Text
                    М. Г. РУДИН
Г. Ф. СМИРНОВ
Проектирование
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ
И НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ
ЗАВОДОВ
Ж
Ленинград
„Химия"
Ленинградское отделение
1984

6П7.43 Р832 УДК 624.041:665.5 Рудин М. Г., Смирнов Г. Ф. Проектирование нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов. — Л.: Химия, 1984.— 256 с., ил. Приведены основные этапы проектирования нефтеперерабатываю- щих и нефтехимических заводов и vct3H0bok. Освещены вопросы, связанные с созданием технологической части проекта, расчетом аппаратуры и оборудования. Рассмотрены проблемы энергоснабжения предприятий и проектные решения в области организации производ- ства, охраны природы, снабжения заводов сырьем н вспомогатель* ними средствами. Предназначена для инженерно-технических работников предприя- тий и проектных, организаций нефтеперерабатывающей, нефтехими- ческой и смежных отраслей промышленности. Будет полезна также студентам вузов и учащимся техникумов. 256 с., 29 рис., 20 табл., список литературы — 66 названий. Рецензент — Главный эксперт Управления экспертизы проектов МНХП СССР В. Д. Козлов Инн. 7 6 4 7 Ьиблиотека уни| МИХАИЛ ГРИГОРЬЕВИЧ РУДИН ГЕОРГИИ ФЕДОТОВИЧ СМИРНОВ ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ И НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ЗАВОДОВ Редактор Ю. К. Кузнецов Художник Ю. Б. Осенчаков Техн, редактор Л. Ю. Щукина Корректор А. В. Воробей ИБ № 1312 Сдано в набор 14.03.83. Подписано в печать 9.11.83. М-42736 Формат бумаги 60x90’/ie. Бумага тип. № 2. Литературная гарнитура. Высокая печать. Усл. Леч. л. 16,0. Усл. кр.-отт. 16,0. Уч.-изд. л. 18,54 Тираж 4500 экз. Зак* 261 Цена 1 р. ВО к. Изд. № 2224 Ордена «Знак Почета» издательство «Химия», Ленинградское отделение. 191186, г. Ленинград, Д-486, Невский пр., 28 2-я типография Воениздата. 191065, г. Ленинград, Д-65, Дворцовая пл., д. 10 2803020300-083 050(01)-84 © Издательство «Химия», 1981
ПРЕДИСЛОВИЕ Нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы (НПЗ и НХЗ) представляют собой сложные многоотраслевые предприя- тия, в состав которых входят различные инженерные сооруже- ния— технологические цеха и установки, объекты приема и хра- нения сырья и товарной продукции, многочисленные энергети- ческие службы и сооружения. Ежегодно на этих предприятиях вводятся новые производственные мощности. Постоянно осуще- ствляется строительство новых и расширение действующих заво- дов. Обеспечение строительства высококачественной проектно- сметной документацией представляет собой задачу большой го- сударственной важности. В предлагаемой книге обобщен опыт проектирования нефте- перерабатывающих и нефтехимических заводов, изложены основ- ные принципы разработки различных частей проекта, освещены вопросы организации проектирования. При работе над книгой авторы руководствовались общесоюз- ными нормативными документами по проектированию и строи- тельству (строительными нормами и правилами, государственны- ми стандартами), указаниями системы нормативной документа- ции для проектирования (СНДП) Всесоюзного промышленного объединения «Союзнефтеоргсинтез», стандартами комплексной системы управления качеством проектов, внедренной в институте «Ленги пронефтехим». Введение, гл. 2—6, 10, 11 написаны М. Г. Рудиным; гл. 1 и 9—Г. Ф. Смирновым, гл. 7 и 8 — совместно М. Г. Рудиным и Г. Ф. Смирновым. Авторы благодарят коллег, оказавших помощь советами при работе над рукописью, а также выражают признательность ре- цензенту В. А. Козлову за ценные замечания, учтенные при под- готовке книги к печати. 1*
ВВЕДЕНИЕ «Основные направления экономического и социального разви- тия СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года» преду- сматривают дальнейшее увеличение объемов капитального строи- тельства, основной задачей которого является наращивание про- изводственного потенциала страны на новой технической основе и развитие непроизводственной сферы. Рациональное, экономное использование капитальных вложе- ний в строительстве в значительной степени зависит от качества проектирования и уровня разработки проектно-сметной докумен- тации для строительства. В процессе проектирования закладыва- ются основы экономической эффективности будущего пред- приятия. Проектирование промышленного строительства выделилось в самостоятельную отрасль инженерного труда сравнительно не- давно. Ранее оно велось децентрализованно, проекты разрабаты- вались отделами или конторами заводов и трестов, конструктор- скими бюро научно-исследовательских институтов. Рост объемов строительства и, соответственно, увеличение масштабов проект- ных работ привели к необходимости создания сети проектных ин- ститутов, разрабатывающих проекты на-строительство объектов промышленного и жилищно-гражданского строительства. Одно- временно происходила -специализация отдельных групп проекти- ровщиков (технологи, механики, специалисты по водоснабжению и канализации, отоплению и вентиляции и др.). С целью повышения технического уровня проектирования про- ектные и изыскательские организации в нашей стране специали- зированы. Специализация осуществлена по отраслям промышлен- ности и народного хозяйства, по разделам и частям проектов, по территориальному признаку. В системе большинства промышлен- ных министерств и ведомств имеются институты, разрабатываю- щие комплексные проекты для строительства объектов этих ми- нистерств. Эти институты являются генеральными проектировщиками предприятий своих отраслей, изготавливают проекты и сметы на новое строительство, расширение, реконструкцию и техническое перевооружение фабрик, заводов, промышленных объединений, несут полную ответственность за весь комплекс технической до-’ кументации. По их поручению отдельные части проектов могут разрабатываться в порядке субподряда другими проектными ор- ганизациями. Так, проведение изыскательских работ генеральные проекти- ровщики поручают специализированным изыскательским органи- зациям союзных республик, на территории которых будет стро- иться предприятие; проектирование внеплощадочного водоснаб- жения и канализации передается институту «Союзводоканалпро- 4
ект», а проектирование внеплощадочного железнодорожного транспорта — институту «ПромтрансНИИпроект». Техническую документацию для жилищного и культурного строительства разрабатывают проектные институты Государ- ственного комитета по гражданскому строительству и архитек- туре, территориальные проектные организации союзных респуб- лик. Этим проектным организациям передается также проектиро- вание поселков, где проживает персонал строящихся крупных предприятий. Проектные организации Госстроя СССР разрабатывают строи- тельную часть проектов многих промышленных объектов, а так- же являются территориальными проектными организациями. В обязанности территориальных проектных организаций входит разработка схем генеральных планов промышленных узлов и схем упорядочения застройки действующих промышленных райо- нов, согласование заданий на проектирование промышленных предприятий и объектов с целью кооперирования объектов вспо- могательных производств, энергоснабжения, транспорта, водо- снабжения и канализации, а также возможности объединения проектируемых предприятий в промышленные узлы. Работы по созданию проектов нефтеперерабатывающих и неф- техимических заводов могут быть разделены на два вида —про- ектирование технологических установок и проектирование обще- заводского хозяйства, отличающиеся по объему и содержанию выполняемой технической документации. Ниже, в самостоятель- ных главах будут освещены вопросы, касающиеся технологичес- кой и других частей проектов установок нефтеперерабатываю- щих и нефтехимических заводов. В последние годы обязанности проектных организаций зна- чительно расширились — им поручено составление заказных спе- цификаций на оборудование и комплектация заводов генерально- го проектирования оборудованием и материалами, ведение ав- торского надзора за строительством и участие в пуске производств. Резко возросли требования к качеству проектно-сметной доку- ментации. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12 июля 1979 г. № 695 «Об улучшении планирования и усиле- нии воздействия хозяйственного механизма на повышение эффек- тивности производства и качества работы» предложено для ускорения проектирования и строительства предприятий и объ- ектов: 1) разрабатывать пятилетние планы проектно-изыскательских работ, развития сети и материально-технической базы проектных и изыскательских организаций в увязке с планами капитального строительства; 2) расчеты между заказчиком и проектно-изыскательскими организациями производить за полностью законченные и приня- тые заказчиком проекты на строительство предприятий, пуско- вых комплексов, очередей и объектов; 5
3) типовое и индивидуальное проектирование строительства промышленных предприятий и других объектов осуществлять, как правило, на конкурсной основе. Этим же постановлением определено, что техническая доку- ментация на строительство должна выдаваться до 1 июля того года, который предшествует году строительства. Конкретные мероприятия по улучшению организации проект- но-изыскательских работ намечены в Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 30 марта 1981 г. № 312 «О мерах по дальнейшему улучшению проектно-сметного дела». Постановле- ние обязывает министерства и ведомства СССР, проектные и изы- скательские организации обеспечивать при проектировании пред- приятий, зданий и сооружений: 1) реализацию достижений науки, техники и передового оте- чественного и зарубежного опыта в проектах; 2) высокую эффективность капитальных вложений за счет первоочередного наращивания мощностей путем технического пе- ревооружения и реконструкции действующих предприятий и про- изводств, внедрения высокопроизводительного оборудования, установок и агрегатов большой единичной мощности, использова- ния наиболее экономичных транспортных схем завоза сырья и вывоза готовой продукции; .3) рациональное использование земель, охрану окружающей среды, сейсмостойкость, взрыво- и пожаробезопасность объектов. Министерствам и ведомствам предложено разрабатывать и ут- верждать на планируемое и следующее за планируемым пятиле- тия основные направления проектирования зданий и сооружений, прогрессивные удельные показатели стоимости и материалоемко- сти по объектам строительства. Намечены меры по сокращению сроков и повышению качест- ва издания нормативных документов по проектированию и строи- тельству, обеспечению своевременного пересмотра устаревших норм, уточнению и упрощению . системы технического нормиро- вания. Большое значение будут иметь улучшение информации про- ектировщиков о достижениях отечественной и зарубежной науки, перестройка системы информации о выпуске и снятии с производ- ства различных видов промышленного оборудования, издание справочников лимитных цен на новое оборудование. Предусматривается также повышение ответственности участ- ников разработки проекта за его качество.
Глава 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЕКТИРОВАНИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 1.1. ЗНАЧЕНИЕ ПРОЕКТНО-СМЕТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ Проект является одним из важнейших звеньев научно-техниче- ского прогресса, связывающего науку, современную технику и тех- нологию с производством. Проектно-сметная документация (ПСД) представляет собой сумму текстовых и графических материалов, которые описывают и изображают с минимально необходимой степенью детализации будущее предприятие в целом и его составные части в отдельности. ПСД предназначается для капитального строительства и тех- нического перевооружения предприятий. Только на основе проект- ных разработок можно выявить оптимальный вариант будущего завода. Образно говоря, созданию предприятия в натуре пред- шествует его «строительство на бумаге». Строительно-монтажные организации осуществляют на основе ПСД возведение объектов в точном соответствии с замыслами проектировщиков. С помощью ПСД производственный персонал организовывает надежную и безопасную эксплуатацию предпри- ятия. 1.2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Проектирование предприятий нефтеперерабатывающей и неф- техимической промышленности осуществляется по заданиям заказ- чиков государственными проектными институтами Миннефтехим- прома СССР с привлечением проектных институтов других мини- стерств и ведомств. Заказчик ПСД. Применительно к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности заказчиком ПСД является госу- дарственная организация, которой предоставлено право капиталь- ных вложений в создание новых предприятий, зданий и сооруже- ний на земельном участке, отведенном ей по государственному акту, а также право капитальных вложений в реконструкцию и техническое перевооружение действующих предприятий. Заказчиком проекта нового завода на первой стадии проекти- рования обычно выступает Всесоюзное промышленное объедине- ние Миннефтехимпрома СССР, в подчинении которого этот завод будет находиться. После разработки и утверждения проекта (первая стадия проектирования) создается дирекция нового стро- 7
яШ,егося предприятия и функции заказчика-застройщика переда- ются ей. Заказ на дальнейшую разработку ПСД выдается уже дирекцией строящегося предприятия. Заказчиком ПСД на расширение, реконструкцию и техниче- ское перевооружение действующего предприятия является дирек- ция данного предприятия вне зависимости от стадии проектиро- вания. Функции заказчика-застройщика достаточно обширны. Они подробно изложены в «Справочном пособии заказчика-застрой- щика». Необходимо отметить, что заказчик является участником проектирования. В этом качестве он организует работу по выбору площадки строительства, составлению задания на проектирова- ние, ведет контроль за технической направленностью проектных разработок и осуществляет приемку завершенной ПСД. Государственный проектный институт является организацией, выполняющей проектные работы для капитальною строительства (новое строительство, расширение, реконструкция и техническое перевооружение). Его главная задача—разработка проектов на современном техническом уровне при минимально возможных за- тратах на строительство и эксплуатацию запроектированного предприятия. Государственные проектные институты и их должностные лица несут ответственность: за экономичность, надежность, безопас- ность и долговечность запроектированных объектов; за полноту и эффективность' мероприятий по технике безопасности, промсани- тарии и охране окружающей среды; за соответствие технико-эко- номических показателей, введенных в эксплуатацию объектов, по- казателям разработанного проекта; за решение всех связанных с проектированием вопросов, возникающих в процессе строитель- ства, монтажа, пуска и освоения объектов. В зависимости от дополнительно выполняемых функций госу- дарственный проектный институт может быть головным проект- ным институтом или проектным институтом — генеральным про- ектировщиком либо тем и другим одновременно. Деятельность государственных проектных институтов регламен- тируется «Положением о государственной проектной и изыска- тельской организациях, выполняющих работы для капитального строительства», утвержденным совместным постановлением Гос- строя СССР и Госкомтруда 31 декабря 1969 г. № 158/500. Головной проектный институт. Для повышения технического уровня проектирования предприятий из общего числа' государ- ственных проектных институтов Миннефтехимпрома СССР отби- раются институты, отличающиеся разработкой наиболее прогрес- сивных проектов, и утверждаются в качестве головных отрасле- вых проектных институтов. Проектные институты, специализи- рующиеся в разработке отдельных технологических процессов, на- значаются головными по данным процессам. Как правило, голов- ной отраслевой проектный институт одновременно является и го- ловным по некоторым технологическим процессам. Помимо обязан- 8
ностей обычного проектного института на головной проектный ин- ститут возлагается проведение единой технической политики в про- ектировании предприятий и технологических установок отрасли. Головной проектный институт имеет право контроля технических разработок, осуществляемых проектными институтами подотрас- ли, а также обязан оказывать им техническую помощь путем про- ведения консультаций и совещаний, рассмотрения проектов, обе- спечения информационными материалами и справочно-норматив- ной документацией. Подробно права и обязанности головного проектного институ- та изложены _ в «Типовом положении о головном проектном ин- ституте», утвержденном совместным постановлением Госстроя СССР и Стройбанка СССР 12 марта 1971 г. № 18/1. Проектный институт — генеральный проектировщик. Современ- ные НПЗ и НХЗ — весьма сложные и дорогостоящие комплексы разнообразных производств и обслуживающих их объектов. В проектировании нового завода, а также в расширении и рекон- струкции действующего завода всегда участвуют несколько госу- дарственных проектных институтов. Один из проектных институ- тов Миннефтехимпрома СССР назначается генеральным проек- тировщиком завода, а остальные проектные институты выступа- ют в роли субподрядных проектных организаций, выполняющих по заданиям генерального проектировщика проекты на отдельные объекты завода или разрабатывающие отдельные части проекта. Генеральный проектировщик возглавляет проектирование и непосредственно в нем участвует, привлекает к разработке про- екта субподрядные проектные и изыскательские институты, коор- динирует, увязывает и контролирует их работу, несет ответствен- ность за комплексную и качественную разработку проекта в уста- новленный срок, а также за единство изложения и оформления материалов во всех разделах проекта. Субподрядный проектный институт несет ответственность за качество разработанных им про- ектных решений и за соответствие проектных решений заданию генпроектировщика. Права и обязанности генерального проектировщика изложены в «Положении о проектной организации — генеральном проекти- ровщике», утвержденном постановлением Госстроя СССР 31 де- кабря 1969 г. № 151. Главный инженер проекта. Для технического руководства и организации разработки проекта генеральный проектировщик на- значает главного инженера проекта завода, а субподрядные про- ектные институты — главных инженеров проектов по тем объек- там завода, проекты на которые они разрабатывают. В некоторых случаях при проектировании наиболее крупных и сложных пред- приятий главный инженер проекта такого предприятия назнача- ется Миннефтехимпромом СССР. Успешная разработка проекта во многом зависит от деловых и личных качеств главного инженера проекта. На эту роль дол- жны назначаться наиболее квалифицированные и энергичные 9
инженеры с достаточным опытом работы, способные принимать самостоятельные решения, обладающие широтой кругозора, чув- ством ответственности и обязательно организаторскими способно- стями. Главный инженер проекта имеет достаточно широкие права, в том числе право приостанавливать производство отдельных видов строительно-монтажных работ, если эти работы выполняются с отступлением от проекта или с нарушением технических условий и правил производства работ. Главный инженер проекта действует согласно «Приложению о главном инженере, главном архитекторе проекта», утвержден- ному постановлением Госстроя СССР 31 декабря 1969 г. № 150. Общая ответственность участников проектирования. Кроме ин- дивидуальной ответственности участников проектирования, упо- мянутой в предыдущих разделах, заказчик ПСД, директор, глав- ный инженер и главный инженер проекта государственного про- ектного института — генерального проектировщика и субподряд- ного института на протяжении всего периода проектирования и строительства объекта несут совместную ответственность: 1) за соблюдение утвержденных технико-экономических пока- зателей; 2) за качество ПСД; 3) за правильное определение сметной стоимости и очередно- сти строительства; 4) за своевременную разработку и комплектность ПСД, пере- даваемой подрядчику; 5) за внесение в проекты в установленный срок изменений, рекомендованных в заключении экспертизы. Ошибки в определении сметной стоимости строительства объ- екта рассматриваются как нарушения государственной дисцип- лины. 1.3. ОСНОВАНИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПСД Проектирование новых, расширение, реконструкция и техниче- ское перевооружение действующих предприятий могут осущест- вляться только на основе утвержденных схем развития и разме- щения отраслей народного хозяйства и отраслей промышленно- сти, а также схем развития и размещения производительных сил по экономическим районам и союзным республикам. Это условие — первое из тех, которые дают право на разра- ботку ПСД, но не единственное. Решение о строительстве новых, особо крупных и сложных предприятий принимается Правитель- ством. Руководствуясь указанными схемами развития и размещения, Миннефтехимпром СССР составляет, согласовывает с Госпланом СССР и утверждает перечни вновь начинаемых строительством предприятий, а также перечни действующих предприятий, наме- чаемых к реконструкции и расширению, 10
На базе этих перечней аналогично составляются, согласовы- ваются- и утверждаются титульные списки строек и титульные списки проектно-изыскательских работ. На основании последних заказчик готовит, согласовывает и выдает генеральному проекти- ровщику утвержденное задание на проектирование. Вышестоящая инстанция включает данную работу в тематические планы про- ектно-изыскательских работ проектных институтов, которым пред- стоит участвовать в проектировании. Генеральный проектиров- щик заключает договоры с заказчиком и субподрядными проект- ными институтами на выполнение проектно-изыскательских ра- бот. Таким образом, в системе Миннефтехимпрома СССР основа- нием, дающим право на разработку ПСД для строительства кон- кретного объекта, является сумма документов, в каждом из кото- рых должен фигурировать данный объект: 1) утвержденная схема развития и размещения нефтеперера- батывающей и нефтехимической промышленности с обосновыва- ющими материалами, а также схема развития и размещения про- изводительных сил экономического района; 2) постановление Правительства о проектировании и строи- тельстве (в случае крупного и сложного предприятия); 3) титульный список проектно-изыскательских работ; 4) задание на проектирование; 5) тематический план проектно-изыскательских работ проект- ного института; 6) договор между заказчиком и проектным институтом на вы- полнение проектно-изыскательских работ. При двухстадийном проектировании основанием для разработ- ки ПСД на второй стадии (рабочей документации) служат: 1) утвержденный проект (разработанный на первой стадии проектирования); 2) внутрипостроечный титульный список капитального строи- тельства; 3) задание на проектирование; 4) тематический план проектно-изыскательских работ; 5) договор на выполнение проектно-изыскательских работ. Утвержденные схемы развития и размещения и четыре послед- них документа являются достаточным основанием для разра- ботки ПСД на техническое перевооружение. Схема развития и размещения нефтеперерабатывающей и неф- техимической промышленности выполняется по поручению Мин- нефтехимпрома СССР головным проектным институтом с при- влечением других проектных* институтов. Схема составляется на период 15 лет по пятилеткам, согласовывается с Госпланом СССР и утверждается Миннефтехимпромом СССР. Через каждые-пять лет схема уточняется на новый пятнадцатилетний период и утвер- ждается заново. В дополнение к схемам разрабатываются материалы с необхо- димыми расчетами, обосновывающие целесообразность проекти- П
рования, строительства, реконструкции или расширения предпри- ятий, определяется расчетная стоимость строительства (рекон- струкции) и другие основные технико-экономические показатели. Схемы развития и размещения производительных сил по эко- номическим районам и союзным республикам разрабатываются территориальными проектными институтами Госстроя СССР. 1.4. ВИДЫ И ХАРАКТЕР СТРОИТЕЛЬСТВА Капитальное строительство, для которого разрабатывается ПСД, делится по видам на промышленное, транспортное, сель- ское и жилищно-гражданское. В свою очередь каждый вид под- разделяется по характеру строительства на новое, реконструкцию, расширение и техническое перевооружение. Целью промышленного строительства является возведение и ввод в действие новых, а также расширение, реконструкция и техническое перевооружение действующих объектов материаль- ного производства. В нефтеперерабатывающей и нефтехимичес- кой промышленности это основной вид строительства. Новое строительство. В промышленном строительстве новым строительством называется сооружение нового завода или после- дующих его очередей. К новому строительству прибегают только в тех случаях, когда необходимая для -народного хозяйства про- дукция по ассортименту, количеству и качеству не может быть получена за счет реконструкции или технического перевооруже- ния действующих предприятий. Расширение также относится к новому строительству. Целью расширения является увеличение мощности действующего пред- приятия с одновременным улучшением технико-экономических по- казателей, которые не могут быть достигнуты с помощью рекон- струкции или технического перевооружения. Расширение действу- ющего предприятия заключается в строительстве на его террито- рии или примыкающих к ней площадкам: 1) второй и последующих очередей предприятия; 2) дополнительных производств; 3) новых цехов (или расширении действующих цехов) ос- новного производственного назначения; 4) новых объектов вспомогательного и обслуживающего на- значения, связанных с появлением дополнительных производств, новых цехов или расширением действующих цехов основного про- изводства. Реконструкция. Цели реконструкции действующих предприя- тий аналогичны целям их расширения, но средства достижения этих целей различны. Реконструкция состоит в полном или ча- стичном переоборудовании производств на базе новой техники и технологии, но без строительства новых или расширения действу- ющих цехов основного производственного назначения. При необ- ходимости допускается строительство новых или расширение дей- ствующих вспомогательных и обслуживающих объектов, появ- 12
ляющихся в связи с реконструкцией основных. При реконструк- ции заменяется изношенное и морально устаревшее оборудова- ние, средства автоматизации, механизации и т. п. Кроме того, к реконструкции относятся: 1) работы по изменению профиля предприятия и организации производства новой продукции на существующих производствен- ных площадях; 2) строительство новых объектов той же мощности и того же назначения взамен ликвидируемых объектов, дальнейшая эксплу- атация которых признана нецелесообразной. Если при реконструкции объекта необходимо одновременное его расширение, то в зависимости от преобладания работ соот- ветствующего характера объект относят либо к реконструируе- мому, либо к расширяемому. Реконструкция предприятий имеет ряд преимуществ по срав- нению с новым строительством аналогичных предприятий или расширением действующих. К ним относятся: 1) отсутствие необходимости освоения нового района или пло- щадки строительства; 2) возможность использования существующих зданий, инже- нерных сооружений и коммуникаций; 3) сокращение продолжительности и сметной стоимости строи- тельства за счет меньшего объема работ; 4) наличие сложившегося коллектива квалифицированных ра- ботников; 5) сокращение сроков ввода в действие и освоения производ- ственных мощностей. В силу изложенного проектные организации, разрабатываю- щие предпроектные материалы — генеральные схемы развития и размещения нефтеперерабатывающей и нефтехимической промы- шленности с обосновывающими материалами, должны нацели- ваться на изыскание возможностей удовлетворения потребностей народного хозяйства в продукции данной отрасли в первую оче- редь за счет реконструкции и технического перевооружения дей- ствующих предприятий. Именно на этапе предпроектных работ закладываются основы будущих решений о характере капитального строительства. Техническое перевооружение действующих предприятий явля- ется той же реконструкцией, выполняемой в более узких грани- цах. Оно осуществляется без увеличения производственных пло- щадей. В отличие от реконструкции, в задачи технического пере- вооружения не входит модернизация объектов основного произ- водственного назначения, если в результате ее возникает необхо- димость строительства новых или расширения действующих объ- ектов вспомогательного и обслуживающего назначения, а также изменение профиля предприятия и строительство новых объектов той же мощности и того же назначения взамен ликвидируемых. Очередность строительства. Строительство предприятия 'при его нормативной продолжительности свыше двух лет осущест- 13
вляется по очередям. В промышленном строительстве очередью является комплекс объектов основного производственного, под- собно-вспомогательного и обслуживающего назначения, обеспе- чивающий выпуск части ассортимента продукции, но в заданном количестве и качестве. ; В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленно- сти нормативная продолжительность строительства даже отдель- но взятой очереди предприятия иногда превышает двухлетний пе- риод. В этом случае необходимо специальное разрешение Гос- строя СССР на ее проектирование и строительство. 1.5. ВЫБОР ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА Проектированию нового завода всегда предшествует выбор площадки его строительства. При расширении действующего предприятия выбор площад- ки проводится в том случае, если расширяемая часть не вписыва- ется в ранее отведенный предприятию земельный участок. Выбор площадки строительства осуществляется только по объ- ектам, включенным в утвержденные титульные списки проектно- изыскательских работ. Площадка выбирается в районе, опреде- ленном утвержденной схемой развития' и размещения нефтепе- рерабатывающей и нефтехимической промышленности, а также схемой развития и размещения производительных сил данного района. При выборе площадки руководствуются основами земельного, лесного и водного законодательства СССР и союзных республик, а также законодательством о капитальном строительстве, учитыва- ются проекты районных планировок, нормы и правила проекти- рования. Ответственным за организацию выбора площадки является за- казчик проекта, который поручает генеральной проектной орга- низации сбор, подготовку и разработку материалов, необходи- мых при выборе площадки. Генеральный проектировщик по поручению заказчика осуще- ствляет предварительный выбор нескольких вариантов размеще- ния предприятия. В комплекс работ по выбору вариантов разме- щения площадки входят: 1) инженерные обследования и в необходимых случаях изы- скания в объеме, потребном для выбора площадки; 2) получение у заинтересованных организаций предваритель- ных условий на подключение объекта к инженерным и транспррт- ’ ным коммуникациям; 3) разработка проектных предложений по технологической схеме и составу, завода, схеме генерального плана, энерго- и во- доснабжению, транспорту сырья и готовой продукции, защите ок- ружающей среды, жилищно-гражданскому строительству; 4) обосновывающие расчеты на основе собранных материалов 14
и разработанных предложений, а также на основе данных ут- вержденной схемы развития и размещения отрасли; 5) технико-экономическое сравнение выбранных вариантов размещения площадки строительства с предложением оптималь- ного варианта. Разработанные материалы и обосновывающие расчеты по ре- комендуемой площадке строительства генпроектировщик направ- ляет на рассмотрение и согласование заказчику и по его поруче- нию органам Госнадзора, заинтересованным организациям и тер- риториальной проектной организации Госстроя СССР, предста- вители которых будут принимать участие в окончательном выбо- ре варианта размещения площадки. Заключение по представленным материалам органы Госнад- зора и заинтересованные организации должны выдать в двухне- дельный срок. При возникновении разногласий решения принима- ются вышестоящими инстанциями. После устранения всех разногласий и завершения согласова- ний приказом Миннефтехимпрома СССР назначается комиссия по окончательному выбору варианта размещения площадки стро- ительства. Председателем комиссии назначается заказчик проекта. В со- став комиссии обязательно включается представитель генерально- го проектировщика — главный инженер проекта или главный ин- женер проектного института. Комиссия определяет окончательный вариант размещения за- вода и составляет акт о выборе плон!адки для строительства, ко- торый оформляется подписями всех ее членов. Акт о выборе площадки для строительства утверждается Мин- нефтехимпромом СССР и является документом о согласовании принятых решений и условий. Время действия согласований не должно быть менее нормативной продолжительности строитель- ства первой очереди нового или последующих очередей расширя- емого завода. Вслед за утверждением акта заказчик (или по его поручению генеральный проектировщик) привлекает специализированные изыскательские организации для топогеодезической съемки вы- бранной площадки и проведения на ней инженерно_-геологичёских и гидрогеологических изысканий, необходимых для разработки проекта и рабочей документации. Процесс выбора площадки строительства более подробно ос- вещен в «Справочном пособии заказчика-застройщика». 1.6. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ Ответственным за разработку задания на проектирование яв- ляется заказчик проекта. Непосредственная разработка задания осуществляется генеральным проектировщиком по поручению за- казчика. Задание на проектирование составляется на основе: ут- вержденной схемы развития и размещения нефтеперерабатываю-
щей и нефтехимической промышленности, .а также схемы разви- тия и размещения производительных сил того экономического района или союзной республики, на территории которой намёца^ ется строительство предприятия; утвержденного акта по выбору \ площадки строительства; материалов, собранных, разработанных и согласованных в период выбора площадки строительства. При строительстве предприятия по очередям, задание состав- ляется на первую очередь строительства. На каждую последую- щую очередь составляются и утверждаются отдельные задания на проектирование. Задание на проектирование подписывается, проходит согласо- вания и затем утверждается. Организации, утверждающие согла- совывающие и подписывающие задание, приведены в табл. 1.1, ТАБЛИЦА 1.1. Организации, утверждающие, согласовывающие и подписывающие задание на проектирование Сметная стоимость Организации - строительства объекта утверждающие согласовывающие подписывающие 3 млн. руб. н выше Миннефте- химпром СССР Всесоюзное промышленное объе- динение Миннефтехимпрома СССР Управление проектирования и капитального строительства Управление экспертизы проектов Техническое управление Планово-экономическое управле- ние Заказчик про- екта 4 Генеральный проектиров- щик До 3 млн. руб. В порядке, устанавливаемом Миннефтехимпромом СССР Содержание задания на проектирование изложено в инструк- ции СН 202—81 * «О. составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений». Необходимо отметить, что приводимые в задании технико-эко- номические показатели не должны быть ухудшены по сравнению с аналогичными для данного объекта, утвержденными в составе генеральной схемы развития и размещения нефтеперерабатываю-- щей и нефтехимической промышленности. 1.7. ОСНОВНЫЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Объем исходных данных зависит от характера намечаемого строительства (новостройка, расширение, реконструкция) и соста- ва проектируемого объекта.
