они рассматривают и согласовывают изменения в проекте, направленные на улучшение качества строяще-

9

гося объекта и снижение его стоимости. К числу таких изменений относятся изменения в конструкции нестандартизованного оборудования при разработке рабочих чертежей на машиностроительном заводе и необходимость замены стандартного оборудования на аналогичное оборудование с иными техническими характеристиками. Это влечет за собой проверку по новым данным строительных конструкций, трубопроводов, электропроводов и т.п.

Деятельность представителей проектной организации отражается в журнале авторского надзора. Представители проектной организации могут принимать участие в пусконаладочных работах, оперативно решая вопросы, связанные с устранением неполадок.

1.2. Проектирование химических цехов

Все помещения и отделения цеха делятся на три группы: основные производственные, вспомогательные производственные, обслуживающие и административно-хозяйственные. В основных производственных помещениях размещается технологическое оборудование. К вспомогательным помещениям относятся венткамеры, электроподстанции, лаборатории, ремонтно-механические мастерские. К третьей группе относятся бытовые помещения и конторы.

Основные производственные помещения включают аппарат-

ные отделения, прицеховой склад сырья, насосно-компрессорные отделения, тепловойпункт, операторное ианализаторное помещения.

Размеры аппаратных отделений определяются размерами устанавливаемого оборудования. Для удобства обслуживания и ремонта необходим свободный доступ к каждому со всех четырех сторон. Проход между аппаратами должен быть не менее 1 м. Технологические аппараты обычно снабжаются значительным количеством трубопроводов с запорной арматурой и приборами автоматики. Как правило, обвязка аппарата увеличивает потребную площадь для его размещения на 40–50 %.

Прицеховой склад сырья служит для создания определенного запаса сырья. Склады могут быть закрытыми и открытыми (площад-

10