高分子材料工厂工艺设计
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2.1 工艺路线的确定

2.1.1 要考虑的因素

产品生产的技术方案或工艺路线的确定,主要考虑的因素如下。

(1)技术上可行

技术上可行是指建设投产后,能生产出产品,且质量指标、产量、运转的可靠性及安全性等既先进又符合国家标准,这对实验室研究项目成果的工程化尤为重要。

(2)经济上合理

经济上合理是指生产的产品具有经济效益,这样工厂才可能正常运转。对有些特殊的产品,为了国家需要和人民的利益,主要考虑社会效益或环境效益,而经济效益相对较少,这种项目也是需要建设的,但其只能占工厂建设的一定的比例,是企业可以承受的,不影响工厂整个生产。

(3)原料的纯度及来源

原料的纯度对生产有很大的影响,尤其是无机添加物,常以矿物为原料。由于长期开采,矿的品位下降,结果将影响企业的生产成本及效益。因此,对这类产品应了解我国的矿产资源情况。此外还要了解原料的国内、外市场状况。

(4)公用工程中的水源及电力供应

水源与电源是建厂的必备条件,在水资源有些缺乏地区建设工厂时,应加以注意,以避免发生建厂后不能正常生产的情况。

(5)环境保护

环境保护是建设工厂必须重点审查的一项内容,像聚合物合成之类的企业容易产生三废。我国目前对环境保护已经十分重视,设计时应防止新建的工厂对周围环境产生严重污染。为此,对三废污染严重的工艺路线应避免采用,工厂的排放物必须达到国家规定的排放标准,符合环境保护法的规定。

(6)安全生产

安全生产是工厂生产管理的重要内容。高分子工业是一个易发生火灾和爆炸的行业,因此要从设备上、技术上、管理上对安全予以保证,严格制订规章制度、对工作人员进行安全培训是安全生产的重要措施。同样对有毒产品或生产中产生的有毒气、液体和固体,应采用相应的措施避免外溢,达到安全生产的目的。

(7)国家有关的政策及法规

设计还必须遵循国家和行业的设计规范和相关的政策、法规。其中主要的列举如下:

①化工企业总图运输设计规范  HG/T 20649—1998

②工矿企业总平面设计规范  GB 50187—1993

③化工装置设备布置设计规定 HG 20546—92

④石油化工给水、排水管道设计图例 SH 3089—1998

⑤石油化工管道器材标准(合订本1996年) SH 3401—3410

⑥石油化工管道布置设计通则 SH 3012—2000

⑦石油化工企业给水、排水系统设计规范  SH 3015—2003

如若以上各因素中任意一项未达到规定要求,均可以否定此项目的建设,因此对每一因素均要仔细进行评审,以免造成重大损失,这是建设单位及设计单位必须慎重考虑的。

2.1.2 工艺线路评价原则

(1) 先进性

工艺技术路线首要条件是技术上可行和经济上合理,为了能有较高的经济效益,技术上要尽可能先进,体现当代工业水平的企业,才可能有较大的竞争能力。技术上先进主要考虑技术经济指标优良,原材料及能源消耗少,成本低,此外生产工厂环境优良,生产安全,产品质量好。在评价时,应在同一规模情况下进行比较,以避免规模效应的影响。

(2)可靠性

可靠性是指所选择的工艺路线是否成熟可靠。如果采用的技术不成熟,就会影响企业正常生产,甚至不能投产,造成极大的浪费。因此,对尚处于试验阶段的新技术、新工艺、新设备应慎重对待,要防止只考虑先进性,而忽视装置运行的可靠性。

应避免将新建厂设计成试验工厂,对将实验室成果转化为工业化的新建厂,应坚持要求提供较完整的基础设计;另一方面,如果实验数据完整可靠,设计人员要以创新的劳动使装置能可靠地运行。

(3)是否符合国情

我国是一个发展中国家。在评价中,不能单纯只从技术观点,而应从我国的具体情况出发考虑各种具体问题。生产工艺流程设计要考虑的问题如下。

①消费水平及消费趋势;

②机械设备及电气仪表的制造能力;

③原材料及设备用金属、非金属材料的供应情况;

④环境保护的有关规定和生产中三废排放情况;

⑤劳动就业与生产自动化水平的关系;

⑥资金筹措和外汇储备情况。

上述三项原则必须在技术路线和工艺流程论证或选择中全面衡量,综合考虑。设计人员采取分析对比的方法,根据建设项目的具体要求,选择先进可靠的工艺技术,竭力发挥有利的一面,设法减少不利的因素。在设计时,要仔细研究设计任务书中提出的各项原则要求,对收集到的资料进行加工整理,提炼出能够反映本质的、突出主要优缺点的数据材料,作为比较的依据,从而使新建工厂的产品质量、生产成本以及建厂难易等主要指标达到比较理想的水平。

2.1.3 工艺路线确定的步骤

确定工艺路线一般要经过三个阶段。

(1)搜集资料,调查研究

这是确定工艺路线的准备阶段。在此阶段中,要根据建设项目的产品方案及生产规模,有计划、有目的地搜集国内外同类型生产厂的有关资料,包括技术路线特点、工艺参数、原材料和公用工程单耗、产品质量、三废治理以及各种技术路线的发展情况与动向等技术经济资料。掌握国内外企业技术经济的资料,仅靠设计人员自己搜集是不够的,还应取得技术信息部门的配合,有时还要向咨询部门提出咨询。具体内容见资料准备。

(2)落实设备

设备是完成生产过程的重要条件,是确定工艺路线时必然会涉及的因素。在搜集资料过程中,必须对设备予以足够重视。对各种生产方法中所用的设备,分清国内已有定型产品的、需要进口的及国内需要重新设计制造的三种类型,并对设计制造单位的技术力量、加工条件、材料供应及设计、制造的进度加以了解。

(3)全面分析对比

全面分析对比的内容很多,主要比较下列几项。

①几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势;

②产品的质量情况;

③生产能力及产品规格;

④原材料、能量消耗情况;

⑤建设费用及产品成本;

⑥三废的生产及治理情况;

⑦其他特殊情况。