В любом случае в состав основных исходных данных входят: 1) утвержденная схема развития и размещения нефтеперера- батывающей и нефтехимической промышленности с обосновываю- щими материалами, а также схема развития и размещения произ- водительных сил того района, где намечается строительство; 2) утвержденное задание на проектирование; 3) отчеты о научно-исследовательских . работах, связанных с разработкой новых технологических процессов на проектируемом предприятии; 4) данные органов Госнадзора о состоянии атмосферы, водо- емов и почв в районе площадки строительства; 5) технические условия на присоединение проектируемого предприятия к источникам энерго- и водоснабжения, транспорт- ным и инженерным коммуникациям; 6) отчет об инженерных изысканиях, проведенных на площад- ке строительства; 7) каталоги на оборудование, изделия и приборы; 8) каталоги местных строительных 'материалов, конструкций, деталей и полуфабрикатов; 9) сбо'рник районных единичных расценок на строительные ра- боты; 10) сведения о генеральной подрядной строительной органи- зации. Утвержденные схемы развития и размещения, а также ката- логи на оборудование, изделия и приборы генеральный проекти- ровщик получает в установленном Миннефтехимпрсгмом СССР порядке. Остальные исходные данные должен представить заказ- чик до начала проектирования. Однако часто в практике проект- но-изыскательских работ сбор и подготовку большинства исход- ных данных по поручению заказчика выполняет генеральный проектировщик. На проектирование нового и расширение действующего пред- приятия, связанных с застройкой новых территорий, дополнитель- но требуются: 1) документация, собранная и разработанная генеральным проектировщиком в процессе выбора и согласования размещения площадки строительства; 2) утвержденный акт выбора площадки строительства; 3) акт об отводе земельного участка. На реконструкцию и техническое перевооружение действую- щего предприятия дополнительно необходимо иметь: 1) описание действующих производств либо проектную доку- ментацию, на основании которой эти производства были построе- ны, с указанием внесенных в процессе строительства и эксплуа- тации дополнений и изменений; 2) обмерные чертежи (в необходимых случаях) зданий ’ и сооружений; 3) заключение о техническом состоянии оборудования, зда- ний, сооружений и коммуникаций. Них Лй 5lT64z~} s Д л лтф. se л утш I
При двухстадийном проектировании в состав основных исход- ных данных на второй стадии проектирования дополнительно^ входят: 1) утвержденный проект (разработанный на первой стадии); 2) замечания и рекомендации организаций, проводивших эк- спертизу проекта; 3) замечания и рекомендации организаций, осуществлявших согласование проекта. 1.8. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТНО-СМЕТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ Разрабатывая ПСД, следует стремиться к тому, чтобы постро- енное или реконструированное по этой ПСД предприятие было технически передовым, обеспечивало выпуск заданной продукции высокого качества при минимально возможных затратах труда, сырья, материалов и топливно-энергетических ресурсов, удов- летворяло санитарно-гигиеническим и безопасным, условиям труда, не загрязняло окружающую среду отходами производства. Капи- тальные затраты при этом должны быть сведены к обоснованному минимуму. Для достижения указанных целей в ПСД необходимо закла- дывать последние достижения науки и техники, передовой отече- ственный и зарубежный опыт, изобретения, безотходную техноло- гию производства, установки большой единичной мощности и вы- сокопроизводительное оборудование, рациональное использова- ние природных, трудовых, материальных и топливно-энергетиче- ских ресурсов, механизацию и автоматизацию производственных процессов, автоматизацию управления предприятием (АСУП) и технологическими процессами (АСУТП) безопасные условия тру- да, кооперирование вспомогательных производств, инженерных сооружений и коммуникаций, экономичную транспортную схему завоза сырья, материалов и вывоза готовой продукции, наиболее совершенные объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений, индустриальные методы строительства и эффективные формы его организации, высокую эффективность капитальных вложений. Технологические процессы, оборудование, приборы и материа- лы, впервые примененные в проекте, должны проверяться на па- тентную чистоту и патентоспособность. Сметная стоимость строительства объекта не должна быть вы- ше, а его основные технико-экономические показатели ниже ут- вержденных в схеме развития и размещения нефтеперерабатыва- ющей и нефтехимической промышленности. Основные требования к ПСД. Разделы ПСД должны быть изложены четко и лаконично. Материалы ПСД, представляемые на экспертизу и утверждение, разрабатываются в минимальном объеме и составе, достаточном для обоснования принимаемых проектных решений, определения объемов основных работ, стоц- 18
мости строительства, потребности в оборудовании, конструкциях и материалах. Приводимые в ПСД показатели и итоговые данные должны' оформляться в основном в табличной форме. Представляемые на экспертизу и утверждение в составе ПСД чертежи должны, как правило,, выполняться с максимально возможным совмещением графического изображения проектных решений различных частей проекта (например, генеральный план и планы инженерных ком- муникаций архитектурно-строительные чертежи и расположение технологического оборудования). В состав ПСД не включаются выполненные проектировщ'иками расчеты (обычно они хранятся в архиве проектной организации). Одним из критериев оценки качества ПСД при ее экспертизе и утверждении является соблюдение перечисленных выше требо- ваний. Текстовые и графические материалы рабочей документации, разрабатываемые для непосредственного строительства, оформля- ются в соответствии с государственными стандартами «Системы проектной документации для строительства» (СПДС). Разрабатывая ПСД на строительство предприятия, следует типизировать проектные решения по основным производствам, а для вспомогательных зданий и сооружений применять типовые проекты. Если какую-либо технологическую установку предполагается использовать на нескольких предприятиях отрасли, то индивиду- альный проект такой установки для первого предприятия разра- батывается в соответствии с требованиями, предъявляемыми к ти- повому проекту. Это делается для того, чтобы многократно исполь- зовать разработанную ПСД при строительстве технологической установки на остальных заводах, и для того, чтобы сэкономить время и средства на проектные работы в целом. Если нормативная продолжительность строительства пред- приятия превышает двухлетний период, то предприятие строится по очередям, для каждой из которых разрабатывается и утвер- ждается отдельный проект (рабочий проект). Выше указывалось, что в нефтеперерабатывающей и нефтехи- мической промышленности нормативная продолжительность стро- ительства отдельной очереди предприятия может превышать два года. В этом случае рабочая документация разрабатывается не в целом на всю очередь, а только на планируемый годовой объем строительно-монтажных работ. По крупным стройкам с длительным сроком проектирования рабочая документация на объем строительно-монтажных работ первого года строительства может разрабатываться до утвержде- ния проекта, но только с разрешения Миннефтехимпрома СССР после принятия правительственного решения о строительстве предприятия и при наличии схемы его генерального плана. Директивные и нормативные документы для руководства при проектировании. При проектировании следует руководствоваться: 19
1) Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 30 марта 1981 г. № 312 «О мерах по дальнейшему улучшению про- ектно-сметного дела»; 2) законами СССР, указами Президиума Верховного Совета и решениями Правительства СССР по капитальному строительству; 3) нормативными документами на проектирование и строи- тельство, утвержденными Госстроем СССР; , 4) нормативными документами на проектирование и строи- тельство, утвержденными органами Госнадзора или министерст- вом (ведомством), для которого разрабатывается ПСД (эти до- кументы должны иметь согласование Госстроя СССР); 5) государственными стандартами; 6) нормативными материалами по научной организации тру- да, утвержденными Госкомтруда СССР, Госстроем СССР,'Госу- дарственным Комитетом по науке и технике и ВЦСПС; 7) инструкцией СН 202—81 * «О составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений». . Стадийность проектирования. Проектирование технически не- сложных объектов, а также объектов, строительство которых бу- дет вестись по типовым и повторно применяемым проектам, осу- ществляется в одну стадию под названием «Рабочий проект со сводным сметным расчетом стоимости». Проектирование крупных и сложных объектов ведется в две стадии. Первая стадия — «Проект со сводным сметным расчетом стоимости». Вторая стадия — «Рабочая документация со сметами». В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленно- сти одностадийное проектирование целесообразно применять в следующих случаях: 1) техническое перевооружение, реконструкция или расшире- ние отдельно взятого производства на действующем предприя- тии; 2) создание нового производства или строительство второй и последующих очередей действующего предприятия при условиях, что это производство или очередь создается на базе известных технологии и оборудования, стоимость его строительства не пре- вышает 25 млн. руб.’, а нормативная продолжительность строи- тельства менее двух лет. Во всех остальных случаях целесообразно прибегать к двух- стадийному проектированию. Состав «Проекта со сводным сметным расчетом стоимости». Для удобства разработки и дальнейшего пользования проект раз- бивается на разделы. Каждый раздел делится на подразделы, именуемые частями проекта. Раздел I — «Общая пояснительная записка», содержит три части: общая; технико-экономическая; генеральный план и транс- порт, 20
Общая часть разрабатывается непосредственно главным ин- женером проекта и представляет собой краткое изложение основ- ных решений по всем частям проекта с оценкой их прогрессивно- сти и экономичности. Кроме того, общая часть содержит исход- ные данные на проектирование, характеристику запроектирован- ного объекта, сведения о соблюдении норм, правил, инструкций и государственных стандартов. В общей части делаются выводы и предложения по разработанному проекту. Технико-экономическая часть разрабатывается инженерами- экономистами на основе исходных данных для проектирования, расходных, стоимостных и других показателей остальных частей проекта. В технико-экономической части проекта проводится ана- лиз эффективности капитальных вложений, эксплуатационных затрат, дается сопоставление технико-экономических показателей проекта с соответствующими показателями, увержденными в ге- неральной схеме развития и размещения отрасли, а также с тех- нико-экономическими показателями лучших отечественных и за- рубежных аналогов. Часть «Генеральный план и транспорт» разрабатываются ин- женерами-специалистами в области планировки предприятий, же- лезнодорожного и автодорожного транспорта при'участии осталь- ных авторов проекта. Этот раздел содержит краткую характери- стику района и площадки строительства, оценку оптимальности выбранного варианта ее размещения, данные о составе предприя- тия^ сведения об очередности строительства и пусковых комплек- сах, решения по генплану, внутриплощадочному и внешнему транспорту с определением грузооборота и выбором транспорт- ных средств, решения по защите почв от загрязнения. К данной части проекта прилагаются следующие чертежи: 1) ситуационный план района с указанием площадки пред- приятия, внешних сооружений, транспортных и инженерных ком- муникаций, селитебных территорий и других объектов; 2) схема генерального плана предприятия с нанесением суще- ствующих и проектируемых объектов, подлежащих сносу зданий и сооружений; на генплане показываются принципиальные реше- ния по инженерным и. транспортным коммуникациям, указыва- ются планировочные отметки земли, отражается благоустройст- во и озеленение, выделяются очереди строительства и пусковые комплексы. Раздел II — «Основные решения по технологии производ- ства», в зависимости от сложности проекта может включать в се- бя до шести частей: монтажно-технологическая; автоматизация и контроль производства; электроснабжение; теплоснабжение; связь и сигнализация; организация труда и управление производ- ством (в том числе АСУП и АСУТП). Монтажно-технологическая часть разрабатывается инжене- рами-технологами и механиками и является основой всего проек- та (в соответствии с ней разрабатываются остальные части про- екта). Она содержит: сведения о потребности в сырье, реагентах,
топливе и энергоресурсах, а также сведения о возможности удов- летворения этих потребностей, производственную расчетную про- грамму, количественную и качественную характеристику товарной продукции; материальные, товарные и топливно-энергетические балансы; краткую характеристику и обоснование решений по тех- нологии производства; обоснование и оценку прогрессивности вы- бранного оборудования; сравнение выбранных технологических процессов и оборудования с передовыми отечественными и зару- бежными аналогами; решения по организации ремонтных работ; мероприятия по взрыво- и пожаробезопасности ведения работ, по защите атмосферы от загрязнения газовыми выбросами; обо- снование численности производственного персонала; соображения по освоению проектных мощностей в нормативные сроки. К дан- ной части проекта прилагаются: 1) заказные спецификации на оборудование длительного цик- ла изготовления; 2) ведомости на остальные серийно изготовляемые оборудо- вание и арматуру; 3) исходные требования на разработку оборудования индиви- дуального изготовления, исходные данные по этому же оборудо- ванию, полученные от разработчиков оборудования; 4) чертежи — принципиальные схемы технологических процес- сов, компоновки технологических установ'ок и цехов с указанием размещения оборудования, зданий и сооружений, принципиаль- ные схемы механизации ремонтных работ, план-схема межцехо- вых технологических коммуникаций предприятия. Часть «Автоматизация и контроль производства» разрабаты- вается инженерами-специалистами по измерительной технике и автоматизации процессов производства. В этой части содержатся решения по контролю, автоматизации и дистанционному управ- лению технологическими процессами производства, защитными блокировками, предложения по контролю за качеством продук- ции. К данной части проекта прилагается ведомость на приборы, кабельные и другие серийно изготавливаемые изделия, входящие в систему автоматизации и контроля, а также принципиальные схемы автоматизации технологических процессов (часто данные схемы совмещаются с принципиальными схемами собственно тех- нологических процессов). Часть «Электроснабжение» разрабатывается инженерами- электриками. В ней указываются: сведения о потребности в элек- троэнергии и о возможности ее удовлетворения; решения по электроснабжению, электрооборудованию, электроосвещению и молниезащите предприятия; мероприятия по технике безопасно- сти. К данной части проекта прилагаются: заказная специфика- ция на электрооборудование длительного цикла изготовления; ве- домости на оборудование, кабельные и другие серийно изготавли- ваемые изделия, входящие в систему электроснабжения; принци- пиальные схемы электроснабжения объектов и предприятия в целом. 22
Часть «Теплоснабжение» разрабатывается инженерами-тепло- техниками. В ней приводятся: сведения о потребности в паре всех параметров и теплофикационной воде, а также сведения о возможности удовлетворения этих потребностей; решения по па- ротеплоснабжению для удовлетворения производственных нужд и по теплоснабжению для удовлетворения отопительно-вентиля- ционных потребностей. К данной части проекта прилагаются: за- казная спецификация на котельное оборудование длительного цикла изготовления; ведомость на серийно изготавливаемое оборудование, входящее в систему теплоснабжения; принципиаль- ная теплотехническая схема котельной. Часть «Связь и сигнализация» разрабатывается инженерами- связистами и содержит решения по телефонизации, радиофика- ции, другим средствам связи противопожарной и защитной сигна- лизации. К данной части проекта прилагаются: ведомость серийно изготавливаемого оборудования, приборов, кабельных и других изделий, входящих в систему связи и сигнализации; принципиаль- ные схемы организации связи и сигнализации. Часть «Организация труда и управление производством», включая АСУП и АСУТП, как правило, разрабатывается инже- нерами-специалистами по автоматизации при участии инженеров, выполняющих другие части проекта. Эта часть содержит: обосно- вание численности производственного персонала по всем объек- там и предприятию в целом; принципиальные решения по науч- ной организации труда. АСУП и АСУТП. К данной части проек- та прилагается: принципиальная схема информационной увязки подсистем; структурная схема комплекса технических средств. Раздел III — «Основные строительные решения», состоят из четырех частей: архитектурно-строительная; водоснабжение и канализация; отопление и вентиляция; мероприятия граждан- ской обороны. Архитектурно-строительная часть разрабатывается архитек- торами и инженерами-строителями. В ней приводятся: краткое описание и обоснование основных архитектурно-строительных решений по зданиям и сооружениям с оценкой прогрессивности этих решений; обоснование принципиальных решений по освещен- ности рабочих мест, снижению производственных шумов и вибра- ций, санитарному и бытовому обслуживанию персонала; меро- приятия по взрыво- и пожаробезопасности; решения по защите строительных конструкций от коррозии; перечень примененных типовых проектов. К данной части проекта прилагаются чертежи: 1) планы, разрезы и фасады зданий и сооружений (вновь раз- рабатываемых) ; 2) каталожные листы примененных типовых проектов; 3) эскизные решения по антикоррозийной защите строитель- ных конструкций. Часть «Водоснабжение и канализация» разрабатывается ин- женерами по водоснабжению и канализации и содержит: сведе- ния q потребностях в воде и о возможности их удовлетворения; 23
сведения о количестве и составе производственных, ливневых и бытовых стоков; решения по водоснабжению, канализации, очист- ке, утилизации и сбросу сточных вод. К данной части проекта прилагаются: заказная спецификация на оборудование длитель- ного цикла изготовления, примененного в системах водоснабжения и канализации; ведомость серийно изготовляемого оборудования для тех же систем; планы трасс внутриплощадочных сетей и со- оружений на них. Часть «Отопление и вентиляция» разрабатывается инженера- ми по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха. Она содержит: сведения о потребном количестве теплоты и электро- энергии для отопления и вентиляции; основные решения по отоп- лению, вентиляции и кондиционированию. К данной части проекта прилагаются: ведомость серийно изготавливаемого оборудования для нужд отопления и вентиляции; чертежи по зданиям со слож- ными системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Раздел IV — «Проект организации строительства предпри- ятия» (ПОС), содержит: сведения о генеральном подрядчике; ка- тегорию строительной сложности объекта; сведения о потребно- стях в строительных конструкциях, изделиях, деталях, полуфа- брикатах, материалах и оборудовании для строительства объек- та; сведения о строительно-монтажных объемах работ; календар- ный план производства работ; сведения о потребностях в рабочей силе, строительных машинах и механизмах. В ПОС даются основ- ные решения по организации и продолжительности строительства, временном энергоснабжении на период строительства. Раздел V — «Жилищно-гражданское строительство», разра- батывается только в том случае, когда намечаемое строительство нового или расширение действующего предприятия вызывает не- обходимость создания нового города (поселка) или развития существующего. Проектирование объектов жилищно-гражданско- го строительства имеет свою специфику, поручается всегда спе- циализированным проектным организациям Госстроя СССР и здесь не рассматривается. Раздел VI — «Сметная документация», включает в себя: сводный сметный расчет; сводку затрат (составляется в том слу- чае, когда по проектируемому предприятию выделяются средства на строительство объектов жилищно-гражданского назначения, базы стройиндустрии, объектов городского наземного пассажир- ского транспорта, дорог, путепроводов и т. п.); объектные и ло- кальные сметные расчеты; сметы на проектные и изыскательские работы; ведомость сметной стоимости строительства объектов, входящих в пусковой комплекс (очередь строительства). Раздел VII — «Паспорт проекта», составляется по утверж- денной форме и комплексно характеризует технико-экономические параметры будущего предприятия. В паспорте обязательно отра- жаются: производственные мощности; потребности в сырье, реа- гентах, топливе и энергоресурсах; ассортимент и качество продук- 24
ции; сметная стоимость строительства И т. д. Паспорт разрабаты- вается после утверждения проекта. Состав «Рабочей документации со сметами». В состав рабочей документации входят: рабочие чертежи; ведомости объемов стро- ительных и монтажных работ; ведомости и сводные ведомости потребности в материалах поставки подрядчика; заказные специ- фикации на оборудование, изделия и материалы поставки заказ- чика; опросные листы и габаритные чертежи на отдельные виды оборудования, а также чертежи этого оборудования; паспорта строительных рабочих чертежей зданий и сооружений; сметы; ведомость сметной стоимости строительства объектов, пускового комплекса (очередь строительства); ведомость сметной стоимости товарной строительной продукции; расчеты показателей изме- нения сметной стоимости строительно-монтажных работ, затрат труда и расхода основных строительных материалов при приме- нении достижений науки, техники и передового опыта. Рабочая документация разрабатывается в соответствии с го- сударственными стандартами «Системы проектной документации для строительства» (СПДС). Для удобства пользования рабочи- ми чертежами при строительстве и последующей эксплуатации объекта они разделяются на основные комплекты. Каждый ком- плект рабочих чертежей охватывает одну составную часть объек- та, которая отличается от других спецификой строительно-мон- тажных работ или требует при эксплуатации персонала с опре- деленной специализацией. • Ведомости объемов строительных и монтажных работ приво- дятся в составе тех основных комплектов рабочих чертежей, по которым будут выполняться строительно-монтажные работы. Ве- домости составляются по установленной форме, в них дается пе- речень всех строительных и монтажных работ с указанием объемов. Ведомости потребности в материалах поставки подрядчика тоже составляются по установленной форме и для тех комплек- тов рабочих чертежей, где эти материалы применяются. К мате- риалам поставки подрядчика относятся все строительные мате- риалы, конструкции, детали, изделия и полуфабрикаты, а также трубы из углеродистой стали, чугунные и неметаллические (за ис- ключением пластмассовых). Если объект включает несколько зданий и сооружений, то ведомости составляются на'каждое зда- ние и сооружение в отдельности и, кроме того, составляется свод- ная ведомость на объект в целом. Заказные спецификации на оборудование, изделия и материа- 'лы поставки заказчика разрабатываются по форме, утвержденной Госснабом СССР. К поставке заказчика относится практически все оборудование, приборы, кабели, большая часть трубопровод- ной арматуры, легированные трубы и металлы. Спецификации со- ставляются к тем основным комплектам рабочих чертежей, где находят применение оборудование и материалы поставки заказ- чика. К заказным спецификациям прилагаются: 1) опросные ли- 25
сты на оборудование (когда это требуется); 2) габаритные чер- тежи оборудования, выходящего своими размерами за пределы железнодорожного габарита; 3) общие виды нестандартизироцан- ного оборудования разового изготовления (колонная и емкостная нефтеаппаратура, змеевики трубчатых нагревателей и т. п.). Сметы составляются трех видов: 1) локальная — на строительные работы; 2) локальная — на приобретение и монтаж оборудования; 3) объектная — суммирующая две предыдущих. Состав «Рабочего проекта со сводным сметным расчетом сто- имости». По объему, составу и содержанию различают три вида рабочих проектов: 1) на строительство технически несложных объектов, зданий и сооружений; 2) на строительство объектов, зданий и сооружений по типовым и повторно применяемым про- ектам; 3) на техническое перевооружение объекта (без расшире- ния территории предприятия). Рабочий проект на строительство технически несложных объ- ектов (наиболее трудоемкий из трех видов рабочих проектов) со- стоит из разделов, содержание которых приводится ниже. Раздел I — «Общая пояснительная записка», к которой при- лагаются чертежи:_ ситуационный план размещения объекта на генплане предприятия с указанием инженерных и транспортных коммуникаций; принципиальная схема технологического процес- са; компоновка объекта с указанием размещения оборудования, зданий и сооружений; схема контроля и автоматизации производ- ственного процесса; схема электроснабжения; схема паротепло- снабжения; чертежи по защите технологического оборудования и трубопроводов от коррозии (при наличии коррозионноактивных веществ); чертежи тепловой изоляции. Содержание данного раз- дела аналогично содержанию разделов I, II и V пояснительной записки к «Проекту со сводным сметным расчетом стоимости» (в дальнейшем для краткости будем называть его «Проек- том»), Раздел II — «Основные строительные решения с чертежа- ми» (планы, разрезы и фасады индивидуальных зданий и соору- жений; каталожные листы типовых проектов; планы и профили основных сетей и коммуникаций). Содержание данного раздела аналогично содержанию раздела III «Проекта». Раздел III — «Проект организации строительства», анало- гичен по содержанию разделу IV «Проекта». Раздел IV—«Сметная документация». Объем раздела тот же, что и при разработке «Проекта». Дополнительно составляет- ся ведомость сметной стоимости товарной строительной продук- ции. При нормативной продолжительности строительства объекта до двух лет вместо локальных и объектных сметных расчетов со- ставляются объектные и локальные сметы в разделе VI рабочего проекта. Раздел V — «Паспорт рабочего проекта», составляется ана- логично паспорту «Проекта». 26
Перечисленные разделы представляются на экспертизу и ут- верждение. Раздел VI. Рабочая документация со сметами разрабаты- вается параллельно с разработкой разделов I—IV Рабочего про- екта. Состав и содержание рабочей документации при одно- стадийном проектировании такое же, как и при двухстадий- ном. Остальные рабочие проекты отличаются от предыдущего мень- шим объемом проектной документации, их состав подробно изло- жен в упоминавшейся инструкции СН 202-81 *. 1.9. СОГЛАСОВАНИЕ, ЭКСПЕРТИЗА И УТВЕРЖДЕНИЕ ПРОЕКТОВ Проект, выполненный с обоснованными отступлениями от дей- ствующих норм, правил и инструкций, подлежит согласованию в части этих отступлений с органами Госнадзора и организация- ми, утвердившими эти нормы, правила и инструкции. Изменяемые в процессе проектирования решения, утвержден- ные при выборе площадки строительства, также подлежат допол- нительному согласованию с заинтересованными организациями, участвовавшими в выборе площадки. Например, увеличение недо- потребления и количества сбрасываемых промстоков требует до- полнительного согласования с органами Мннмелноводхоза и Мин- рыбхоза СССР; увеличение энергопотребления — с органами Минэнерго СССР; изменение грузооборота завода — с органами МПС и т. д. Раздел проекта «Организация строительства» со- гласовывается с генеральной подрядной строительной организа- цией. Проекты на строительство наиболее крупных и важных пред- приятий, а такими являются все новые НПЗ и НХЗ, согласовыва- ются с Госпланом СССР, проходят экспертизу Миннефтехимпро- ма СССР, Госкомитета СССР по науке и технике, Госкомитета СССР по ценам, Госстроя СССР и утверждаются Советом Мини- стров СССР. Остальные проекты при сметной стоимоети строи- тельства объекта на полное развитие 3 млн. руб' и выше экспер- тируются и утверждаются Миннефтехимпромом СССР, а при сметной стоимости строительства до 3 млн руб. — экспортируются и утверждаются в порядке устанавливаемом Миннефтехим- промом СССР. Проекты на строительство объектов нефтепереработки и неф- техимии с применением комплектного импортного оборудования, вне зависимости от сметной стоимости строительства, экспор- тируются как Миннефтехимпромом СССР, так и Госстроем СССР. Сметы на строительство объектов, составленные по рабочим чертежам, .согласовываются с генеральной подрядной строитель- ной организацией и утверждаются заказчиком-застройщиком. 27
1.10. СТОИМОСТЬ И ФИНАНСИРОВАНИЕ ПРОЕКТНО-ИЗЫСКАТЕЛЬСКИХ РАБОТ Стоимость проектно-изыскательских работ (ПИР) для капи- тального строительства определяется по утвержденному Госстро- ем СССР сборнику цен, включающему в себя: 1) общую часть — указания о порядке определения стоимости проектных работ; 2) часть I, содержащую цены на изыскательские работы, а также указания о порядке определения стоимости этих работ и применения цен; 3) часть II, содержащую укрупненные комплексные цены на разработку проектных заданий (проектов) на строительство пред- приятий, зданий и сооружений; 4) часть III, содержащую укрупненные комплексные цены на разработку рабочих чертежей (рабочей документации) предприя- тий, зданий и сооружений. Части II и III состоят из 27 разделов, в которых приводятся цены на проектные работы по отраслям народного хозяйства и видам строительства. Стоимость проектных работ для объектов нефтеперерабатыва- ющей и нефтехимической промышленности определяется по раз- делу 8 части II и III. Некоторые специфические виды проектных работ не учитыва- ются сборником цен. Поэтому такие работы, как проектирование трубчатых нагревателей, нестандартизированного оборудования (технологического, электротехнического, КИПиА) оцениваются по соответствующим справочникам. Отдельные виды работ, отсутствующие в сборнике цен и спра- вочниках, могут расцениваться по фактическим трудозатратам на их выполнение. Сборник цен действует с 1 января 1968 г., в значительной сте- пени устарел и в настоящее время пересматривается. За период 1969—81 гг. в сборник цен внесен ряд изменений и дополнений. В частности, одно из последних указаний Госстроя СССР преду- сматривает снижение стоимости разработки первой стадии проек- та на 40% (при двухстадийном проектировании). Стоимость ПИР на разработку проекта включается в сводный сметный расчет стоимости строительства-проектируемого объекта. Финансирование ПИР осуществляется на основании договора между заказчиком и генеральным проектировщиком. Договор со- ставляется в соответствии с «Правилами о договорах на выпол- нение ПИР». Кроме договора непременным условием финансиро- вания ПИР является наличие документов, перечисленных в раз- деле 1.3. Источниками финансирования ПИР для капитального строительства служат средства специально выделяемые для этого строительства. В общих затратах на капитальное строительство стоимость ПИР — весомая величина. Напримёр, расчетная сметная стои- 28
мость строительства первой очереди одного из новых НПЗ то- пливного профиля составила 124 млн. руб., а стоимость ПИР — 2,38 млн. руб. или 1,92% от стоимости строительства. Структура стоимости ПИР при этом выглядит следующим образом (в млн. руб.): Инженерные изыскания 0,42 Разработка проекта 0,22 Разработка рабочей документа- 1.74 ции Очень важно при определении стоимости ПИР не допускать ее завышения. Ответственность за правильное определение сто- имости ПИР несет главный инженер проекта. Если по завершении проектирования объекта (или отдельной его части) будет установлено завышение сметной стоимости ПИР, то в акте готовности ПИР, направляемого заказчику, проектная организация должна указать уточненную стоимость ПИР. Поручаемые проектным организациям некоторые работы, на- пример составление схем развития и размещения отраслей про- мышленности, разработка справочно-нормативной документации и т. п., финансируются из госбюджета на основании наряд^зака- зов, выдаваемых вышестоящей инстанцией. Т.П. НОРМАТИВНАЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Продолжительность проектирования вновь строящихся объек- тов определяется «Едиными нормами продолжительности проекти- рования и строительства предприятий, зданий и сооружений и освоения проектных мощностей». Единые нормы утверждены по- становлением Госстроя СССР и Госплана СССР от 31 декабря 1982 г. № 314/309. Продолжительность проектирования технического перевоору- жения, реконструкции или расширения предприятий, зданийг и со- оружений определяется проектным институтом по согласованию с заказчиком Рроекта путем уменьшения или увеличения норма- тивной продолжительности проектирования аналогичных новых объектов. Продолжительность проектирования при этом не должна превышать нормативную более чем на 20%. В случаях размещения объектов в районах вечной мерзлоты, горных выработок, оползневых и сейсмических районах, а также при размещении объекта на просадочных грунтах, продолжитель- ность проектирования увеличивается против нормативной до 10% на первой и до 20% на второй стадии проектирования. Она умень- шается против нормативной в случаях снижения трудоемкости ПИР (в частности, при использовании материалов ранее выпол-. пенных инженерных изысканий, при использовании типовых и повторно применяемых проектов). 29
В конечном счете продолжительность проектирования уста- навливается заданием на проектирование и заключаемым на его основе договором на выполнение ПИР. Началом проектирования считается дата подписания догово- ра, окончанием — дата отправки заказчику разработанной соглас- но договору ПСД. ПСД является законченной и принятой заказчиком, если он подписал акт ее приемки либо не сделал в течение 45 дней, счи- тая с даты отправки, никаких замечаний по качеству или ком- плектности полученной ПСД. Продолжительность ПИР сопоставима с продолжительностью строительства того объекта, для которого ПИР выполняются. Так, нормативная продолжительность строительства первой оче- реди нового НПЗ топливного профиля мощностью 12 млн. т/год (при его полном развитии) составляет 42 месяца, а нормативная продолжительность ПИР — 20 месяцев. Проектировщики всегда должны стремиться к сокращению длительности проектирования, применяя, там, где это возможно и целесообразно, одностадийное проектирование, широко используя типовые и повторно применяемые проекты вместо индивидуаль- ных разработок, а также всемирно унифицируя проектные реше- ния. Ответственным за правильное определение продолжительно- сти проектирования является главный инженер проекта. Глава 2 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТА НПЗ И НХЗ 2.1. СОВРЕМЕННЫЕ СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И ПРОИЗВОДСТВА НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ Разработка рациональной технологической схемы нефтепере- рабатывающего завода с подбором технологических установок и определением наиболее целесообразного варианта эксплуата- ции установок является наиболее важным этапом проектирова- ния предприятия. В нашей стране нефтеперерабатывающие заводы строят в местах концентрированного потребления нефтепродуктов. В прошлом местонахождение перерабатывающего предприятия обусловливалось наличием сырья — именно так возникли центры нефтепереработки в Баку, Уфе, Грозном. Однако в дальнейшем стало ясно, и это подтвердили технико-экономические расчеты, что гораздо рентабельнее транспортировать сырье (нефть) к ме- стам концентрированного потребления, чем перевозить нефте- продукты с заводов, расположенных вблизи промыслов. Поэто- му, начиная с 1950-х годов нефтеперерабатывающие заводы 30
строятся в точках, удаленных на тысячи километров от источ- ников сырья (Новополоцк и Мозырь в БССР, Мажейкяй в Ли- товской ССР, Павлодар и Чимкент в Казахской ССР и др.). Технологическая схема НПЗ определяется потребностью в нефтепродуктах того или иного ассортимента, качеством пере- рабатываемого сырья, состоянием разработки тех или иных тех- нологических процессов. Решающим фактором является потреб- ность в нефтепродуктах района, где находится предприятие (так называемая плотность потребления). Территория СССР ус- ловно разбита на зоны тяготения, каждая из которых обеспечи- вается нефтепродуктами с одного-двух близлежащих заводов. Например, в зону тяготения Киришского НПЗ входят Ленин- градская, Мурманская и Новгородская области, Карель- ская АССР и Эстонская ССР. Балансом производства и потребления нефтепродуктов пре- дусматриваются постоянные или временные перевозки нефтепро- дуктов из одного района в другой по схеме, обеспечивающей ми- нимум затрат. Рациональными в пределах Европейской части страны считаются перевозки нефтепродуктов из восточных райо- нов, где имеются избыточные мощности по переработке нефти, в районы с концентрированным потреблением нефтепродуктов. Качество сырья не имеет такого решающего значения,, как это было ранее, поскольку разработаны процессы, позволяю- щие получать основные сорта нефтепродуктов, в том числе и высокого качества, практически из любой нефти. Однако для производства таких продуктов, как битумы, нефтяной кокс, от- дельные сорта смазочных масел требуются специальные виды сырья. Например, при современном уровне технологии из высо- копарафинистых нефтей весьма сложно получить нефтяные би- тумы, а из высокосернистых нефтей — малосернистый электрод- ный кокс. Существует несколько вариантов технологических схем пе- реработки нефти. Однако в общем виде эти схемы могут быть сведены к трем-четырем основным типам: 1) топливная с не- глубокой переработкой нефти; 2) топливная с глубокой перера- боткой нефти; 3) топливно-масляная; 4) топливно-нефтехими- ческая. На заводах, работающих по первым двум схемам, вырабаты- ваются в основном различные топлива — бензин, авиационный и осветительный керосины, дизельное, газотурбинное, печное и котельное топлива. При неглубокой переработке нефти отбор светлых нефтепродуктов составляет не более 40—45%, а выра- ботка котельного топлива достигает 50—55% в расчете на ис- ходную нефть. Предприятия с неглубокой переработкой нефти проектирова- лись и строились в 1950—80-х годах в тех районах, где отсут- ствуют такие источники энергии, как' каменный уголь, при- родный газ и где в связи с этим для энергетических установок 31
использовалось котельное топливо нефтяного происхождения (мазут). Заводы топливного профиля с глубокой переработкой нефти сооружены в районах Урала и Сибири, а за рубежом — в США, на Ближнем и Среднем Востоке. В США, где особенно велика потребность в бензине и в других светлых нефтепродуктах, име- ются заводы, на которых отбор светлых достигает 72—75%, а котельное топливо вырабатывается только в количествах, не- обходимых для обеспечения собственной потребности пред- приятия. «Основные направления экономического и социального раз- вития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года» в числе основных задач, стоящих перед народным хозяйством страны, называют дальнейшее углубление переработки нефти, сокращение потребления нефти и нефтепродуктов в качестве ко- тельно-печного топлива. В ближайшем будущего будет реализована программа про- ектирования и строительства- установок глубокой переработки нефти на многих предприятиях, в том числе и на тех, которые были первоначально запроектированы как заводы с неглубокой переработкой нефти. На рис. 2.1 приведена схема потоков НПЗ топливного про- филя с неглубокой переработкой нефти, а на рис. 2.2 — с глубокой переработкой нефти. Заводы топливно-масляного профиля (рис, 2.3) проектируют- ся таким образом, чтобы обеспечить получение заданного коли- чества смазочных масел. Попутно с производством масел выра- батываются парафины и церезины. На базе асфальтов и экстрак- тов, являющихся побочными продуктами установок очистки ма- сел, получают битумы и нефтяной кокс. Ассортимент продукции значительно расширяется, если вклю- чить в состав НПЗ нефтехимические производства. Нефтехими- ческие производства используют такие виды ’сырья, как пря- могонный бензин, индивидуальные легкие парафиновые углево- дороды, ароматические углеводороды (бензол, толуол), смеси высших алканов (жидкие и твердые парафины). Как правило, нефтехимические цеха являются частью крупных производствен- ных объединений, в состав которых входят и нефтеперерабаты- вающие заводы. Сырье с нефтеперерабатывающей на нефтехи- мическую часть передается по трубопроводам. Так запроекти- рованы, в частности, предприятия в Перми, Ангарске, Салава- те. В отдельных случаях нефтехимические производства функци- онируют независимо от НПЗ и получают сырье по железной до- роге или магистральным продуктопроводам (например, по эти- ленопроводу). Головным производством НХЗ в большинстве случаев являет- ся пиролиз с получением этилена, пропилена, бутилен-дивиниль- ной фракции, жидких продуктов, в которых содержится 60— 32
Рис. 2.1. Схема потоков НПЗ топливного профиля с неглубокой переработкой нефти. Втопливо 2 261 33
Сухой предельный газ Изопентаны Изогексаны н-Пентан Газ Пропан Изобутан ж-Бутан 3 Газ Водород 8 § 2 § з 5 Is 1 е св & » О Я Бензол Толуол ' Рафинат S? > Катализат = эе S S VI* 8 Газ Головка w § “ » 3 g 3 о о S S В топливо i * Зя < <?Р5 I VIII VII Бензин II IV 3 s г 3 1 § Головка стабилизации ILL п IV Газ 'олрвка Бензин ? 1 g о'Х |В
1 ю Сырая нефть Обессоливание И атмосферно- вакуумная Перегонка Таз, легкий бензин, тяжелый бензин. керосиновая фракция, дизельная фракция Легкий дистиллят Средний дистиллят Гудрон Тяжелый дистиллят Г" ' Переработка фракций, полученных при атмосферной перегонке нефти см.рие.2.1и22 Легкий рафинат Средний рафинат 1 Сжиженные газы Глубокая дейара- фянизациж Ароматические углеводороды Автомобиль- ный бензин 1 Селективная очистка масляных фракций Тяжелый рафинат t г-—F Дграрафинизацмя Остаточный рафинат Пет)Х>литум Гач Деасфальтизация гудрона Производство битума } 'еасфальтизат | Асфальт Экстракты Церезин-сырец Парафин-сырец 1 1 Обезмасливание гача и петролатума Гидроочистка пара- фина и церезина Гидроочистка масел Остаточный компонент Тяжел ый компонент Средний компонент Легкий компонент Присадки Керосин Дизельное топливо Низкозастывающие масла Индустральные масла Моторные масла Парафин Церезин Битум Рис. 2.3. Схема потоков НПЗ топливно-масляного профиля. 3! ,
«а Продукты, поступающие с НПЗ: Водяной пар Рис. 2.4. Схема потоков НХЗ.
90% (масс.) ароматических и 10—40% (масс.) неароматических углеводородов (в основном, диенов, олефинов и циклоолефинов). На основе полученных продуктов осуществляется широкая гам- ма нефтехимических синтезов. На рис. 2.4 приведена примерная схема материальных потоков нефтехимического завода, на кото- ром вырабатываются различные кислородсодержащие соеди- нения, полиолефины, полистирол и т. д. 2.2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМОГО СЫРЬЯ Сырье нефтеперерабатывающих заводов. Основным сырьем НПЗ является нефть. Нефть может поступать на предприятие по магистральному нефтепроводу, железной дороге или водным пу- тем. Доля трубопроводного транспорта в общем объеме перево- зок нефти постоянно возрастает. Мощные высокопроизводитель- ные нефтепроводы связывают промыслы Поволжья, Татарии, Башкирии и Западной Сибири с заводами европейской части страны, Урала, Сибири и Казахстана. По железной дороге, как правило, транспортируются нефти с близлежащих месторожде- ний. Например, по железной дороге поступает нефть месторож- дений Волгоградской области на Волгоградский НПЗ, нефть Ре- чИцкого месторождения — на Мозырский НПЗ и т. п. При разработке проекта НПЗ тип перерабатываемой нефти указывается в задании на проектирование. Многие отечественные НПЗ, проектировавшиеся в 1950—70-х годах, были рассчитаны на переработку восточных нефтей типа туймазинской или ромаш- кинской. В настоящее время в общем балансе нефтяного сырья все большее место занимают нефти Западной Сибири, Казах- стана, Коми АССР. Сырье нефтехимических производств. В качестве сырья неф- техимических производств используются различные продукты, полученные при переработке нефти, а также природные и попут- ные газы. На долю нефтехимии приходится относительно неболь- шое количество мирового потребления нефти и газа. В странах Западной Европы эта доля составляет 7—8%, а в СССР и США — 4—6%. В перспективе потребление нефтепродуктов, при- родного и попутного газа для нужд нефтехимии увеличится и достигнет 12—15 %• 2.3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТА Разработка технологической части проектов нефтеперераба- тывающих и нефтехимических заводов ведется на основании ком- плекса данных, которые выдаются отраслевыми научно-исследо- вательскими институтами. Эти данные могут быть условно раз- биты на несколько групп. В первую группу входит характеристика исходного сырья, которое предполагается использовать на проектируемом заводе, данные о количестве и качестве промежуточных и товарных продуктов, которые могут быть получены из этого сырья. 37
Вторую группу . составляют показатели отдельных технологи-, ческих процессов, используемых при переработке для получения определенного ассортимента товарных продуктов. В отдельную группу выделяются данные о мероприятиях, ко- торые должны быть предусмотрены для охраны водного и воз- душного бассейнов и почвы от загрязнений вредными вы- бросами. Перед началом проектирования должен быть определен го- ловной научно-исследовательский институт по выдаче данных для проектирования. Обязанности Головного института при проекти- ровании НПЗ обычно выполняются Всесоюзным научно-исследо- вательским институтом по переработке нефти (ВНИИНП) или Грозненским научно-исследовательским институтом по перера- ботке нефти (ГрозНИИ). Головной научно-исследовательский институт самостоятельно или с привлечением других НИИ про- водит детальное исследование представительных образцов сырья. Сырье подвергается переработке на полупромышленных или промышленных установках, воспроизводящих реальные техноло- гические процессы, намечаемые к осуществлению на проектируе- мом заводе. В тех случаях, когда реальное сырье по каким-либо причинам отсутствует и провести его исследование не представ- ляется возможным, выдаются данные, полученные при изучении близкого, аналога. Ниже приводится краткая характеристика основных техно- логических процессов переработки нефти, и нефтехимического синтеза и их места в схеме завода. Обессоливание и обезвоживание. Нефть, добываемая из зем- ных недр, отделяется на промыслах от растворенного газа, во- ды и солей. В зависимости от степени подготовки на промыслах установлено три группы нефти, отличающиеся содержанием воды (0,5; 1%) и хлоридов (до 100, 100—300, 300—1800 мг/л). Все нефти, поступающие на НПЗ, должны быть обезвожены и обессолены до остаточного содержания солей 3—5 мг/л. Обез- воживание и обессоливание проводится на отдельных установ- ках или блоках, входящих в состав установок первичной пере- гонки. Рекомендации по проектированию установок обессолива- ния выдаются ВНИИНП и содержат сведения о температуре и давлении процесса, расходе промывной воды и деэмульгатора. Первичная перегонка предназначена для получения нефтя- ных фракций, которые используются как сырье для последующей переработки или в качестве компонентов товарной продукции. Первичная перегонка осуществляется на атмосферных трубчатых (АТ) и атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках. Первичная перегонка на современных НПЗ комбинируется с обессоливанием нефти и вторичной перегонкой бензинов, целью которой является получение узких бензиновых фракций для про- изводства ароматических углеводородов и высокооктанового бензина. В табл. 2.1 приводится перечень получаемых на уста- новках первичной перегонки различного типа фракций и направ- 38
ТАБЛИЦА 2.1. Перечень получаемых при первичной перегонке фракций и направления их использования Фракции и их условные наименования Получается Возможные направления использования на АТ на топ- ливной АВТ на топливно- масляной АВТ Головка стабилизации + + + Сырье газофракциониро- вания, бытовой сжи- женный газ Бензиновые фракции: и. к. - 62°С + + + Сырье установок изо- меризации, KOMnoHenf бензина 62—85°С + + + Сырье установок рифор- минга, на которых производится бензол 85—105°С + + + Сырье установок рифор- минга, на которых производится толуол или высокооктановый бензин 105—140°С + + + Сырье установок рифор- минга. на которых производятся ксилолы или высокооктановый бензин 140—180°С + + + Компонент товарного керосина, сырье уста- новок каталитического . риформинга, на кото- рых производится высо- кооктановый бензин, и гидроочистки керо- сина Керосиновая фракция (180—230°С) + + + Компонент товарного ке- росина и дизельного топлива, сырье уста- новок гидроочистки Дизельная фракция, ат- мосферный газойль (230—350°С) + + + Компонент товарного ди- зельного топлива, сырье установок гид- роочистки Мазут (выше 350°С) + Котельное топливо, сырье термического крекинга 39
Продолжение Фракции и их условные наименования Получается Возможные направления использования на АТ на топ- ливной АВТ на топливно- масляной АВТ Вакуумный дистиллят, вакуумный газойль (350—500°С) - 4- — Котельное топливо, сырье каталитического кре- кинга и гидрокрекинга Масляные дистилляты: 300—400°С —• — + Сырье для производства масел 400—450°С — — + То же (350—420°С) 450—500°С (420-490°С) — — + » Гудрон (выше 500°С или выше 490°С) + + Сырье установок терми- ческого крекинга, вис- . брекинга, коксования, производств битума и масел лсния их дальнейшего использования. Исследовательские дан- ные для проектирования установок первичной перегонки выда- ются БашНИИНП и содержат рекомендации по выбору технологи- ческой схемы, ассортименту получаемых фракций, расходу водя- ного пара в атмосферную и вакуумные колонны, рекомендации по защите оборудования от коррозии. Каталитический риформинг. С помощью этого процесса на современных НПЗ получают высокооктановые базовые компо- ненты автомобильных бензинов, а также индивидуальные аро- матические углеводороды — бензол, толуол, ксилолы. Наилучшим сырьем при производстве высокооктановых бензинов являются прямогонные бензиновые фракции 85—180°С и 105—180°С, для получения ароматических углеводородов используются узкие бензиновые фракции 62—85°С, 85—105°С, 105—140°С или их смеси. Разработка процесса риформинга ведется в НПО «Лен- нефтехим». Исследовательская часть объединения выдает проект- ному подразделению следующие основные сведения о процессе: характеристику сырья и катализата, выход и состав газообразных продуктов, рекомендуемые режимы - работы в цикле реакции (температура, давление, кратность циркуляции водородсодер- жащего газа, объемная скорость подачи сырья, температурный перепад по реакторам) и регенерации (количество кокса, темпе- ратура регенерации), тип катализатора и срок его службы, про- должительность цикла реакции. 40
Для установок риформинга, имеющих в своем составе блок экстракции ароматических углеводородов, выдаются, кроме то- го, рекомендации по выбору типа экстрагента, температура и давление процесса, массовое соотношение растворитель : сырье, количество рисайкла в % к сырью, данные по регенерации ра- створителя и вторичной ректификации ароматических углеводо- родов. Гидроочистка предназначена для снижения содержания серы в дистиллятах. На НПЗ строятся установки гидроочистки пря- могонных бензиновых фракций (обычно комбинируются с уста- новками риформинга), керосиновых и дизельных фракций, ва- куумных дистиллятов, масел, вторичных бензинов. Одновремен- но с удалением серы уменьшается содержание в продуктах непредельных и смолистых соединений. Процесс гидроочистки раз- работан во ВНИИНП. Для проектирования установок выдают- ся следующие данные: характеристика сырья и продуктов очист- ки, тип катализатора, рекомендуемые режимы работы в циклах реакции (температура, давление, объемная скорость подачи сырья, кратность циркуляции водородсодержащего газа, содер- жание водорода в циркулирующем газе,. продолжительность цик- ла реакции, срок службы катализатора, тепловой эффект реакции) и регенерации. Замедленное коксование служит для получения нефтяного кокса, дополнительных количеств светлых нефтепродуктов из тя- желых .остатков. Детальное исследование процесса проводит- ся БашНИИНП, а разработка проектов новых и реконструкции старых установок ведется Башгипропефтехимом. Каталитический крекинг получил широкое распространение в связи с намечаемым осуществлением мероприятий по углубле- нию переработки нефти. С помощью каталитического крекинга из тяжелых газойлевых фракций получают высокооктановый ком- понент бензина, сырье для производства технического углерода, ценные олефинсодержащие газовые фракции. Исследования в области каталитического крекинга проводятся во ВНИИНП, ГрозНИИ, Институте нефтехимического синтеза АН Азербайд- жанской ССР. Гидрокрекинг предназначен для получения дополнительных количеств светлых нефтепродуктов каталитическим разложени- ем тяжелого сырья в присутствии водорода. В зависимости от сырья и продуктов, которые необходимо получить, используются одноступенчатые и двухступенчатые схемы, системы с неподвиж- ным, движущимся и суспендированным катализатором. Процесс изучается во ВНИИНП. Газофракционирование. В состав НПЗ включаются установки для получения легких углеводородных фракций высокой чисто- ты из нефтезаводских газов. По типу перерабатываемого сырья газофракционирующие установки (ГФУ) подразделяются на ГФУ предельных и ГФУ непредельных газов, по технологической схе- ме—на установки абсорбционного и конденсационно-компресси- 41
онного типов. Рекомендации по составу сырья, схемам очистки газов, фракционирования выдаются проектным организациям Всесоюзным научно-исследовательским институтом углеводород- ного сырья (ВНИИУС). Алкилирование изобутана олефинами позволяет получить из легких углеводородных фракций (бутан-бутиленовой, пропан-про- пиленовой, изобутановой) высокооктановые компоненты автомо- бильных и авиационных бензинов. Исследования в области алки- лирования олефинов изобутаном сосредоточены в ГрозНИИ. На отечественных НПЗ в качестве катализатора применяется кон- центрированная серная кислота, а за рубежом—серная кислота и фтористый водород. Изомеризация низших парафиновых углеводородов (бутана, пентана, гексана, легкокипящих бензиновых фракций) применя- ется для выработки высокооктановых компонентов автомобильно- го бензина и получения сырья для производства синтетического каучука. Существуют различные модификации процесса, которые различаются по типу применяемого катализатора, требованиям к сырью, условиям проведения процесса. В СССР эксплуатируются установки высокотемпературного типа, намечается внедрение по- лучившей распространение за рубежом низкотемпературной изо- меризации. Научно-исследовательские данные, необходимые для проектирования, выдаются в том же объеме, как при проектиро- вании установок каталитического риформинга, НПО «Леннеф- техим». Производство масел. Современная схема производства масел из восточных парафинистых нефтей включает очистку с приме- нением избирательных растворителей (деасфальтизацию гудро- на, селективную очистку деасфальтизата и вакуумных дистиллят- ных фракций, депарафинизацию рафинатов селективной очист- ки) и гидрогенизационную или контактную доочистку депара- финированных масел. Для проектирования установок очистки с применением избирательных растворителей необходимы следу- ющие данные: выход продуктов в расчете на сырье, состав раст- ворителя, температура и давление процесса, соотношение меж- ду растворителем и сырьем на различных ступенях извлечения и т. д. Эти данные выдаются ВНИИНП, а по отдельным процессам— ГрозНИИ и Институтом нефтехимического синтеза АН Азер- байджанской ССР. Производство парафинов. Производство жидких и твердых па- рафинов включает две стадии: выделение и очистку. Жидкие парафины выделяют из дизельных фракций карбамидной депара- финизацией и адсорбцией на молекулярных ситах. Твердые пара- фины получают обезмасливанием гача — побочного продукта уста- новок депарафинизации масел, а также из дистиллятов высоко- парафинистых нефтей методом фильтр-прессования и потения. Доочистка парафинов проводится сернокислотным, адсорбцион- ным или гидрогенизационным методом. Изучение проблем, свя- занных с производством парафинов, выдача необходимых науч- 42
но-исследовательских данных для проектирования установок возложена на ГрозНИИ. Производство битумов. Для производства битумов применя- ются глубокая вакуумная перегонка мазута и окисление нефте- продуктов воздухом при высокой температуре. В зависимости от типа перерабатываемой на НПЗ нефти, наличия различных видов сырья (гудрона; асфальтов 'и экстрактов, получаемых при произ- водстве масел) головной институт по проблеме производства би- тумов— БашНИИНП — выдает рекомендации по схеме получе- ния битумов на предприятии, ассортименту вырабатываемой про- дукции, а при необходимости проектирования специальной уста- новки— по схеме и технологическому режиму этой установки. Получение низших олефинов. Головными производствами неф- техимических комплексов и заводов являются установки полу- чения низших олефинов, состоящие из отделений пиролиза угле- водородного сырья, газоразделения, переработки жидких продук- тов пиролиза. Исследования в области пиролиза и газоразделе- ния ведутся Всесоюзным научно-исследовательским институтом органического синтеза (ВНИИОС), а в области переработки жид- ких продуктов пиролиза — ВНИИОС, Институтом горючих иско- паемых, ВНИИОлефин, а также НИИ сланцев. Для проектирова- ния процесса пиролиза выдаются следующие данные: характери- стика сырья и состав продуктов пиролиза, температура процесса, время пребывания сырья в зоне реакции (время контакта), рас- ход водяного пара, парциальные давления углеводородов в зоне реакции. При разработке проекта отделения газоразделения ис- пользуют рекомендации по очистке пирогаза от сероводорода, двуокиси углерода, ацетилена и диеновых углеводородов, осушке газа, последовательности выделения легких углеводородов. Оксосинтез. Процессы оксбсинтеза включаются в схемы НХЗ для получения различных кислородсодержащих соединений — спиртов, альдегидов, кислот. В этих процессах используются ре- акции гидроформилирования — взаимодействия ненасыщенных соединений с окисью углерода и водородом в присутствии ката- лизаторов, из которых в настоящее время наиболее широко ис- пользуются карбонилы кобальта. Методом оксосинтеза .в СССР получают бутиловые спирты (через масляные альдегиды), спир- ты С7—С9. Намечается организовать производство высших спир- тов, пропионовой кислоты и других продуктов. Современные уста- новки производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза состоят из отделений приготовления катализатора (кобальти- зации), гидроформилирования, разложения и регенерации ката- лизатора (декобальтизации), гидрирования альдегидов в спир- ты, ректификации. В состав установки включают также произ- водство синтез-газа (смеси окиси углерода и водорода) на базе природного или нефтезаводского газа. Новыми направлениями развития оксосинтеза являются процессы гидрокарбоксилирова- ния олефинов (взаимодействия с окисью углерода и водой) с по- лучением кислот, гидрокарбалкоксилирования олефинов (взаимо- 43
действия с окисью углерода и спиртами) с получением э‘фиров и др. Исследования в области оксосинтеза проводятся в НПО «Лен- нефтехим». 2.4. СОСТАВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНЫХ БАЛАНСОВ ПРОИЗВОДСТВА И СХЕМ МАТЕРИАЛЬНЫХ ПОТОКОВ ЗАВОДА Руководствуясь данными научно-исследовательских институ- тов и материалами типовых, повторно применяемых и индивиду- альных проектов технологических установок, составляют схему материальных потоков предприятия, в которой увязываются меж- ду собой (по сырью и товарной продукции) все установки и производства. В результате составления схемы материальных пото- ков определяется количество и качество отдельных компонентов товарной продукции, рассчитывается качество товарных продук- тов с учетом имеющихся в наличии компонентов, и, наконец, составляется сводный материальный баланс предприятия в целом. Выше, на рис. 2.1—2.3, были приведены различные технологи- ческие схемы переработки нефти, определяемые потребностью в тех или иных нефтепродуктах. В табл. 2.2 и 2.3 содержатся мате- риальные балансы -отдельных производств, входящих в состав НПЗ, схемы потоков которых изображены на рис. 2.2 (НПЗ то- пливного профиля с глубокой переработкой нефти) и 2.3 (НПЗ топливно-масляного профиля). На основе балансов отдельных производств составлены сводные материальные балансы НПЗ, приведенные в табл. 2.4. При составлении технологических схем и материальных ба- лансов НПЗ, следует учитывать ряд соображений, некоторые из которых приводятся ниже. 1. Производительность установок или секций обессоливания должна обеспечивать обессоливание и обезвоживание всей неф- ти, поступающей на завод. Расчет материального баланса НПЗ ведется на обессоленную нефть, и в плановых и проектных доку- ментах всегда указывается мощность завода по подготовленной нефти. 2. При составлении баланса по прямогонным' бензинам сле- дует предусматривать полное использование бензиновых фрак- ций (кроме легкого бензина н. к.— 62° С) для каталитического риформирования. При этом фракции 62—85° С и 85—105° С на- правляются на установку риформинга с блоком экстракции арома- тических углеводородов и применяются для получения, соответ- ственно, бензола и толуола. Поскольку потребность народного хозяйства в бензоле значительно выше, чем в толуоле, при состав- лении балансов следует предусматривать первоочередное исполь- зование фракции 62—85°С. Остаток фракции 85—105°С, а также фракции 105—140°С, 140—180°С направляются на установки ри- форминга для получения высокооктанового компонента автобен- зина. Использование на установках риформинга, работающих в 44
ТАБЛИЦА 2.2. Материальный баланс НПЗ по топливному варианту с глубокой переработкой нефти № по пор. Процессы и продукты % на сырье установки % на нефть 1 Обессоливание нефти Поступило: нефть сырая 101,0 101,0 Получено: нефть обессоленная 100,0 100,0 вода и соли 1,0 1,0 Всего 101,0 101,0 2 Атмосферно-вакуумная перегонка Поступило: нефть обессоленная 100,0 100,0 Получено: газ и головка стабилизации 2,5 2,5 фракция н. к. — 62°С 3,2 3,2 » 62—85°С 2,6 2,6 » 85—105°С 4,4 4,4 » 105— 140°С 5,0 5,0 » 140— 180°С 7,2 7,2 » 180—230°С 8,0 8,0 » 230—350°С 21,0 21,0 » 350—500°С 20,5 20,5 гудрон 94 О 94 q потери 0,7 0,7 Всего 100,0 100,0 3 Каталитический риформинг и экстракция ароматических углеводородов Поступило фракция 62—85°С 54,2 2,60 » 85—105°С 45,8 2,20 Всего 100,0 4,80 Получено: бензол 11,8 0,57 толуол 11,9 0,58 сольвент 3,0 0,14 рафинат 56,0 . 2,68 водородсодержащий газ 5,0 0,24 головка стабилизации 5,0 0,24 газ 6,0 0,29 потери 1.3 0,06 Всего 100,0 4,80 45
Продолжение № по пор. Процессы и продукты % на сырье установки ®/о на нефть 4 Каталитический риформинг Поступило: фракция 85—105°С > 105— 140°С > 140—180°С тяжелый бензин гидрокрекинга бензины-отгоны гидроочистки' - 19,2 43,7 21,9 10,0 5,2 2,20 5,00 2,50 1,15 0,59 Всего 100,0 11,44 - Получено: катализдт водородсодержащий газ в том числе водород головка стабилизации газ потери 83,0 5,0 (1.1) 5,0 6,0 1,0 9,50 0,57 (0,13) 0,57 0,69 0,11 Всего 100,0 11,44 5 Гидроочистка керосина Поступило: фракция 140—180°С » 180—230°С водородсодержащий газ в том числе водород 47,0 53,0 1,2 (0.3) 4,70 ' 5,30 0,12 (0,02) Всего 101,2 10,12 Получено: гидроочищенный керосин бензин-отгон сероводород газ потери 97,2 1.5 0,1 2,0 0,4 9,72 0,15 0,01 0,20 0,04 Всего 101,2 10,12 6 Гидроочистка дизельных фракций Поступило: фракция 180—230°С » 230—350‘С легкий газойль коксования водородсодержащий газ в том числе водород 10,2 79,5 10,2 1.8 (0.4) 2,70 21,00 2,70 0,45 (0,1) £— Всего 101,7 26,85 46
Продолжение № по пор. Процессы и продукты •/о на сырье установки % на нефть Получено: 25,65 гидроочищенное дизельное топливо 97,1 бензин-отгон 1,1 0,30 сероводород 0,8 0,20 газ 2,3 0,60 потери 0,4 0,1 Всепб 101,7 26,85 7 Карбамидная депарафинизация дизельного топлива Поступило: 100,0 8,30 гидроочищенное дизельное топливо Получено: дизельное топливо зимнее 85,0 7,06 промежуточная фракция 9,1 0,76 парафин жидкий 5,0 0,41 потери 0,9 0,07 8 Всего Газофракционирование предельных газов Поступило: 100,0 8,30 газ и головка атмосферно-вакуумной перегонки 67,7 2,50 * головка каталитического риформинга 22,0 0,81 головка гидрокрекинга 10,3 0,39 Всего Получено: 100,0 3,70 пропан 21,6 0,80 изобутан 16,1 0,60 н-бутан 33,0 1,22 изопентан • 8,6 0,32 н-пентан 11,0 0,41 газовый бензин 1,8 0,06 газ 6,5 0,24 потери 1,4 0,05 9 Всего Изомеризация Поступило: 100,0 3,70 фракция н. к. —• 62°С 88,6 3,20 пеНтан с ГФУ 11,4 0,41 водородсодержащий газ 1,1 0,04 в том числе водород (0,2) (0,01) Всего 101,1 i 3,65 47
Продолжение № по пор. Процессы и продукты % на сырье установки % на нефть Получено: изопентан 69,8 2,52 изогексан 26,3 0,95 газ 4,0 0,14 потери 1,0 0,04 Всего 101,1 3,65 10 Производство битумов Поступило гудрон 75,0 4,50 фракция 350—500°С 25,0 1,50 поверхностно-активные вещества 3,0 0,18 Всего 103,0 6,18 Получено: битумы дорожные 72,7 4,36 » строительные 26,4 1,58 отгон 1.3 0,08 газы окисления 1,6 0,10 потери 1.0 0,06 Всего 103,0 6,18 11 Гидрокрекинг Поступило: фракция 350—500°С 100,0 9,00 водород с водородной установки 3,0 0,27 . Всего 103,0 9,27 Получено: бензин легкий 2,6 0,23 » тяжелый 12,8 1,15 легкий газойль 66,9 6,02 фракция выше 350°С 7,9 0,71 сероводород 2,3 0,21 газ 5,2 0,47 головка стабилизации 4.3 0,39 потери 1.0 0,09 Всего 103,0 9,27 48
Продолжение № no пор. Процессы и продукты % на сырье установки % на нефть 12 Каталитический крекинг с блоком предва- рительной гидроочистки сырья Блок гидроочистки Поступило: 100,0 1,5 10,00 0,15 фракция 350—500°С водород с водородной установки Всего 101,5 10,15 Получено: гидроочищенный вакуум-дистиллят 94,8 9,48 бензин-отгон 1,4 0,14 сероводород газ 2,3 2,0 0,23 0,20 потери 1,0 0,10 Всего 101,5 10,15 Блок каталитического крекинга Поступило: гидроочищенный вакуум-дистиллят 100,0 9,48 Получено: ГЯЧ Р ГППОАКЯ /'TafiunuQfliTUU 17,3 1,64 бензин 43,2 4,10 легкий газойль (фракция 180—280°С) 12,6 1,19 фракция 280—420=С — сырье для про- 10,0 и ,95 изводства технического углерода фракция выше 420°С 10,4 0,98 кокс выжигаемый и потери 6,5 0,62 Всего 100,0 9,48 13 Коксование Поступило: 100,0 10,0 гудрон (коксуемость 16%) Получено: 8,6 0,86 газ и головка стабилизации бензин 13,0 • 1,30 легкий газойль 27,0 2,70 тяжелый газойль 24,4 2,44 кокс 24,0- 2,40 потери 3,0 0,30 Всего 100,0 10,00 14 Газофракционирование непредельных газов Поступило: 65,6 1,64 газ и головка каталитического крекинга газ и головка коксования 34,4 0,86 Всего 100,0 2,50 49
П родолжение № по пор. Процессы и продукты % на сырье установки % на нефть Получено: пропан-пропиленовая фракция бутан-бутиленовая фракция газовый бензин (С5 и выше) газ потери 24,0 33,0 6,5 33,5 3,0 0,60 0,83 0,16 0,84 0,07 15 Всего Алкилирование бутан-бутиленовой фракции изобутаном Поступило: бутан-бутиленовая фракция в том числе изобутан Получено: легкий алкилат тяжелый алкилат пропан бутан-пентаны потери 100,0 100,0 (40,0) 77,1 3,1 1.9 14,9 3,0 2,50 0,83 (0,33) 0,63 0,03 0,02 0,12 0,03 16 Всего Производство серы Поступило: сероводород Получено: сера элементарная потери 100,0 100,0 97,0 3,0 0,83 0,65 0,63 0,02 17 Всего Производство водорода Поступило: сухой газ химочищенная вода (на реакцию) 100,0 32,7 67,3 0,65 0,76 1,55 Всего Получено: водород технический, 96% в том числе водород 100% двуокись углерода потери 100,0 18,2 17,5 77,8 4,0 2,31 0,42 0,40 1,80 0,09 Всего 100,0 2,31 50
ТАБЛИЦА 2.3. Материальный баланс НПЗ по топливно-масляному варианту № по пор. Процессы и продукты % на сырье установки % на нефть 1 Обессоливание нефти Поступило: нефть сырая 101,0 101,0 Получено: нефть обессоленная 100,0 100,0 вода и соли 1.0 1.0 Всего 101,0 101,0 2 Атмосферно-вакуумная перегонка Поступило: нефть обессоленная 100,0 100,0 Получено: газ и головка стабилизации 2,5 2,5 фракция н. к.— 62°С 3,2 3,2 » 62—85°С 2,6 2,6 » 85—105°С 4,4 4,4 » 105—140°С 5,0 5,0 » 140— 180°С 7,2 7,2 » 180—230°С 8,0 8,0 » 230—300°С 3,4 3,4 » 300—400°С 3,6 3,6 » 230—350°С 15,8 15,8 » 400—450°С 1.9 1,9 > 450—500°С 1,5 1,5 » выше 350°С 34,0 34,0 » > 500°С 6,2 6,2 потери 0,7 0,7 Всего 100,0 100,0 3 Переработка светлых дистиллятов (ката- литический риформинг, гидроочистка ке- росина и дизельного топлива, газофрак- ционирование, изомеризация) * Поступило: газ и головка стабилизации атмосферно- 100,0 52,10 вакуумной перегонки, фракции н. к.— 62°С, 62—85°С, 85—105°С, 105—140°С, 140—180°С, 180—230°С, 230—300°С, 230—350°С Получено: пропан 1,3 0,66 изобутан 0,9 0,49 н-бутан 2,1 1,09 бензол 1,1 0,57 толуол 1.1 0,58 сольвент ‘ 0,3 0,14 рафинат 5,1 2,68 катализат риформинга 16,1 8,40 61
Продолжение № по пор. Процессы и продукты % на сырье установки % на нефть изопентан 5,5 2,84 изогексан 1,8 0,95 гидроочищенный керосин 18,7 9,72 • гидроочищенное дизельное топливо 40,8 21,26 газовый бензин 0,1 0,06 газ топливный 3,8 1,96 водородсодержащий газ 0,3 0,18 в том числе водород (0,07) (0,04) сероводород 0,3 0,14 потери на установках 0,7 0,38 Всего 100,0 52,10 4 Деасфальтизация гудрона Поступило: фракция выше 500°С 100,0 4,50 Получено: деасфальтизат 33,0 1,49 асфальт 66,0 2,97 потери 1 ,0 0,04 Всего 100,0 4,50 5 Селективная очистка масляных фракций / поток Поступило: фракция 300—400°С 100,0 3,60 Получено: легкий рафинат 59,0 2,12 экстракт фракции 300—400оС 40,0 1,44 потери 1,0 0,04 Всего 100,0 3,60 II поток Поступило: фракция 400—450°С 100,0 1,90 Получено: средний рафинат . 60,0 1,14 экстракт фракции 400—450°С 39,0 0,74 потери 1,0 0,02 Всего 100,0 1,90 52
Продолжение № по пор. Процессы и продукты % на сырье установки % на нефть III поток Поступило: фракция 450—500°С Получено: тяжелый рафинат экстракт фракции 450—500°С потери 100,0 61,0 38,0 1,0 1,50 0,91 0,57 0,02 Всего 100,0 1,50 IV поток Поступило: деасфальтизат Получено: остаточный рафинат » экстракт потери 100,0 62,0 37,0 1,0 1,49 0,92 0,55 0,02 Всего 100,0 1,49 6 Глубокая депарафинизация Поступило: легкий рафинат Получено: депмасло фракции 300—400°С гач фракции 300—400°С потери 100,0 62,0 37,0 1,0 2,12' 1,31 0,79 0,02 Всего 100,0 2,12 7 Депарафинизация / поток Поступило: средний рафинат Получено: депмасло фракции 400—450°С гач фракции 400—450°С потери’ 100,0 69,0 30,0 1,0 1,14 0,79 0,34 0,01 Всего 100,0 1,14 II поток Поступило: тяжелый рафинат Получено: депмасло фракции 450—500°С гач фракции 450—500°С потери 100,0 70,0 29,0 1,0 0,91 0,64 0,26 0,01 Всего 100,0 0,91 53
Продолжение № по пор. Процессы и продукты % на сырье установки % на нефть III поток Поступило: остаточный рафинат Получено: остаточное депмасло петролатум потерн 100,0 76,0 23,0 1,0 0,92 0,70 0,21 0,01 Всего 100,0 0,92 8 Обезмасливание гача и петролатума Поступило: гачи фракций 300—400°С, 400- 450—500°С, петролатум Получено: парафин фракции 300—400°С » » 400—450°С » » 450—500аС церезин фильтрат потери -450°С, 100,0 56,0 43,0 1,0 1,60 0,43 0,19 0,15 0,12 0,69 0,02 Всего 100,0 1,60 9 Гидроочистка масел Поступило: депмасла фракций 300—400°С, 400— 450°С, 450—500°С, остаточное масло водородсодержащий газ в том числе водород 100,0 1,4 (0,3) 3,44 0,05 (0,01) Всего 101,4 ' 3,49 Получено: легкий (низкозастывающий) компонент средний компонент тяжелый компонент остаточный компонент отгон газ сероводород потери 97,8. 1,4 1,4 0,3 0,5 1,28 0,77 0,63 0,68 0,05 0,05 0,01 0,02 Всего 101,4 3,49 54
Продолжение № по пор. Процессы и продукты % на сырье установки ’• % на нефть 10 Гидроочистка парафина и церезина Поступило: парафины неочищенные фракций 300—400°С, 400—450°С, 450—500°С, 100,0 0,89 церезин неочищенный водородсодержа- щий газ в том числе водород 1,4 (0,3) 0,02 (0,005) Всего 101,4 0,91 Получено: парафины очищенные церезин очищенный газ отгон } 99,0 1,4 0,4 0,76 0,12 0,1 0,1 сероводород потери 0,1 0,5 0,1 Всего 101,4 0,91 11 Производство битума Поступило: гудрон асфальт деасфальтизации экстракты очистки масел поверхностно-активные вещества 28,3 24,8 46,3 3,0 1,70 1,49 2,81 0,18 Всего 103,0 6,18 Получено: битумы дорожные » строительные отгон 72,7 26,4 1,3 4,36 1,58 0,08 газы окисления потери 1,6 1,0 0,10 0,06 Всего 103,0 6,18 12 Производство серы Поступило: сероводород Получено: сера элементарная потери 100,0 97,0 3,0 0,15 0,14 0,01 Всего 100,0 0,15 • Балансы отдельных процессов приводятся в табл. 2.2. 65
ТАБЛИЦА 2.4. Сводные материальные балансы НПЗ при работе по различным вариантам [в % (масс.) на нефть] Компоненты Топливный вариант с неглубокой переработкой Топливный ва_риант с глубокой переработкой Топливио- масляный вариант Поступило Нефть обессоленная 100,00 100,00 100,00 Поверхностно-активные вещества на про- 0,18 0,18 0,18 изводство битума Вода на производство водорода — 1 ,55 — Присадки к маслам — — 0,50 - Всего 100,18 101,73 100,68 Получено Автомобильный бензин 15,25 22,65 15,19 в том числе: катализат риформинга (8,46) (9,50) (8,40) алкилат легкий — (0,63) — рафинат от производства аромата- (2,68) (2,68) (2,68) ческих углеводородов бензин каталитического крекинга -тг- (4,Ю) — изопентан (2,44) (2,24) (2,44) изогексан (0,95) (0,95) (0,95) легкий бензин гидрокрекинга — (0,23) .— газовые бензины (0,06) (0,22) (0,06) бензин коксования — (1 ,30) бутан (0,66) (0,80) (0,66) Керосин гидроочищенный 9,72 9,72 9,72 Дизельное топливо летнее 15,46 25,35 21 ,26 в том числе: гидроочищенное дизельное топливо (14,70) (17,35) (21,26) легкий газойль гидрокрекинга — (6,02) — легкий газойль каталитического кре- — (1,19) •— кинга тяжелый алкилат •— (0,03) — промежуточная фракция депарафини- (0,76) (0,76) — зации Дизельное топливо зимнее 7,06 7,06 — Ароматические углеводороды 1,29 1,29 1,29 в том числе; бензол (0,57) (0,57) (0,57) толуол (0,58) (0,58) (0,58) сольвент (0,14) (0,14) (0,14) Сжиженные газы 1,58 2,56 1,58 в том числе: пропан (0,66) (0,80) (0,66) изобутан (0,49) (0,60) (0,49) н-бутан (0,43) (0,42) (0,43) пропан-пропиленовая фракция — (0,60) пропан и бутан-пентаны алкилиро- — (0,14) — вания 56
П родолжение Компоненты Топливный вариант с неглубокой переработкой Топливный вариант с глубокой переработкой Топливно- масляный вариант Изопентан 0,40 0,60 0,40 Жидкий парафин 0,41 0,41 — Кокс нефтяной — 2,40 Битумы дорожные и строительные 5,94 5,94 5,94 Сырье для производства технического уг- — 0,95 — лерода — фракция 280—420°С каталити- ческого крекинга Котельное топливо 40,08 15,59 37,33 в том числе: фракция выше 350°С (37,20) — (34,0) > 350—500°С (2,20) — — гудрон — (10,40) — тяжелый газойль коксования — (2,44) — фракция выше 420°С каталитического — (0,98) — крекинга фракция выше 350°С гидрокрекинга — (0,71) — отгоны производства битумов и гид- (0,08) (0,08) (0,14) роочистки масел экстракты производства масел — — (1,93) фильтрат обезмасливания гача — (0,69) ловушечный нефтепродукт (0,60) (0,98) (0,57) Смазочные масла — — 3,86 в том числе: легким компонент — — (1,28) средний компонент — — (0,77) тяжелый компонент — — (0,63) остаточный компонент — — (0,68) присадки — — (0,50) Парафины твердые — — 0,76 Церезин — —— 0,12 Сера элементарная 0,14 0,63 0,14 Топливный газ 2,05 3,10 2,19 Двуокись углерода — 1,80 — Отходы (кокс выжигаемый, газы окисле- 0,10 0,68 0,10 ния) Потери безвозвратные 0,70 1 ,20 0,80 Всего 100,18 101 ,73 100,68 режиме облагораживания, фракции 62—85°С нецелесообразно, так как при ее вовлечении в сырье не удается получить катали- зат с октановым числом выше 90 пунктов (по исследовательско- му методу). 3. Мощность завода по гидроочистке должна обеспечивать получение дизельного топлива с содержанием серы ниже 0,2% (масс.). Рациональная схема материальных потоков НПЗ пре- дусматривает получение дизельного топлива смешением неочи- щенной легкой дизельной фракции 180—230°С, в которой обыч- 57
но содержится не выше 0,3% (масс.) серы, и гидроочищенной фракции 230—350°С. Следует иметь в виду, что такое решение не только позволяет более рационально использовать мощности гидроочистки, но и улучшает защитные свойства дизельных то- плив за счет вовлечения неочищенного компонента. 4. Выработка авиакеросина на НПЗ обычно оговаривается в задании. Исходя из заданного объема, на производство этого продукта частично отвлекаются бензиновые и дизельные фракции. 5. Дизельное топливо зимнее получают депарафинизацией прямогонных фракций. Целесообразно на установки депарафини- зации направлять гидроочищенные продукты. 6. При разработке схем глубокой переработки нефти и состав- лении материальных балансов НПЗ определяющими факторами являются потребность в том или ином светлом нефтепродукте и состояние разработки тех или иных технологических процессов, включая возможности по выпуску аппаратуры, оборудования, ка- тализаторов и реагентов. В общем случае считается, что если НПЗ должен производить максимальное количество автобензина, то в его состав включают установку каталитического крекинга, а если задачей углубления является увеличение выработки сред- них дистиллятов (керосина, дизельного топлива), то следует пре- дусматривать строительство установок гидрокрекинга. На схеме (рис. 2.2) и в материальных балансах |табл. 2.2 и .2.4) НПЗ с глубокой переработкой нефти предусмотрено включение в состав завода установок как каталитического крекинга, так и гидрокре- кинга, что позволяет значительно увеличить отбор светлых неф- тепродуктов. 7. Одним из наиболее важных и ценных продуктов перера- ботки нефти является нефтяной кокс. В состав многих НПЗ в на- стоящее время включается производство кокса методом замед- ленного коксования. Повторно применяемые установки замед- ленного коксования имеют мощность 600 и 1500 тыс. т/год по сырью. При составлении балансов следует иметь в виду, что для получения кокса, удовлетворяющего требованиям стандартов по содержанию серы и металлов (ванадия, никеля и др.), из сер- нистых нефтей, может потребоваться сооружение комплекса, включающего не только установку замедленного коксования, но и несколько установок подготовки сырья (гидроочистка вакуум- ного газойля, термический крекинг гидроочищенного вакуумного газойля). Получить стандартный нефтяной кокс непосредственно замедленным коксованием гудрона, как это показано на рис. 2.2, можно, только из нефтей с относительно невысоким содержани- ем серы и ванадия. 8. Полученная при замедленном коксовании, висбрекинге и термическом крекинге бензиновая фракция характеризуется низким октановым числом и химической нестабильностью. В на- стоящее время она, как правило, используется в качестве компо- нента бензинов А-72 и А-76 (после добавления соответствую- щих ингибиторов окисления и антидетонаторов). В перспективе £8
следует предусматривать гидрогенизационное облагораживание этой фракции. Разработаны две схемы гидрирования вторичных бензинов — в смеси с легким газойлем (метод БашНИИНП) и в смеси с пря- могонными бензинами (метод ВНИИНП). Гидрированные бен- зины направляют затем на установки каталитического рифор- минга. 9. Для получения высокооктановых легкокипящих компонен- тов автобензина в состав завода включаются установки изомери- зации и алкилирования. Сырьем процесса изомеризации может служить либо пентан-изогексановая фракция н. к. — 62° С, либо пентан-гексановая фракция н. к.—70рС. Во втором случае значи- тельно расширяется выработка изокомпонента за счет вовлечения в процесс изомеризации нормального гексана, однако при этом существует опасность потери некоторого количества бензола из- за попадания во фракцию н. к.—70°С бензолообразующих фрак- ций. Составляя схему и баланс НПЗ, следует также оценить, обеспечат ли действующие установки первичной перегонки полу- чение фракции н. к.—70°С, поскольку традиционно они рассчи- таны только на выработку фракции н. к.—62°С. Если изомеризация может быть включена в состав любого НПЗ, то алкилирование входит в состав только тех заводов, на ко- торых имеются установки каталитического крекинга, вырабатыва- ющие непредельные углеводороды Сз—С4. Сырьем установок ал- килирования обычно является бутан-бутиленовая фракция, кото- рая содержит и бутены и изобутан, причем в необходимом для реализации процесса соотношении. С целью расширения ресурсов сырья и уведичения выхода алкилата рекомендуется привлекать на эти установки пропан-пропиленовую фракцию (ППФ). Одна- ко для алкилирования ППФ необходим получаемый со стороны изобутан. 10. При составлении материальных балансов следует иметь в виду, что для обеспечения требуемого давления насыщенных па- ров автобензинов к ним добавляют бутаны. В летний период в бензинах содержится до 2% (масс.) бутанов, в зимний—до 5—7% (масс.). Учитывая ценность изобутана как сырья алкили- рования, необходимо предусматривать разделение суммарной бу- тановой фракции на нормальней компонент и изокомпонент с тем, чтобы не направлять в бензин изобутан. 11. Сырьем заводов синтетического каучука (СК) являются легкие углеводороды, вырабатываемые на НПЗ — бутаны и пен- таны. Потребность заводов СК в сырье весьма высока, причем особенно дефицитен изопентан. При составлении схем материаль- ных потоков НПЗ нужно предусматривать не только использова- ние изопентана в качестве компонента высокооктановых авто- бензинов, но и его выработку как товарного продукта. Выработка товарного изопентана обычно оговаривается в задании на проек- тирование. Следует, однако, иметь в виду, что содержанием пен- тан-гексановых фракций определяется такой.важный показатель 59
качества бензина, как температура 10%-го отгона, и при чрез-, мерной выработке товарного изопентана -этот предусмотренный стандартами показатель не будет обеспечен. 12. В составе каждого НПЗ должно быть предусмотрено про- изводство битума, потребность в котором в условиях растущих объемов промышленного, жилищного и дорожного строительства неуклонно увеличивается. Мощность битумных производств сов- ременного НПЗ составляет 4—7% (масс.) в расчете на нефть. На заводах топливного профиля битум получают из гудрона с добавлением вакуумного дистиллята, а на предприятиях топлив- но-масляного профиля в сырье битумных установок вовлекаются побочные продукты производства масел — асфальт и экстракты. На заводах с неглубокой переработкой нефти головными обычно являются установки атмосферной перегонки нефти, на которых остатком от перегонки служит мазут. Чтобы получить на этих НПЗ сырье для производства битумов, блок вакуумной перегон- ки мазута включается в состав битумных установок. Мощность вакуумного блока определяется потребностью в гудроне. 13. Мощность комплекса по производству масел (в расчете на товарные масла) определяется заданием на проектирование и составляет обычно 3—5% (масс.) от общей мощности завода по нефти. Наиболее распространенная схема производства масел из парафинистых нефтей приведена на рис,- 2.3. Сырьем комплекса являются узкие дистиллятные фракции, получаемые при вакуум- ной перегонке мазута, и гудрон. Узкие фракции получают на ком- бинированных атмосферно-вакуумных трубчатых установках (АВТ) или отдельно стоящих вакуумных установках. Как показа- ла практика, на отдельно стоящих вакуумных установках удается получить масляные фракции более высокого качества. 14. Для повышения эксплуатационных свойств смазочных ма- сел к ним добавляют различные присадки. Большинство сортов смазочных масел наряду с базовыми компонентами (очищенными нефтяными фракциями) содержит различные присадки. В зави- симости от заданного ассортимента масел при составлении мате- риального баланса определяют ассортимент и количество приса- док, необходимых для приготовления товарной продукции. Полу- чаемые со стороны присадки к маслам и поверхностно-активные вещества, необходимые для получения битумов, при составлении приходной части баланса, учитываются в балансе сверх .100%. 15. На заводах с неглубокой переработкой нефти потребность в водороде для гидрогенизационных процессов удается, как пра- вило, обеспечить за счет водородсодержащего газа риформинга. На предприятиях с глубокой переработкой нефти наблюдается нехватка водорода, поэтому следует предусматривать специаль- ные установки по его производству. 16. На каждой из установок НПЗ имеют место потери, вели- чина которых оговорена нормами технологического проектирова- ния. В нормах указана также величина безвозвратных потерь на НПЗ в зависимости от его мощности й профиля переработки, 60
Разница между общей величиной потерь по всем установкам НПЗ и величиной безвозвратных потерь соответствует количест- ву ловушечного нефтепродукта, возвращаемого с очистных соору- жений для повторной переработки. В составе завода целесооб- разно предусматривать установку для разделения ловушечного продукта на светлые и темные нефтепродукты. За последнее вре- мя в практике многих НПЗ принято направлять ловушечный продукт в мазут, что не приводит к ухудшению качества ма- зута. 2.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ СХЕМ И БАЛАНСОВ ЗАВОДОВ При разработке технологической схемы завода требуется де- тально изучить все возможные варианты производства необходи- мого количества товарных нефтепродуктов при наименьших ка- питальных и эксплуатационных затратах. Многовариантность и трудоемкость расчетов, связанных с выбором оптимальной техно- логической схемы, стали основной причиной привлечения к реше- нию этой задачи математических методов оптимизации. В качест- ве основного метода решения задачи по выбору оптимальной тех- нологической схемы НПЗ используется линейное программиро- вание. Работы по применению ЭВМ при разработке технологи- ческих_схем НПЗ были начаты в 1960 годах и продолжаются в настоящее время. Во ВНИПИНефти разработан метод расчета оптимальной технологической схемы НПЗ, создана подсистема моделирования и оптимизации технологических схем. Составной частью подси- стемы является методика составления математической модели НПЗ с помощью технологических бланков установок. Кроме бланков для технологических установок составляются математические модели расчета баланса и дефицита водорода, смешения автобензина и других товарных продуктов, сводного материального баланса НПЗ и задания на получение необ- ходимых количеств нефтепродуктов. Составляется также ма- тематическая модель расчета стоимости приведенных за- трат. Составление математической модели с помощью технологи- ческих бланков применяется при проектировании относительно несложных технологических схем НПЗ. При переходе к проекти- рованию заводов с углубленной переработкой нефти в математи- ческую модель включают взаимозаменяемые процессы, с помо- щью которых можно обеспечить производство товарных, продук- тов в необходимом количестве и заданного качества. В модель включаются также ограничения на ресурсы производственных факторов. Результатом расчета являются номенклатура устано- вок НПЗ, мощность вторичных процессов, основные технико- экономические показатели. 61
2.6. ТОВАРНЫЙ БАЛАНС ЗАВОДА Товарные балансы НПЗ и НХЗ составляются-на основе свод- ных материальных балансов. Расходная часть товарного баланса представляет собой перечень продуктов, которые являются товар- ной продукцией завода и реализуются через систему Госкомнефте- продукта или по прямым связям. При составлении товарного баланса из учтенной в материаль- ном балансе продукции, исключаются те продукты, которые ис- пользуются на самом предприятии в качестве реагентов или топ- лива. Из числа продуктов, традиционно производимых на НПЗ и НХЗ, на собственные нужды чаще всего расходуются: этан, этилен и пропан (как хладагенты), бензол, толуол, металэтилке- тон и фенол (как реагенты в производстве масел), серная кислота, сухой газ (как топливо), технический водород. Товарную вы- работку мазута определяют после того, как будет рассчитан рас- ход топлива на собственные нужды предприятия. При составле- нии товарного баланса необходимо учитывать возврат ловушеч- ного продукта. 2.7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ В РЕАГЕНТАХ, КАТАЛИЗАТОРАХ, СЖАТОМ ВОЗДУХЕ, АЗОТЕ, ВОДОРОДЕ Для того чтобы правильно запроектировать объекты общеза- водского хозяйства, в состав технологической части проекта НПЗ и НХЗ включают расчеты потребности в реагентах, катализато- рах и адсорбентах, сжатом воздухе, азоте, водороде. Первона- чально по данным, содержащимся в типовых, повторно применяе- мых и индивидуальных проектах, устанавливают перечень необ- ходимых реагентов, катализаторов, адсорбентов, а затем рассчи- тывают максимальное потребление, годовой (суточный) расход и единовременную загрузку установок. На основании полученных результатов проектируются склады реагентов, поступающих в мелкой таре катализаторов и адсорбентов, а также реагентное хозяйство. Воздух на НПЗ и НХЗ используется для пневматических си- стем автоматического регулирования и разнообразных технологи- ческих целей (очистка змеевиков трубчатых печей от кокса, реге- нерация катализатора, окисление углеводородов и нефтяных фракций в производстве битума, различных кислородсодержащих соединений и т. д.). Расход сжатого воздуха определяется по дан- ным, приводимым в паспортах и проектах технологических уста- новок и объектов общезаводского хозяйства, инструкциях на при- боры и оборудование. Используя собранные сведения, составля- ют баланс потребности в сжатом воздухе. В соответствии с нормами технологического проектирования потребителям на НПЗ и НХЗ должен подаваться сжатый воздух трех параметров: 1) высокого давления (5—7 МПа) для ретене- 62
рации катализаторов и опрессовки; 2) низкого давления (0,8 МПа) осушенный — для приборов контроля и автоматики; 3) низкого давления (0,8 МПа) неосушенный — для различных технологических нужд. Баланс производства и расхода составля- ется для каждого из указанных параметров. - После определения потребности в сжатом воздухе приступа- ют к проектированию -общезаводских воздушных компрессорных и установок осушки воздуха. На НПЗ и НХЗ за последние годы значительно увеличилось потребление инертного газа (азота). Инертный газ применяется при регенерации катализаторов, для создания «подушек» в ем- костях, где хранятся легкоокисляемые продукты, для продувки аппаратуры и оборудования перед ремонтом, при проведении пневматических испытаний на прочность и испытаний трубопро- водов на плотность. На НПЗ и НХЗ применяется инертный газ высокого (6—7 МПа) и низкого (0,8 МПа) давлений. Расход инертного газа определяется по проектным данным отдельных производств и сводится в таблицы, где указываются количество и периодичность потребления азота. При составлении балансов потребления воздуха и инертного газа рекомендуется использовать отраслевые «Указания по опре- делению производительности воздушных компрессорных и уста- новок инертного газа, расчету сети и ресиверов». На НПЗ и НХЗ широкое распространение получили гидроге- низацнонныс процессы и в связи с этим возникла необходимость проектирования специальных систем снабжения водородом. Поэ- тому важной частью технологической части проекта завода явля- ется баланс производства и потребления водорода. Определив потребность в водороде и имеющиеся ресурсы водородсодержа- щего газа, устанавливают необходимость строительства на НПЗ и НХЗ установок производства водорода. Промышленно освоены два метода производства водорода из нефтезаводских газов: ка- талитической высокотемпературной конверсией в присутствии кислорода в шахтных печах и каталитической конверсией в присутствии водяного пара в трубчатых печах. Разрабатывает- ся процесс получения водорода методом парокислородной газифи- кации нефтяных остатков. Установки по производству водорода различной мощности проектируются институтом ВНЙПИНефть. При решении задач, связанных со снабжением предприятий водородом, следует обращать внимание на возможность исполь- зования водорода, который содержится в сухих газах установок риформинга и гидроочистки и сбрасывается в настоящее время в топливную сеть. Выделить водород из этих газов можно с помо- щью метода низкотемпературного концентрирования. 2.8. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА Нефть, нефтепродукты, продукты нефтехимического синтеза обладают опасными и вредными свойствами, а технологические процессы, осуществляемые на НПЗ и НХЗ, проводятся при повы- 63
шенных температурах и давлениях, с применением огневых на- гревателей, перегретого до высокой температуры водяного пара, а также электрического тока высокого напряжения. В связи с этим при проектировании НПЗ и НХЗ необходимо уделять осо- бое внимание вопросам техники безопасности и охраны труда, предусматривать меры, позволяющие предотвратить аварии, пожары, несчастные случаи. Основными руководящими нормативными документами, от- ражающими вопросы техники безопасности, противопожарной безопасности и охраны труда и наиболее часто используемыми при проектировании являются: «Правила безопасности при эксплуа- тации нефтегазоперерабатывающих заводов (ПТБ НП-73)», «Правила безопасности во взрывоопасных и взрыво-пожароопас- ных химических и нефтехимических производствах (ПБВХП-74)», «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работа- ющих под давлением», «Противопожарные нормы проектирования предприятий, зданий и сооружений, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. ВНТП-28—79», «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов для горю- чих, токсичных и сжиженных газов (ПУГ-69)», «Правила уст- ройства электроустановок (ПУЭ)», «Временные нормы и правила по технологическому проектированию факельных систем нефте- перерабатывающих и нефтехимических предприятий (ВНиПФ 01-74)», «Правила безопасности в газовом хозяйстве», «Указания по проектированию и устройству молниезащиты зданий и соору- жений. СН 305-69», «Санитарные нормы проектирования промы- шленных предприятий. СН 245—71», «Нормы проектирования отопления и вентиляции промышленных предприятий нефтепе- рерабатывающей и нефтехимической промышленности», различ- ные строительные нормы и правила (СНиПы), правила и нормы техники безопасности и промышленной! санитарии для проекти- рования, строительства и эксплуатации отдельных нефтехимиче- ских производств (фенола и ацетона, этилена, синтетического этилового спирта и СК, метанола и др.), материалы системы нор- мативной документации для проектирования (СНДП) и др. В целях усиления ответственности проектных институтов за полное и правильное решение вопросов техники безопасности, пожарной безопасности, промышленной санитарии и охраны ок- ружающей среды на главного инженера проекта возложена обя- занность удостоверять своей подписью соответствие выполненно- го проекта действующим нормам и правилам, гарантировать, что мероприятия, предусмотренные в проекте, обеспечивают безопас- ную эксплуатацию объекта. Для того чтобы повысить роль заказчика при проектировании и строительстве, на предприятиях созданы комиссии предупреди- тельного надзора за соблюдением в проектах правил и норм техники безопасности и промышленной санитарии. Эти комиссии рассматривают разработанную проектную документацию и дают по ней заключение. К проекту, представляемому в установленном 64
порядке на экспертизу или утверждение, должны быть приложе- ны заключение комиссии предупредительного надзора и справка проектной организации о степени учета рекомендаций этой ко- миссии. Г л а в а 8 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЧАСТИ УСТАНОВОК И ЦЕХОВ 3.1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ЗАВОДА Переработка нефти на современных НПЗ осуществляется по различным схемам (см. гл. 2) с получением комплекса топливных и химических продуктов. На НПЗ и НХЗ самостоятельные техно- логические объекты, вырабатывающие из сырья какой-либо один или несколько видов товарной продукции, обычно принято назы- вать установками. Организационная структура предприятий пре- дусматривает объединение нескольких установок в цеха или (при бесцеховой структуре) в производства. На крупных предприятиях существует несколько производств (например, газокаталитиче- ское производство, производства масел, присадок и т. д.). Разра- ботка проекта технологической установки предйаваяет собой один из основных видов проектной работы при создании нефте- перерабатывающих и нефтехимических заводов. В 1950—70-х годах для отечественной нефтепереработки было характерно строительство предприятий на базе типовых проек- тов. Перечень наиболее распространенных типовых установок, построенных на отечественных НПЗ, приводится в табл. 3.1. При- менение типовых проектов позволило сократить стоимость проек- тирования, ускорить и удешевить строительство. Однако, как по- казала практика, во многих случаях типовые установки, запроек- тированные на какой-либо определенный вид сырья, при его из- менении значительно ухудшали работу. На этих установках не удавалось получить при заданной производительности продук- цию необходимого качества. • Особенно сильно отражалось изменение качества сырья на работе типо- вых установок первичной перегонки нефти и газофракционирования. Типовые установки А-12/1, А-12/2 были рассчитаны на переработку туймазинской нефти с содержанием светлых до 45% (мдсс.). При переработке на этих уста- новках нефтей с более высоким содержанием светлых не обеспечивается необ- ходимая четкость ректификации, в дистиллятных погонах содержится большое количество фракций нз соседних погонов, а в мазут из-за ухудшения пого- норазделительной способности колонны попадает до 10% светлых. Неудачным был опыт освоения типовых газофракционирующих (ГФУ) и абсорбционных газофракционирующих (АГФУ) установок. Для каждого завода характерен свой, индивидуальный набор первичных и вторичных про- цессов, а следовательно, индивидуальное сочетание компонентов в газах, по- 3—261 63
ТАБЛИЦА 3.1. Типовые установки по переработке нефти, построенные в 1955—75 гг. Установка Условное обозначение Производитель- ность по сырью, тыс. т/год Электрообессоливающая (ЭЛОУ) 10/1 600 10/6 2000 Атмосферно-вакуумная трубчатая (АВТ) 12 600 А-12/1 1000 А-12/2 2000 АВТ с блоком обессоливания нефти А-12/3 3000 АВТ с блоком вторичной перегонки бензина А-12/6, 3000 Атмосферная трубчатая с блоками обессо- А-12/9 13/1 6000 ливания (ЭЛОУ) и вторичной перегонки бензина 11/4 АВТ с блоками ЭЛОУ и вторичной пере- 6000 гонки бензина Термический крекинг 15/5 450 Замедленное коксование 21-10/3 600 Каталитический, крекинг на гранулирован- 43-102 250 ном катализаторе 1А/1М Каталитический крекинг на пылевидном 600 катализаторе Л-35-11/300 Каталитический риформинг 300 Л-35-11/600 600 Каталитический риформинг с блоком экст- - Л-35-6 300 ракцин ароматических углеводородов Л-24-5 Гидроочистка дизельного топлива 900 Л-24-6, Л-24-7 1200 Сернокислотное алкилирование 25-6 90 Деасфальтизация гудрона 36-1 250 Селективная очистка масел фенолом 37 265 Селективная очистка масел фурфуролом Г-37 600 Депарафинизация масел 39-7 250 Обезмасливание гача 40-2 160 Контактная очистка масел 42-1 330 Битумная 19-1 125 19-5 250 Г азофракционирование 45/1 400 Очистка сухого газа от серы 30-4 160 ступающих на ГФУ, Это разнообразив не удалось учесть в типовых проектах Г ФУ. На большинстве типовых ГФУ и АГФУ так и не были достигнуты проектные показатели по отбору и чистоте пропан-пропиленовой и бутан-бу- тиленовой фракций. Проектирование и строительство типовых ГФУ было пре- кращено в 1964 г. Начиная С атого периода, для каждого НПЗ создаются индивидуальные проекты установок по сбору и переработке газов. Высокие требования к качеству сырья предъявляются уста- новками, на которых осуществляются вторичные процессы. Так, для установок каталитического риформинга очень важно содер- жание в сырье нафтеновых углеводородов, поскольку при повы- шенном содержании нафтенов нарушается нормальная работа реакторного блока. Для сырья, в котором содержится много наф- 66
тенов, разрабатываются индивидуальные проекты установок ка- талитического риформинга. Начиная с 1970 г. широкое распространение получило строи- тельство на НПЗ установок повторного применения. Проекты этих установок первоначально разрабатываются для какого-ли- бо определенного предприятия, являющегося заказчиком проек- та и осуществляющего финансирование проектных работ. Затем проект может быть повторно применен для другого предприя- тия, причем при необходимости осуществляется корректировка проекта. Корректировку повторно применяемого проекта прово- дит институт — автор первого проекта установки, либо инсти- тут— генеральный проектировщик того завода, на котором наме- чается строительство повторно применяемой установки. Как показала практика, повторно применяемый проект дол- жен корректироваться и привязываться к новым условиям ин- ститутом — автором первого проекта установки. При этом обес- печивается более полный учет опыта эксплуатации аналогичных производств, более тщательно исправляются недоработки-перво- начального проекта. Поскольку при эксплуатации согласование технологических регламентов, рационализаторских предложений и всевозможных изменений в схеме установок поручается инсти- туту— автору процесса, целесообразно нормативно определить, что повторное применение прогрессивных проектов нефтеперера- батывающих и нефтехимических установок должно, как правило, производиться автором первоначального проекта. Госстрой СССР в 1981 г. утвердил перечень повторно исполь- зуемых экономичных индивидуальных проектов по нефтеперера- батывающей промышленности, а также установил задание по их применению. В табл. 3.2. приводится перечень этих проектов. ТАБЛИЦА 3.2. Перечень повторно используемых экономичных проектов по нефтеперерабатывающей промышленности Установка Организация» разработав- шая проект Мощность установки, тыс. т/год Размер зани- 1 маемой пло- щади, МХМ Первичная перегонка нефти ЭЛОУ-АВТ-6 ВНИПИНефть 6000 265X130 Каталитический риформинг Л-35-11/1000 Ленгипронефтехим 1000 115x105 Гидроочистка топлив ЛЧ-24-2000 Ленгипронефтехим 2000 105X60 Комбинированная установка неглубокой переработки неф- ти ЛК-бу Ленгипронефтехим 6000 290x148 Каталитический крекинг Г-43-107 Грозгипронефтехим 2000 150x170 Коксование сырья 21 — 10/9 Башгипронефтехим 600 130X145 Прокалка кокса Башгипронефтехим 140 183X80 Вакуумная перегонка мазута Азгипронефтехим 3000 105x60 Производство битума Ростгипронефтехим 750 110x125 3* 67
3.2. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ В состав исходных материалов, необходимых для проектиро- вания технологической установки, входят: исходные данные по процессу; утвержденное задание на проектирование; технические условия проектирования. Исходные данные по процессу. Основным документом для разработки проекта нового производственного процесса является технологический регламент, состав и объем которого определены эталоном, утвержденным в 1971 г. Ответственным за составле- ние и выдачу технологического регламента является ведущий на- учно-исследовательский институт по данному процессу, который при необходимости привлекает к составлению регламента другие организации. В составлении регламента на договорных началах с НИИ может участвовать проектная организация, которая ста- вит и уточняет требования к регламенту в соответствии с этало- ном, прорабатывает инженерные решения, подлежащие отраже- нию в регламенте. Технологический регламент, составленный научно-исследова- тельским институтом, согласовывается проектной организацией и утверждается министерством или ведомством,-ответственным за внедрение процесса. Регламент для проектирования производственных процессов содержит следующие сведения: 1) литературные данные о процессе и сведения об аналогич- ных производствах за рубежом; обзор научно-исследовательских работ по отдельным стадиям процесса; описание технологических схем опытных и полузаводских установок, на которых отрабаты- вался процесс, а также изложение разультатов, полученных на этих установках; 2) техническую характеристику исходного сырья, основных продуктов и вспомогательных материалов (включая воду, сжа- тый воздух и азот для технологических целей); области приме- нения основных продуктов; 3) физико-химические константы и свойства исходных, проме- жуточных и конечных продуктов; 4) .химизм процесса по стадиям, физико-химические основы процесса; принципиальная технологическая схема производства, приводимая в графическом виде с кратким описанием; 5) рабочие технологические параметры (давление, темпера- тура, объемная или линейная скорость, степень насыщения и т. п.) по каждому узлу; условия приготовления и регенерации ре- агентов и катализаторов; 6) материальный баланс производства, который представля- ется в виде таблиц по стадиям процесса; 7) техническая характеристика побочных продуктов и отхо- дов; направление их утилизации; 68
8) математическое описание технологических процессов и ап- паратов; 9) рекомендации по конструированию основного технологиче- ского оборудования и защите строительных конструкций от раз- рушающего воздействия новых продуктов; 10) рекомендации для проектирования системы автоматиза- ции процесса; 11) рекомендации по осуществлению аналитического конт- роля; 12) методы и технологические параметры очистки химиче- ски и механически загрязненных сточных вод, обезвреживания газовых выбросов и ликвидации вредных отходов; 13) мероприятия по технике безопасности, промышленной са- нитарии и противопожарной профилактике; 14) патентный формуляр, определяющий патентную чистоту процесса в СССР и в промышленно развитых странах; 15) экономическое обоснование процесса, включающее про- гнозы потребности в товарном продукте и обеспеченности произ- водства сырьем на перспективу. При выполнении обосновывающих материалов к генеральной схеме развития целесообразно иметь технологический регламент, который в этом случае можно представлять в сокращенном объе- ме. Вопрос о том, какие разделы регламента могут быть исклю- чены или сокращены должен решаться совместно научно-иссле- довательским и проектным институтами. При проектировании традиционных, хорошо изученных и ос- военных процессов (например, первичной перегонки, каталитиче- ского риформинга и т. п.) от разработки технологического рег- ламента можно отказаться. В. этом случае исследовательская организация представляет исходные данные по процессу, содер- жащие характеристику сырья и продуктов, режим процесса, ма- териальный баланс,' дополнительные данные, в которых отража- ются, как правило, сведения об усовершенствованиях, внесенных в процесс на основании научно-исследовательских работ и обоб- щения опыта эксплуатации. Обычно технологический регламент или исходные данные по процессу составляют отраслевые научно-исследовательские ин- ституты (ВНИИНП, ВНИИНефтехим, ВНИИОС, ГрозНИИ, БашНИИНП и др.), которые наилучшим образом знакомы с требованиями, предъявляемыми при проектировании и последу- ющей эксплуатации установки. Исходные данные, представляе- мые, академическими и учебными институтами, обычно не учиты- вают специфических условий проектирования и эксплуатации, не отличаются необходимой полнотой. Поэтому целесообразно рекомендовать вузам и институтам Академии Наук, ведущим разработку технологических процессов, привлекать к составле- нию исходных данных для проектирования отраслевые научно- исследовательские институты. 69
Получив исходные научно-исследовательские данные, проек- тировщик обязан детально проанализировать их и прежде всего выяснить, обладают ли эти данные требуемой полнотой и обеспе- чивают ли они наиболее экономичный способ производства целе- вых продуктов. Необходимо убедиться, достаточен ли объем экс- периментальных исследований для того, чтобы приступить к проектированию, проверен ли процесс на опытно-промышленной или хотя бы на опытной установке. Практика показывает, что при освоении процессов, при разработке которых ограничились лабораторными исследованиями и не провели проверку на опыт- ных установках, возникают значительные сложности. Изучая научно-исследовательские данные, следует устано- вить, позволяют ли они произвести небходимые технологические расчеты и выбор оборудования. Если в процессе участвуют ма- лоисследованные промежуточные или конечные продукты, то в регламентах должны содержаться исчерпывающие сведения об их физических и химических свойствах. Особое внимание следует уделить выбору сырья, реагентов, растворителей и катализаторов. Требования к их качеству дол- жны соответствовать действующим государственным отраслевым или республиканским стандартам, межотраслевым или отрасле- вым техническим условиям. В том случае, когда по условиям процесса необходимы сырье и реагенты-, отличающиеся по каче- ству от норм (более высокая концентрация основного вещества, более жесткие требования к физико-химическим показателям и т. д.), еще на стадии подготовки исходных данных для проекти- рования следует решить вопросы снабжения проектируемого производства такого рода сырьем или реагентом. Если нет уве- ренности в том, что продукт требуемого качества может быть по- лучен со стороны' то объекты по улучшению качества должны быть предусмотрены в составе проектируемого производства. Ре- гламент должен содержать сведения о промышленном производ- стве катализаторов и реагентов. Перед началом проектирования установок по получению жидких пара- финов методом адсорбционного извлечения «Парекс» было установлено, что действующие на НПЗ производства не смогут обеспечить эту установку сырьем — дизельной фракцией узкого фракционного состава (200—320°С) и водородсодержащим газом требуемой концентрации [не ниже 85% (об.)]. Поэтому одновременно с проектированием и строительством установок «Парекс» были запроектированы и сооружены установки вторичной ректификации широ- кой дизельной фракции, а в состав установок «Парекс» включен блок кон- центрирования водорода. В производстве триметилолпропана (этриола) сырьем являются и-масляный альдегид и формальдегид. Для того чтобы обеспечить высокий выход товар- ного продукта, целесообразно применять формальдегид, содержащий не более 0,1% (масс.) метанола. Поскольку выпускаемый по действующим стандартам формальдегид содержит значительно больше метанола, в технологический рег- ламент на проектирование установки по производству этриола были вклю- чены данные для проектирования узла обезметаноливания формальдегида. Несоблюдение упомянутых выше требований приводит к боль- шим затруднениям при освоении технологических установок, мо- 70
жет быть причиной их многолетней неэффективной эксплуатации или простоев. При рассмотрении регламента следует детально проанализи- ровать, насколько реально выделение сырья для вновь проекти- руемого производства, не является ли предложенное исследова- тельской организацией сырье дефицитным. При выборе того или иного способа производства доступность сырья должна быть одним из определяющих факторов. Традиционными методами получения уксусной кислоты являются карбо- нилирование метанола и окисление ацетальдегида или бутана. Специалистами одного из научно-исследовательских институтов был разработан новый спо- соб производства уксусной кислоты окислением прямогонной бензиновой фракции н. к. — 62°С. При рассмотрении в проектном институте технологи- ческого регламента этого процесса было установлено, что пентан-изогексановая фракция н. к. — 62°С весьма дефицитна, поскольку она используется как компонент автомобильного бензина, обеспечивающий его пусковые свойства, и, кроме того, из нее выделяют пентаны, применяемые затем в производстве изопрена. Проектирование установки по новому способу в дальнейшем не осуществлялось. Рекомендуемая в регламенте технология должна обеспечить предотвращение загрязнения воздушного бассейна, водоемов и почв вредными выбросами. Если в производстве будут выделять- ся в атмосферу вредные вещества, образовываться загрязненные стоки, регламент должен содержать подробную характеристику вредных выбросов и стоков и детальные рекомендации по их очистке. Не могут быть приняты к проектной проработке техно- логические процессы, в которых образуются трудноочищаемые или сбрасываемые в водоем твердые отходы. В технологических процессах должно быть исключено или по крайней мере сведено к минимуму применение ядовитых ве- ществ— дихлорэтана, соединений ртути, цианистых соединений и др. Технологический регламент производства индивидуального 5-метилрезор- цина иа базе суммарных двухатомных фенолов сланцевого происхождения предусматривал применение дихлорэтана для очистки выделенного продукта от примесей. При проектной проработке были приняты необходимые меры по герметизации оборудования, очистке содержащих дихлорэтан стоков и выбро- сов в атмосферу, что привело к большому усложнению технологической схемы. Одновременно перед научно-исследовательской организацией был постав- лен вопрос о поиске более безвредного реагента. В результате дополнительных исследований было установлено, что вместо дихлорэтана можно применить смесь гораздо менее опасных толуола и бутилацетата. Задание на проектирование. Форма задания на проектирова- ние технологической установки, порядок его разработки и утвер- ждения приведены в гл. 1. Технические условия на проектирование. В этом документе должны быть приведены общие сведения о предприятии, на кото- ром намечается строительство технологической установки. Техни- ческие условия состоят из нескольких частей, каждая из кото- рых освещает соответствующий раздел проекта. В технологии^- Т1
ской части технических условий отражаются следующие сведе- ния: 1) качество сырья и возможные пределы его колебаний; спо- соб подачи сырья (по трубопроводу, прокладываемому в земле, в канале или по эстакаде; по железной дороге и т. п.), параметры (здесь и далее — давление, температура) сырья; 2) состав инертного газа, включая сведения о содержании в нем масла; параметры; 3) характеристика воздуха, применяемого для снабжения пневматических систем контрольно-измерительных регулирую- щих приборов, и воздуха для технологических и ремонтных нужд (параметры, точка росы, содержание масла); 4) характеристика топливного газа (энтальпия, плотность, параметры); 5) характеристика мазута — топлива для трубчатых печей [энтальпия, температура, вязкость (в °ВУ) при температуре пе- рекачки, кратность циркуляции, давление в прямой и обратной линиях]; б) характеристика реагентов, способ их подачи на установку (по трубопроводу, в автоцистернах, в таре и т. п.), параметры; 7) состав [в % (об.)] и параметры водородсодержащего газа; 8) наличие на предприятии систем, сброса газа от предохра- нительных клапанов и давление в них; 9) параметры, с которыми должны выводиться с установки целевые продукты; 10) пути использования и параметры на выходе с установки некондиционных продуктов и отходов производства; 11) тип изоляции технологических и паровых трубопроводов; 12) фоновые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе; 13) перечень передвижных грузоподъемных средств предпри- ятия, которые могут быть использованы для ремонтных нужд на установках (с указанием типа и технической характеристики). При разработке технологической части проекта используются также сведения из других разделов технических условий; напри- мер, из раздела «Теплоснабжение» — данные о системах пароснаб- жения, применяемых на заводе системах обогрева трубопрово- дов, из раздела «Водоснабжение»— сведения о системах водо- снабжения и канализации, существующих на предприятии, и т. д. Технические условия на проектирование составляются гене- ральной проектной организацией с привлечением при необходи- мости субпроектировщика, выполняющего проект конкретной ус- тановки (производства). Они являются неотъемлемой частью за- дания на проектирование и должны представляться исполнителю проекта установки одновременно с заданием. Целесообразно иметь единые технические условия на проектирование НПЗ (НХЗ), в которые рекомендуется вносить изменения и дополне- ния, учитывающие специфику проектируемой установки, 72
В 1983 г. в составе документов системы нормативной докумен- тации для проектных организаций нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности был разработан, эталон тех- нических условий, которым следует руководствоваться при про- ектировании НПЗ и НХЗ. 3.3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ Создание технологической схемы установки (производства) является одним из важнейших этапов при разработке проекта. При работе над схемой проектировщик-технолог должен обеспе- чить возможность выработки необходимого ассортимента продук- тов нужного качества при минимальных капитальных затратах и эксплуатационных расходах, гарантировать бесперебойную рабо- ту запроектированного производства, безопасность и надежность эксплуатации. Следует иметь в виду, что даже кратковременная остановка современной технологической установки по переработ- ке нефти приводит ж большому экономическому ущербу, наруше- нию снабжения нефтепродуктами и нефтехимическим сырьем по- требителей. Так, простой комбинированной установки ЛК-6у в течение суток связан с недоотпуском продукции на сумму свы- ше 400 тыс. руб. Разработка технологической схемы включает ряд этапов: 4-)-~а«ализ и обоснование выбранного метода производства; 2) оп- ределение перечня технологических операций, намечаемых к ре- ализации на установке, и составление вариантов принципиаль- ных технологических схем; 3) расчет материальных балансов установки по стадиям; 4) расчет и выбор технологического обо- рудования; 5) проектирование обвязки оборудования трубопро- водами и вычерчивание рабочей технологической схемы; 6) раз- работка схем автоматизации технологического процесса. Задача анализа и обоснования выбранного метода производства в настоящее время облегчается тем, что метод производства ре- комендуется в технологическом регламенте или научно-исследо- вательских данных, заменяющих регламент. Для традиционных процессов при выборе метода производства руководствуются на- копленным опытом проектирования, учитывают результаты про- мышленной эксплуатации аналогичных производств. Технологической схемой установок риформинга, проектировавшихся в 1957—67 г. г. предусматривалась сложная схема стабилизации, включающая фракционирующий абсорбер и стабилизатор, в которых получали стабильную головку С3—С4 и сухой деэтанизированный газ. Опыт эксплуатации показал, что на большинстве заводов имеются системы сбора и переработки предельных газов, на которых осуществляется улавливание жирных газов из прямогонного газа и деэтанизация головки. Эти системы могут быть использованы также и для обработки нестабильных головок и жирного газа риформинга. Поэтому в проектах установок риформинга Л-35-11/1000 и ЛЧ-35-11/1000, запроектиро- ванных в 1970—78 г. г., применена так называемая простая схема стабилизации без фракционирующего абсорбера.
При проектировании установок первичной перегонки нефти важной задачей проектировщика-технолога является выбор одной из трех схем разделения нефти. Существуют три таких схемы: 1) с одной сложной ректификационной колонной; 2) с предвари- тельным испарителем и ректификационной колонной; 3) с пред- варительной отбензинивающей колонной и основной ректифика- ционной колонной (двукратное испарение). Первая схема при- меняется для стабилизированных хорошо обессоленных и обез- воженных нефтей, в которых невелико содержание бензиновых фракций [до 15% (масс.)]. Если нефть плохо обессолена или содержит большое количество бензиновых фракций, то возникает опасность чрезмерного увеличения давления в теплообменниках и трубах печного змеевика, а также отложения минеральных со- лей в змеевике и, как следствие, прогара печных труб. При дву- кратном испарении газ, вода и значительная часть бензина уда- ляются из нефти до ее поступления в печь, что облегчает усло- вия работы как печи, так и основной ректификационной колонны. Схема с двукратным испарением особенно удобна в тех случаях, когда возможно частое изменение типа перерабатываемой нефти. Недостатки этой схемы — необходимость подогрева нефти до более высокой температуры и наличие удвоенного количества ректификационных колонн, сырьевых и рефлюксных насосов, кон- денсаторов-холодильников и емкостей. - При переработке углеводородных газов используются абсорб- ционные и конденсационно-компрессионные методы извлечения целевых компонентов из газов. Выбор схемы обусловливается со- ставом сырья, требованиями, предъявляемыми к продукции, зави- сит от наличия на предприятии тех или иных хладоагентов. Аб- сорбционную схему извлечения рекомендуется применять в тех случаях, когда в газе много метана и этана, а конденсационно- компрессионную — при переработке более «жирных» газов. Использовав исходные данные для проектирования и выбрав метод производства, проектировщик-технолог определяет перечень технологических операций, намечаемых к реализации на установ- ке, и их последовательность, а затем изображает эту последова- тельность в виде принципиальной технологической схемы. Реко- мендуется на этом этапе подготовить несколько вариантов прин- ципиальных технологических схем и представить их на обсужде- ние специалистов (например, членов технического совета проект- ного института или технологической секции технического совета, специалистов научно-исследовательских институтов и промыш- ленных предприятий). На основе обсуждения вариантов техноло- гических схем принимается решение о выборе оптимальной схе- мы, над которой ведется дальнейшая работа. Несмотря на то, что ассортимент вырабатываемой продукции и перечень технологических установок нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий весьма велики, на этих установ- ках реализуется .относительно небольшое число типовых химичес- ких и физических процессов; массообменные (ректификация, аб- 74
сорбция); теплообменные (подогрев, конденсация, охлаждение); гидромеханические (отстаивание, фильтрование, центрифугирова- ние); механические (перемешивание, транспортирование жидких, твердых и газообразных материалов); химические (гидрирование, изомеризация, крекирование, хлорирование и др.). Для осуществления этих процессов проектируются технологи- ческие узлы — аппараты или группы аппаратов с обвязочными трубопроводами и' арматурой. Технологическая схема представ- ляет собой совокупность ряда технологических узлов. Наиболее часто встречаются следующие технологические узлы: ректифика- ционная колонна; трубчатая печь; центробежный или поршневой насос для транспортирования жидкостей; центробежный или пор- шневой компрессор для транспортирования газов; теплообменник для утилизации теплоты отходящих продуктов и нагрева сырья; аппарат воздушного охлаждения или водяной холодильник; ре- акторный блок. Руководствуясь технологической схемой, состоящей из несколь- ких технологических узлов, проектировщик приступает к расчету 4 материальных балансов установки по стадиям. При расчете ма- териальных балансов используются данные, содержащиеся в тех- нологическом регламенте или других материалах научно-иссле- довательских институтов. Так, например, при составлении материальных балансов уста- новок первичной перегонки нефти используются следующие све- дения: перечень продуктов, намечаемых к выработке на установ- ке; межцеховые нормы, по фракционному составу дистиллятных и остаточных фракций; отбор фракций от потенциала; заданная мощность установки и число часов работы в году. Материальные балансы нефтехимических производств пред- ставляются научно-исследовательскими институтами в расчете на 1 т сырья или готовой продукции, а затем пересчитываются про- ектировщиками с учетом производительности установки и потерь производства. После составления материальных балансов проектировщик- технолог выполняет наиболее трудоемкую часть своей работы — расчет аппаратуры и оборудования. Основные сведения о приме- няемых методах технологического расчета и выбора оборудования содержатся в гл. 4. Завершающим этапом расчета аппаратуры является составление схемы материальных и тепловых потоков, которая затем включается в состав расчетно-пояснительной за- писки к проекту установки. На рис. 3.1 приведена схема мате- риальных и тепловых потоков реакторного блока установки гид- роочистки керосиновой фракции. На основании результатов расчета далее по каталогам, госу- дарственным ‘и отраслевым стандартам, техническим условиям и нормалям выбирается стандартное, т. е. серийно выпускаемое обо- рудование, подготавливаются задания на разработку нестандарт- ного оборудования. Сведения о выбранном оборудовании вклю- 75
w\ T-f p-q Г ж Г—1 z%4 24,7 12,74 Сырье i,в =£>-1 (—<?>•» 0 84 ______, »T^T—g>—-! НедтоВильный'' ____________j dot комп- гидрогенизат очистку рессора на стабилизацию апП& от H2S t,5S 5 ВИЙ Рис. 3.1. Схема материальных и тепловых потоков реакторного блока установ- ки гидроочистки керосиновой фракции: Компоненты Часовой расход 1 2 3 4 8 6 7 8 н, кг 2088,0 2088,0 1900,01 1883,0 11,0 7,0 4,0 моль 1044,0 1044,0 950,0 944,5 5,5 3,5 2,0 сн. кг 3893,0 3893,0 4088,0 3986,0 102,0 26,0 76,0 моль 243,3 243,3 255,4 249,1 6,3 1,6 4,7 с,н, кг 1087,0 1087,0 1229,0 1085,0 144,0 7,0 137,0 моль 36,3 36,3 41,0 3'6,2 4,8 0,2 4,6 с,н. кг 390,0 390,0 465,0 330,0 135,0 2,0 133,0 моль 8,8 8,8 10,6 7,5 3,1 —- 3,1 с.н,, - кг 96,0 96,0 171,0 79,0 92,0 1,0 91,0 моль 1,6 1,6 2,9 1,4 1.5 1,5 С,Н„ кг — 46,0 46,0 <6,0 10,0 36,0 1,0 35,0 моль — 0.6 0,6 0,6 0,1 0,5 — 0,5 Н,8 кг . 1,0 1,0 66,0 58,0 8,0 1,0 7,С моль 1,9 1,7 0,2 0.2 S кг 75,0 75,0 14,0 14,0 14,6 моль 2,3 2,3 0,4 0,4 __ 0,4 Керосиновая кг 74925,0 34,0 74959,0 72931,0 35,0 72896,0 8,0 72888,0 фракция моль 423,0 0,2 423,2 411,0 0,2 410,8 — 410,8 Бензин-отгон кг 4.19,0 419,0 1769,0 436,0 1333,0 2,0 1331,0 моль 4,0 4.0 17,1 4,2 12,9 — 12,9 Всего кг 75000 8054,0 83054,0 83054,0 7908,0 7471,0 55,0 74716,0 моль 425,3 1338,8 1764,1 1692,9 1244,9 446,0 5,3 440,7 В кружках — номера материальных потоков, в прямоугольниках — тепловые потоки, Гкал/ч. чаются- в спецификации, которые затем используются для заказа оборудования. Следующей стадией является проектирование обвязки аппа- ратов и оборудования трубопроводами, которое проводится одно- временно с вычерчиванием технологической схемы. При проек- тировании трубопроводной обвязки проектировщик-технолог ру- ководствуется отраслевыми рекомендациями, выпущенными в составе системы нормативной документации, а также опытом, на- копленным при разработке аналогичных проектов. Важную роль играет изучение результатов эксплуатации тех или иных систем обвязки. Технологическая схема представляет собой графическое опи- сание технологической части проекта, она является основным ис- точником информации при составлении всех остальных частей проекта. На технологической схеме наносится все оборудование 76
и аппараты, необходимые для ведения процесса, условно, в виде Линий изображаются трубопроводные связи между отдельными элементами оборудования. При составлении схемы обычно стремятся к тому, чтобы более четко изобразить последовательность технологических операций. Поэтому расположение оборудования на схеме может не совпа- дать с его последующим фактическим размещением на установ- ке. Аппараты и оборудование наносятся на схему в соответствии с общепринятыми условными обозначениями (рис. 3.2.). Каждый аппарат, нанесенный на схеме, имеет свой индекс. В . нефтепереработке общепринятыми являются следующие буквен- ные индексы отдельных видов оборудования: К — ректифика- ционная или абсорбционная колонна; П — трубчатая печь; X — холодильник; ХК — конденсатор-холодильник; Т-теплообменник; Е — емкость; С — сепаратор; ПК, ЦК — поршневой и центробеж- ный компрессор, соответственно; Н — насос; И — инжектор-сме- ситель; М — аппарат с перемешивающим устройством; Ф — фильтр. Аппаратам и оборудованию присваиваются номера в со- ответствии с последовательностью технологических операций на установке. Комбинированные установки разбиваются на отдель- ные блоки (секции), каждому из которых присваивается номер. Индексация оборудования отражает его принадлежность к той или иной секции. Например, секциям комбинированной установки ЛК-6у присвоены номера 100; 200;_ 300; 400. Аппарат с индексом К-102 относится к секции 100 (ЭЛОУ-АТ), с индексом Н-4‘12— к секции 400 (ГФУ) и т, д. Рис,'3.2. Условные обозначения оборудования на технологической схеме. 77
Собственная нумерация присваивается также трубопроводам. Следует отметить, что во многих странах принята система нуме- рации трубопроводов, которая не только отражает принадлеж- ность трубопровода к той или иной секции установки, но и содер- жит информацию о диаметре трубопровода, классе и параметрах (давлении, температуре) перекачиваемого продукта. Необходимым приложением к технологической схеме являют- ся экспликации (перечни) аппаратов, оборудования, трубопрово- дов. В экспликациях содержатся сведения об основных техничес- ких характеристиках аппаратов и оборудования, для стандарт- ного оборудования указываются номера ГОСТ, ОСТ, технических условий, по которым, оно выпускается, а для нестандартного — основные размеры и номера чертежей, по которым оно должно быть изготовлено. В экспликации трубопроводов содержатся сведения о наиме- новании, рабочих и максимально возможных параметрах перека- чиваемой среды, необходимости изоляции и обогрева, числе па- ровых и водяных спутников. При проектировании небольших объектов экспликации аппа- ратов и трубопроводов наносят непосредственно на схему. 3.4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ СМЕЖНЫМ СПЕЦИАЛИСТАМ В разработке проекта технологической установки принимают участие проектировщики различных специальностей — монтажни- ки, теплотехники, электротехники, строители, специалисты по во- доснабжению и канализации, отоплению и вентиляции, автома- тизации технологических процессов, конструкторы нестандартного оборудования, сметчики. Работа большинства этих специалистов над проектом начинается после получения заданий от проекти- ровщиков-технологов. Ниже приводится перечень сведений, ко- торые инженер-технолог выдает представителям смежных спе- циальностей в виде технологических заданий. Монтажное задание. Специалисты по монтажному проекти- рованию получают задание от технологов в виде технологической схемы, на которой указывается все оборудование, а при необхо- димости и относительное повысотное расположение оборудования или рекомендуемые отметки для размещения отдельных аппара- тов. На схему наносятся характеристики трубопроводов (диаметр, рабочие и максимально возможные давления и температуры), все запорные устройства (задвижки, краны, вентили), первичные контрольно-измерительные приборы (клапаны, диафрагмы, счет- чики и др.). К схеме прикладываются .экспликации аппаратов, оборудования и трубопроводов. Технологи также определяют ка- тегорию производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии со СНиП П-90—81 «Производствен- ные здания промышленных предприятий. Нормы проектирования». 78
На основании технологического задания разрабатывается компоновка оборудования и монтажные чертежи. Задание на теплоснабжение. В задании на теплоснабжение со- держатся следующие сведения: наименование теплопотребляю- щего оборудования; число единиц каждого вида этого оборудова- ния и число часов работы оборудования; наименование рекомен- дуемого теплоносителя и требуемые его параметры (давление и температура); максимальный и средний часовые расходы тепло- носителя на единицу оборудования. В задании также содержатся сведения о суммарном расходе теплоносителя с учетом коэффи- циента одновременности, о параметрах,продукта в теплопотреб- ляющем аппарате. Очень важна информация о возможности воз- врата конденсата и о том, каким продуктом может быть загряз- нен конденсат. Задание на электроснабжение. Готовя задание специалистам по проектированию электроснабжения, инженер-технолог прежде всего определяет характеристики механизмов с электрическим при- водом — насосов, компрессоров, аппаратов с перемешивающими устройствами, аппаратов воздушного охлаждения и т. д. Рассчи- тывается потребная мощность на валу двигателя Л/, а затем no IV устанавливается рекомендуемая мощность двигателя Большинство приводных механизмов поставляется комплект- но с электродвигателями, поэтому в задании на электроснабже- ние кроме значений М и Мэ необходимо указывать данные о том, какой из комплектуемых с механизмом двигателей рекомендуется для применения. Для разработки электротехнической части проекта важное значение имеет информация об условиях эксплуатации электро- оборудования. Поэтому в задании на электроснабжение технолог обязательно указывает особенности окружающей среды (нормаль- ная, пожароопасная, взрывоопасная, коррозионная, жаркая, пыльная, влажная, сырая), а также приводит характеристику по- мещений, в которых будет размещено электрооборудование в со- ответствии с «Правилами устройства электроустановок (ПУЭ)». Следует, в частности, определить, имеются ли в помещении взры- воопасные или пожароопасные зоны, указать к какому классу от- носятся эти зоны. Необходимо также привести сведения о том, могут ли образоваться при эксплуатации оборудования взрыво- опасные смеси газов и паров с воздухом и установить, к какой категории и группе относятся взрывоопасные смеси газов и па- ров. В зависимости от класса и группы выбирается соответству- ющее электрооборудование. Классификация взрывоопасных и пожароопасных зон приво- дится в «Правилах устройства электроустановок (ПУЭ)». Рас- пределение взрывоопасных смесей по категориям и группам со- держится в ПУЭ и «Правилах изготовления взрывоопасного и рудничного оборудования (ПИВРЭ)». Для веществ, которые от- сутствуют в ПУЭ и ПИВРЭ, категории и группы устанавливают- 79
ся Всесоюзным научно-исследовательским институтом взрывоза- щищенного и рудничного оборудования (ВНИИВЭ). Исходя из требований технологического процесса и предпола- гаемых условий эксплуатации, технолог в задании на электро- снабжение определяет также требуемую категорию надежности электроснабжения (см. гл. 7). Кроме того, в задание на электро- снабжение включают сведения о необходимости самозапуска дви- гателей и автоматического включения резерва. Задание на водоснабжение и канализацию. В этом задании приводятся сведения о потреблении воды на охлаждение аппа- ратов и сбросе стоков в канализацию. 3-адание содержит харак- теристику охлаждаемых продуктов, сведения о давлении продук- тов, расходе и температуре холодной и горячей (вышедшей из холодильника) воды. Специалист-технолог указывает, из какой си- стемы оборотного водоснабжения должна подаваться охлаждаю- щая вода. Характеристика систем водоснабжения совремейных НПЗ и НХЗ дана в гл. 7. В задании указывается также потреб- ность проектируемого производства в свежей воде. Следует иметь в виду, что использование свежей воды для технологических нужд допускается в исключительных случаях. Ранее свежую воду при- меняли на некоторых установках (например, газофракционирую-. щих) для того, чтобы добиться более глубокого охлаждения про- дуктов. В дальнейшем вместо свежей воды стали использовать системы охлаждения с циркулирующими хладагентами. Для проектирования канализационных систем технолог сооб- щает часовой, суточный и годовой расход стоков по каждому ис- точнику, предполагаемое давление, с которым будут удаляться эти стоки, и характеристику загрязнений. Технолог приводит в задании также свои соображения о том, в какую систему кана- лизации должен быть направлен тот или иной сток. Эти сообра- жения затем критически рассматриваются специалистами по про- ектированию водоснабжения и канализации. Следует подчеркнуть особую важность приведенных в задании сведений о составе за- грязнений. Достоверность этих сведений позволит правильно вы- брать направления сброса стоков, запроектировать рациональ- ные системы водоснабжения и канализации. Характеристика си- стем канализации современных НПЗ и НХЗ дана в гл. 8. В задании приводится также инфоцмация о необходимости бесперебойной подачи воды и последствиях внезапного прекра- щения ее подачи, о возможности загрязнения сбрасываемой го- рячей оборотной воды при неисправной технологической аппара- туре, а также о том, в каких помещениях следует предусмотреть смыв полов. В этом же задании сообщаются сведения, необходи- мые для проектирования систем обеспечения водой производст- венного персонала: численность работающих по сменам (в том числе, работающих в горячих помещениях); численность пользу- ющихся душем по сменам (в том числе, занятых на работах, ко- торые связаны с выделением пыли, влаги или с обработкой ядо- витых материалов); место размещения аварийных душей. ад
Задание на проектирование отопления и вентиляции (ОиВ). Это задание выдается обычно после того, как разработана компо- новка установки и определен перечень зданий. В задании на ОиВ содержатся следующие сведения: класс взрыво- или пожаро- опасности помещения; категория и группа взрывоопасной смеси по ПУЭ; характеристика вредностей, сопутствующих технологиче- скому процессу (наличие газов, избыточной теплоты, пыли, влаги, химический состав парогазовых смесей); данные об источниках выделения вредностей; площадь и температура поверхностей ап- паратов и оборудования; площадь открытых поверхностей; вид тепловой изоляции оборудования (от ожогов, от теплопотерь). В задании на проектирование ОиВ указывается, нуждаются ли ' помещения в устройстве дежурного отопления, приводится инфор- мация о том, будет ли производственный персонал постоянно или периодически находиться в производственном помещении, преду- сматривается ли работа оборудования в автоматическом режиме (без персонала). Для того чтобы правильно определить тепловы- деления от электрооборудования и запроектировать необходимую вентиляцию, к заданию на ОиВ целесообразно прикладывать ко- пию задания на электроснабжение. В тех случаях, когда по условиям технологического процесса для предотвращения вредных выделений следует предусматривать местные отсосы от аппаратов, насосов, компрессоров и другого оборудования, в задании на ОиВ это оговаривается особо и при- водится характеристика того продукта, который предполагается удалять. Задание на контроль и автоматизацию процесса. Отличитель- ной особенностью современной технологии переработки нефти яв- ляется высокая степень автоматизации всех процессов. Поэтому разработка технологической схемы тесно связана- с выбором ме- тодов контроля и регулирования производственных процессов. Ос- новными регулируемыми параметрами технологических процес- сов являются температура, давление, расход жидкости или газа, уровень жидкости в сосуде, вязкость, углеводородный или фрак- ционный состав продуктов. Объектами, в которых поддерживают- ся перечисленные параметры, служат ректификационные колонны, теплообменники, емкости, газосепараторы, трубчатые печи, насо- сы, компрессоры. Для автоматического управления процессами применяются различные схемы, однако в основном они состоят из сравнительно небольшого числа элементов, которые повторяют- ся в различных комбинациях. Выбрав оптимальные схемы регулирования технологического процесса и определив необходимость тех или иных блокировок, технолог выдает задание на проектирование контроля и автома- тизации процесса. В состав задания входят технологическая схе- ма с указанием точек контроля и регулирования параметров, а также основные данные для выбора и расчета средств автомати- зации, таблица блокировок и предупредительной сигнализации. 3 задании указывается, какие функции — регулирования или §1
ТАБЛИЦА 3.3. Перечень данных, которые необходимы Параметры, давление, МПа и кгс/см3 Регулируемый параметр; наименование прибора рабочее максимальное до клапана после кла- пана насыщен- ных паров при рабо- чей тем- пературе температура рабочая, °C расход ! максималь- ный, нор- мальный и мини- мальный, м3/ч Расход: ЖИДКОСТИ + + — — + + газа + + — — — + + водяного пара + + — — + + * Уровень + + — — — + . — Давление + + — — + — Температура + + — — — + — Регулирующий клапан: на жидкости — — + + + + на газе — — + + — т + на водяном паре — — + + — . -г " 1 Приборы качества и га- зоанализаторы + + + Приводится в кг/ч. 82
для выбора и расчета средств автоматизации которые следует приводить в задании уровень максималь- ный. нор- мальный. и мини- мальный плотность, кг м1 вязкость при рабо- чих усло- виях, Па-с и кгс-с/м9 влажность газа, % коэффи- циент . сжимае- мости, % показатель адиабаты при рабочих условиях при 20°С и рабочем давлении сухого газа (или сухой части газа) при 2j°C при давлениях до и после клапана — + + — + — — — — — — т — — + + + — + — — — + — — — + + + — — — — — — — — — — — — + — — — — — — — — — — — — + — — — + — — — — + т — — + I _— + + + 83
только измерения параметров среды — должен выполнять тот иля иной прибор, требуется- ли дистанционное управление прибором и автоматическая запись показаний, необходима ли подача свето- вого и звукового (или одного из них) сигналов об отклонениях показаний от заданных норм. В тех случаях, когда в схему вклю- чаются приборы для регулирования или измерения уровня, сле- дует приводить значения максимальной, средней или минимальной величины уровня, оговаривать необходимость подачи сигнала о достижении максимального и минимального уровней. Для того чтобы специалист по КИПиА мог произвести расче- ты и выбор приборов, он должен располагать информацией о свойствах и параметрах эксплуатации регулируемых сред. Пере- чень необходимых параметров, которые^ приводятся в технологи- ческом задании на КИПиА, содержится в табл. 3.3. Весьма эффективным оказался способ выдачи заданий по КИПиА в форме технологической схемы с пакленными на ней бланками основных данных. Технолог должен также указать, ка- кой тип клапана (нормально открытый йли нормально закрытый) следует устанавливать. Перечень необходимых блокировок и устройств предупреди- тельной сигнализации выдается по форме; приведенной ниже: Контролируе- мый техноло- гический параметр Значения тех- нологических параметров Перечень опера- ций при срабаты- вании защитной блокировки и их последователь- ность Место установки сигнали- зирующей аппара- туры Назначе- ние техно- логической сигнали- зации и блоки- ровки Задание на проектирование нестандартного оборудования или изменение нормализованного оборудования выдается, как прави- ло, в виде эскиза, на котором указывается: назначение и конфи- гурация аппарата; его габаритные размеры; диаметр штуцеров, их назначение и привязка по высоте; характеристика среды (ток- сичность, взрывоопасность, коррозионность); рабочее и расчетное давления; максимальная и минимальная температуры; конструк- ция, габаритные размеры и привязка внутренних устройств (та- релок в ректификационных колоннах, отбойников в сепараторах и т. д.); требования по изоляции оборудования. В задании необходимо также привести сведения о минималь- ной температуре окружающего воздуха и о ,гом, может ли проек- тируемый аппарат принять температуру окружающего воздуха. 84
В составлении задания принимают участие специалисты по монтажу оборудования, которые уточняют повысотные привяз- ки штуцеров и внутренних устройств, и специалисты по КИПиА, которые наносят на эскиз сведения о бобышках для установки приборов контроля и автоматизации. Проектирование нестандарт- ного оборудования для НПЗ и НХЗ осуществляется институтами Министерства химического и нефтяного машиностроения СССР или конструкторскими отделами проектных институтов Миннеф- техимпрома СССР. Как правило, институты Минхимнефтемаша СССР разрабатывают проекты сложных аппаратов — реакторов, ректификационных колонн, теплообменников. Задание на.проектирование нестандартного оборудования пе- ред его выдачей подлежит обязательному согласованию с отде- лами проектирования комплектного оборудования (ОПКО) ВНИИНефтемаша и НИИХиммаша. Задание на молниезащиту. Для предохранения и защиты объ- ектов и сооружений НПЗ и НХЗ от прямых ударов и вторичного воздействия молнии, в результате которых может произойти раз- рушение сооружений, загорание и взрыв находящихся в них го- рючих и взрывоопасных веществ, служат устройства молниезащи- ты. Эти устройства разрабатываются в электротехнической части проекта на основании заданий, выдаваемых технологами (по ап- паратуре и оборудованию) и монтажниками (по зданиям и соору- жениям). В технологическом задании приводятся следующие све- дения об аппаратах, которые нуждаются в молниезащите: вмес- тимость (в м3); материал стен и покрытия; толщина стального покрытия; наличие дыхательных или газоотводных труб с огне- преградителем и без огнепреградйтеля; давление в аппаратах; отметка верха дыхательной трубки аппарата; наименование про- дукта и его плотность; категория и группа взрывоопасной смеси, находящейся в аппарате, по ПУЭ. Задание на теплоизоляцию. Для выдачи заданий на изоляцию аппаратуры и трубопроводов могут использоваться экспликации аппаратов и трубопроводов, а также выполненные проектировщи- ками-монтажниками спецификации трубопроводов по участкам. В заданиях указывается, с какой целью предусматривается изо- ляция аппаратов и трубопроводов — для предотвращения теп- лопотерь, для защиты от тепловых ожогов или обморожения, вызываемого пониженной температурой в аппарате или трубопро- воде. Задание на составление смет. Для определения стоимости обо- рудования технологи выдают специалистам по расчету смет специ- фикации аппаратуры и оборудования. В технологическом задании содержатся также сведения о величине первой загрузки катализа- торов, реагентов и материалов, данные о необходимости приобре- тения инвентаря. Задание на составление технико-экономической части. В это задание включаются: сводный товарный баланс завода или уста- 85
новки, сведения о качестве товарной продукции, данные о расходе реагентов, катализаторов, адсорбентов, сжатого воздуха, азота, водорода, холода. Смежные специалисты выдают данные о потреб- лении воды, тепловой и электрической энергии. При проектирова- нии комбинированных установок балансы и расходные показатели следует выдавать по секциям. Прочие технологические задания. Помимо описанных выше за- даний проектировщики-технологи сообщают смежным специалис- там сведения о санитарной классификации производств (с целью правильного выбора бытовых помещений), о необходимом объеме средств связи, радиофикации и часофикации. При разработке про- ектов заводов технолог выдает специалисту-генпланисту перечень технологических объектов для их размещения на генплане. 3.5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБВЯЗКИ ОБОРУДОВАНИЯ ТРУБОПРОВОДАМИ Выше был приведен перечень основных технологических узлов, из которых состоит схема .современной установки на НПЗ и НХЗ. Далее рассматриваются основные принципы разработки этих узлов. Ректификационная колонна. Применяемые на НПЗ и НХЗ рек- тификационные колонны классифицируются по технологическому назначению (стабилизационные, отпарные и т. п.), давлению (ра- ботающие под давлением, атмосферные, вакуумные), способу осу- ществления контакта между паром и жидкостью (тарельчатые, на- садочные), числу продуктов, получаемых при разделении смесей (простые, если это число равно 2, и сложные, если оно больше 2). Для обеспечения эффективного проведения процесса ректифи- кации необходимо, чтобы с верха колонны на нижележащие тарел- ки непрерывно стекала жидкость (флегма), а с низа колонны вверх поднимались пары. Поэтому часть ректификата после кон- денсации возвращается в колонну в виде орошения, а часть остат- ка подогревается в выносном подогревателе и возвращается в ко- лонну в виде паровой или парожидкостной струи. При проектировании обвязки верхней части колонн использу- ются схемы полной, неполной и парциальной конденсации паров. В качестве конденсаторов применяют аппараты воздушного охлаж- дения или кожухотрубчатые холодильники, а для сбора дистилля- та — горизонтальные или вертикальные емкости и сепараторы. Для поддержания в колоннах постоянного давления служат схемы ре- гулирования: 1) с установкой регулирующего клапана на основ- ном потоке; 2) изменением угла поворота лопастей вентилятора АВО; 3) изменением числа оборотов электродвигателя вентилятора АВО; 4) изменением расхода оборотной воды в кожухотрубчатый конденсатор-холодильник. При неполной конденсации обычно при- меняются схемы регулирования давления сбросом неконденсирую- щихся газов из емкости орошения в топливную сеть. 86
Для случаев, когда необходимо строго обеспечивать какой-ли- бо параметр качества верхнего продукта колонны, применяются схемы регулирования подачи орошения в зависимости от темпера- туры или собственно параметра качества (вязкости, фракционного состава, плотности и т. д.) на какой-либо из тарелок верхней части колонны (так называемой контрольной тарелке). Если подача теп- лоты в колонну регулируется в зависимости от температуры низа колонны, при обвязке верхней части предусматривается стабилиза- ция подачи орошения. Если верхний продукт из емкости орошения направляется в ре- зервуары или промежуточную емкость, то регулирование .уровня в емкости орошения осуществляется изменением количества отка- чиваемого продукта. В тех случаях, когда верхний продукт из ем- кости орошения подается непосредственно в процесс (печь, колон- ну и т. д.), используется схема постоянства подачи продукта с кор- рекцией от уровня в емкости. Для создания парового потока в нижней части колонн приме- няются испарители с паровым пространством и без парового про- странства, вертикальные и горизонтальные термосифонные испари- тели, трубчатые печи. Преимущества испарителей с паровым пространством состоят в следующем: они имеют высокий коэффи- циент испарения (до 0,8), могут применяться в случаях использова- ния для обогрева загрязненных теплоносителей и теплоносителей, имеющих высокое (> 1,6 МПа) давление, представляют собой до- полнительную теоретическую ректификационную тарелку. Недо- статки этого вида испарителей — высокая стоимость и гро- моздкость. Преимуществами термосифонных испарителей являются их низ- кая стоимость и простота обвязки; недостатки этих аппаратов — необходимость тщательно определять при проектировании гидрав- лическое сопротивление системы и следить за ним в процессе экс- плуатации, невысокий (до 0,3) коэффициент испарения. Горизон- тальные термосифонные испарители несколько дороже вертикаль- ных, но могут применяться при использовании загрязненных теп-' доносителей, а также в тех случаях, когда необходимы большие поверхности теплообмена. Если количество теплоты, подаваемое в низ колонны должно быть постоянным, а нижний продукт откачивается с установки, применяются схемы контроля и регулирования, включающие ста- билизацию подачи греющего агента в испаритель и регулирование уровня в испарителе или колонне изменением количества откачи- ваемого продукта. Когда необходимо регулировать подачу тепло- ты в колонну в зависимости от температуры на контрольной та- релке, применяются схемы регулирования, в которых изменяется количество подаваемого в испаритель теплоносителя. Рекоменду- ются также схемы регулирования подачи теплоносителя в испари- тель в зависимости от параметров качества нижнего продукта. Как пример, на рис. 3.3 изображены некоторые схемы обвязки верхней и нижней части колонн. 87
Рис. 3.3. Схемы обвязки верхней (а, б) и нижней в —с полной конденсацией паров в АВО зигзагообразного типа; б —с неполной кон- с паровым пространством; г — с вертикаль- К —колонна; ХК — конденсатор-холодильник; Г — испаритель, кипятильник; Н —насос, ние; 4 — остаток в парк или на дальнейшую переработку; 5 — вход сырья; 6 — пар на /Я — вход и выход воды; // — откачка или дренаж; 12 — теплоноситель;
(в, г) частей ректификационных колонн: денсацией паров в кожухотрубчатом конденсаторе-холодильникег e — i испарителем ным термосифонным кипятильником. I — дистиллят в парк; 2 — газ на факел; 3 — газ в топливную сеть или на компримирова* пропарку; 7 — пар или инертный газ на ремонтные цели; в-— выход воды; 3 •= воздушник, 13 — пар в кипятильник; 14 — конденсат. 89
При разработке технологической схемы рекомендуется преду- сматривать несколько вводов сырья в колонну, поскольку в про- цессе эксплуатации это позволит учесть колебания состава сырья и компенсировать неточности расчета. Трубчатая печь. На НПЗ и НХЗ с помощью трубчатых печей технологическим потокам сообщается теплота, необходимая для проведения процесса. Трубчатые печи условно разделяются на ре- акторные, подогревательные и рибойлерные. В реакторных печах (установки термического крекинга, пиролиза) осуществляются процессы превращения углеводородов под влиянием высоких тем- ператур. В подогревательных печах сырье нагревается до опреде- ленной 'температуры перед подачей в реактор (установки катали- тического крекинга и риформинга, изомеризации, дегидрирования и др.), ректификационную колонну (установки первичной перегон- ки) или другой аппарат. Рибойлерные печи выполняют функции кипятильника (рибойлера) ректификационных колонн — в эти печи сырье поступает с низа колонн и после нагрева возвра- щается в виде паров или парожидкостной смеси обратно в ко- лонны. Обвязка трубчатой печи зависит от ее конструкции. Сущест- вуют различные конструкции печей, отличающиеся способом пере- дачи теплоты (радиантные, конвекционные, радиантно-конвекци- онные), количеством топочных камер, способом сжигания топлива (с пламенным и беспламенным горением), числом потоков нагре- ваемого сырья, формой камеры сгорания (цилиндрические, короб- чатые и др.), расположением труб змеевика (горизонтальным или вертикальным). При обвязке печей необходимо предусматривать откачку и оп- рессовку змеевиков, схемы циркуляции жидкого топлива, пропарку печей, подключение пара для ремонтных нужд, паровую защиту печей на случай пожара. Регулирование температуры продукта на выходе из печи может осуществляться изменением подачи жид- кого и газообразного топлива. Проекты обвязки печей включают также схемы обвязки горелок, которые зависят от типа применяе- мой горелки. На рис. 3.4 приведена схема обвязки трубчатой узкокамерной печи радиантно-конвективного типа с вертикально-факельным сжи- ганием топлива, горизонтальным расположением труб и верхним отводом дымовых газов. Топливо в эту печь подается эмульсион- но-вихревыми комбинированными горелками ГЭВК-500. Насосы. В нефтеперерабатывающей и нефтехимической про» мышленности применяются насосы различных типов; лопает* ные (центробежные и осевые), вихревые и объемные (поршне* вые, плунжерные, шестеренчатые, винтовые, пластинчатые). В ка* честве привода в большинстве случаев используется электродви- гатель, а в отдельных случаях — паровая турбина. При проектировании обвязки насосов следует учитывать еле* дующие требования! 90
Рис. 3.4. Схема обвязки трубчатой узкокамерной печи радиантно-конвективно- го типа: / — продукт в печь; 2 —продукт из печи; 3 — сброс на факел; 4 — сброс на свечу; 5 — топливный газ; 6 — топливный газ к пилотным горелкам печи; 7 — жидкое топливо; 8 — возврат жидкого топлива; 9 — возврат топлива от горелок; /0 — инертный газ; // — пар для наружного паротушения; 12 — пар в дымоходы; 13 — пар на продувку змеевика; 14 — пар в камеру сгорания; /5 — пар к горелкам печи; 16 — пар в змеевик печи; /7 —пар в печь. 1) обвязка насоса основными и вспомогательными трубопрово- дами должны обеспечивать удобство и безопасность обслужива- ния, возможность демонтажа отключенного насоса; 2) для уменьшения гидравлических потерь во всасывающем трубопроводе его следует прокладывать по возможности более ко- ротким, избегая резких сужений, большого числа поворотов и т. д.; нужно расчетным путем определить минимально допустимую вы- соту столба жидкости на приеме насоса; 3) для предотвращения поломок насоса в пусковой период не- обходимо предусматривать временные фильтры во всасывающей линии; 91
4) в обвязку центробежных насосов необходимо включать об- ратный клапан, устанавливаемый между нагнетательным патруб- ком и задвижкой; клапан защищает рабочее колесо насоса от гидравлического удара при остановке насоса; для возможности пуска насоса нужно предусматривать байпасирование обратного клапана; 5) в обвязке поршневых и плунжерных насосов предусматри- ваются предохранительные клапаны между нагревательным пат- рубком и отключающей задвижкой; сброс от клапана направля- ется во всасывающий трубопровод; 6) в обвязке вихревых насосов предусматривается байпасная линия (с нагнетания во всасывающую линию), которая использует- ся как в пусковой период, так и при нормальной эксплуатации; 7) к площадкам, где устанавливаются насосы, подводятся тру- бопроводы пара, инертного газа, сжатого воздуха для прогрева и продувки насосов и трубопроводов; непосредственно к насосу эти агенты подводятся с помощью гибких шлангов или съемных участ- ков, присоединяемых к специальным штуцерам. При остановке насосов для осмотра или ремонта их следует освободить от продукта. Проектом должен быть предусмотрен сброс дренируемых продуктов в специальные емкости (для легко- воспламеняющихся, горючих и токсичных жидкостей) или в кана- лизацию. Если насосами перекачиваются едкие жидкости, необхо- димо после опорожнения промыть насосы водой или нейтрали- зующим агентом. Особое внимание нужно уделять предотвращению выхода на- сосов из строя из-за отсутствия жидкости во всасывающем тру- бопроводе. На емкостях и прочих аппаратах, из которых жидкость забирается насосом, устанавливают регуляторы уровня и незави- симые от них сигнализаторы минимального уровня. Если этого тре- бует инструкция по эксплуатации насосов, то предусматривается автоматическая остановка насоса при достижении минимального уровня. Наиболее часто применяются на НПЗ и НХЗ центробежные насосы с электродвигателями. В цехах и на технологических установках насосы, как правило, устанавливаются вне помещения; в общезаводском хозяйстве более распространены закрытые на- сосные. При размещении насосов на открытых площадках (под навесами, этажерками, эстакадами) должны быть учтены требо- вания ОСТ 26-1141—74. Наиболее распространенные схемы обвязки насосов приведены на рис. 3.5. Поскольку средний и капитальный ремонты насосов в холодное время года проводятся только в ремонтных цехах и мастерских, в открытых насосных предусматривается обязательное резерви- рование рабочих насосов. В резервных насосах необходимо под- держивать температуру, близкую к температуре перекачиваемого продукта. С этой целью организуется непрерывная циркуляция че- рез резервный насос части продукта: если задвижки на всасываю- 92
Рис. 3.5. Схемы обвязки насосов: а — пропариваемые; б — продуваемые инертным газом; в — продуваемые и пропариваемые; а — продуваемые и промываемые; / — пар; 2 — инертный газ; <3 —вода; 4 — дренаж нефтепродукта; 5 —сброс в промкана* лизанию. щей и нагнетательной линиях резервного насоса частично приот- крыты, а вентиль на байпасе обратного клапана открыт полностью, то часть жидкости будет циркулировать через резервный насос в направлении от линии нагнетания к линии всасывания. Все большее распространение получают на НПЗ и НХЗ герме- тичные электронасосы типов ЦГ, ХГ, ХГВ. Так как номенклатура и схемы обвязки этих насосов постоянно совершенствуются, при проектировании следует строго руководствоваться паспортной до- кументацией выбранного насоса. Узел компримирования. На НПЗ и НХЗ используются компрес- соры следующих типов: поршневые (односторонние, оппозитные, углевые, вертикальные), роторные, (винтовые, пластинчатые) и центробежные (турбокомпрессоры). В состав узла компримирова- ния входят: сепаратор на приеме компрессора, собственно ком- прессор, холодильники газа (межступенчатые, если компрессор имеет несколько ступеней сжатия, и концевой), маслоотделители, масляные насосы, холодильники и сборники масла. С основным производством компрессор связан всасывающим и нагнетатель- ным газопроводами и рядом вспомогательных трубопроводов. Кро- ме того, в узле компримирования имеется ряд внутренних трубо- проводов: система водяного охлаждения и смазки цилиндров, продувочные линии и трубопроводы для аварийного перепуска и сброса. Обвязка компрессоров основными и вспомогательными тру- бопроводами осуществляется в соответствии с рекомендациями заводов-изготовителей. Узел теплообменного аппарата. Теплообменные аппараты (теп- лообменники) классифицируются по характеру обменивающихся теплотой сред. Теплообмен может происходить между двумя жид- кими средами, между паром (газом) и жидкостью, между двумя газовыми средами. По принципу действия теплообменники под- разделяются на аппараты непосредственного смешения и аппараты поверхностного типа. Наиболее часто используемые на НПЗ и НХЗ аппараты поверхностного типа подразделяются по способу компоновки в них теплообменной поверхности на следующие ви- ды: типа «труба в трубе»; кожухотрубчатые; пластинчатые; ап- параты воздушного охлаждения. 93
Кожухотрубчатые теплообменники, получившие особенно широ- кое распространение в нефтеперерабатывающей и нефтехимичес- кой промышленности, делятся по конструктивным особенностям на аппараты: с неподвижными трубными решетками (тип Н), с тем- пературным компенсатором на кожухе (тип К), с плавающей го- ловкой. Аппараты типа Н применяются, когда разность температур ко- жуха и труб не превышает 50°С, а аппараты типа К — в тех слу- чаях, когда разность температур кожуха и труб не вызывает раз- ности в удлинении кожуха и труб более чем на 5 мм. В остальных случаях используют аппараты с плавающей головкой, которая слу- жит как для компенсации температурных удлинений, так и для облегчения чистки и разборки теплообменников. Трубы в кожухотрубчатых теплообменниках располагаются в решетке по вершинам квадратов и по вершинам треугольников. Теплообменные аппараты с расположением труб по вершинам тре- угольников при одном и том же диаметре кожуха имеют поверх- ность теплообмена на 10—15% выше. Однако чистка межтрубного пространства в этом случае затруднена и для теплообменников, работающих на загрязненных средах, предпочтительнее аппараты с расположением труб по вершинам квадратов. В некоторых конструкциях теплообменных аппаратов устанав- ливают трубки U-образного типа, оба-конца которых разваль- цованы в одной трубной решетке. Эти аппараты применяются при работе на чистых средах. В теплообменниках, предназначенных для утилизации тепло- ты отходящих продуктов, более загрязненные и склонные к поли- меризации и коксованию продукты направляют в трубное про- странство, так как оно более доступно для очистки. В трубное пространство вводят также агрессивные жидкости, поскольку при таком решении из коррозионностойких материалов изготавливают не весь аппарат, а лишь часть его (трубный пучок и крышку). В теплообменных аппаратах, где происходит конденсация па- ров или испарение жидкости, вещество, меняющее агрегатное со- стояние, направляется в межтрубное пространство, а среда, ко- торая агрегатного состояния не изменяет, — в трубное. Такое рас- пределение потоков учитывает, что коэффициент теплоотдачи от вещества, изменяющего агрегатное состояние, выше, чем от дви- жущегося, но не меняющего своего состояния. Направляя некон- денсирующиеся и неиспаряклциеся среды по трубам теплообмен- ника и увеличивая при этом число ходов в трубном пространстве, повышают скорость движения продукта, а следовательно, и коэф- фициент теплоотдачи. Необходимо также иметь в виду, что при конденсации и испарении гидравлическое сопротивление теплооб- менного аппарата обычно стремятся свести к минимуму, а поте- ри напора в межтрубном пространстве меньше, чем в трубном. Это обстоятельство рекомендуется учитывать при проектирова- нии установок, работающих при атмосферном давлении и под вакуумом. 94
Рис. 3.6. Схемы обвязки теплообменников для случаев, когда расход охлаж- даемого продукта после теплообменника может быть переменным (а) или по- стоянным (6j и когда охлаждаемый продукт — двухфазная среда (а): / — продукт на охлаждение; 2 — продукт на нагрев; 3 — парожидкостной поток; 4 — от- качка; 5— ремонтный штуцер; 6 — воздушник. Как правило, в теплообменниках на НПЗ и НХЗ должен быть обеспечен противоток теплообменивающихся сред. В противном случае будет иметь место значительное снижение эффективности теплообмена. . На одной из типовых установок гидроочистки дизельного топлива газо- сырьевые теплообменники были обвязаны по прямоточной схеме. Эффектив- ность теплообмена была чрезвычайно низкой, поэтому не лбеспениналять необходимая температура подогрева сырья перед подачей в печь (она была ниже проектной на 30—40'С). Только после переобвязки теплообменников на противоточную схему удалось достичь проектных показателей как по тем- пературе подогрева сырья, так и по мощности установки. Подвод жидких продуктов следует осуществлять через нижние штуцеры, а вывод — через верхние. Такое решение обеспечива'ет полное заполнение жидкостью трубного и межтрубного про- странств. Если выполнить это требование невозможно, то на отво- дящих трубопроводах предусматривают гидравлические затворы в виде вертикальных петель («утки»), которые препятствуют опо- рожнению аппарата; в верхнюю часть петли врезается воздушник с вентилем. Различные варианты обвязки теплообменников, отличающиеся схемами регулирования температуры, приведены на рис. 3.6. Для сокращения потерь теплоты в окружающую среду тепло- обменники изолируют. В некоторых случаях изоляция предусмат- ривается для того, чтобы предотвратить ожог или обмораживание обслуживающего персонала. Узел реактора. В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности применяются реакторы различных типов. Для проведения процессов в гомогенной газовой фазе (термический крекинг, пиролиз) служат реакторы, представляющие собой змее- вики трубчатых печей. В гомогенной жидкой фазе протекают процессы гидролиза и некоторые конденсационные процессы, для 95
Рис. 3.7. Схема обвязки реактора гидроочистки масел: / — сырье в печь; 2 — сырье из печи; 3 — гидрогени^ат; 4 — инертный газ; 5 — водяной пар; 6 — воздух; 7 — газы регенерации в дымовую трубу; 8 — отбор газа; 9 — отбор жид- кости; 10 — охлаждающая вода; //—дренаж. их проведения используются реакторы смешения и трубчатые реакторы вытеснения. Широкое распространение на НПЗ и НХЗ получили процессы, которые проводятся в системе газ — твердый катализатор (катали- тический риформинг, гидроочистка дистиллятов, синтез углеводо- родов из СО и Н2, дегидрирование этилбензола и др.). На рис. 3.7 показана обвязка реактора гидроочистки масел и парафина. В реакторе имеется стационарный слой катализато- ра, сырье из печи подается в реактор восходящим потоком. Про- ектом предусмотрена паровоздушная регенерация катализатора. Обвязка реакторов технологическими трубопроводами в боль- шинстве случаев осуществляется без запорной арматуры. З.в. КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ X. После разработки технологической схемы и выдачи технологи- ческих заданий начинается разработка компоновки — плана раз- мещения оборудования на территории установки. Компоновка яв- ляется результатом совместного труда проектировщиков различ- ных специальностей, однако решающее слово при этом принадле- жит монтажникам. В задачу монтажников входит поиск наиболее экономичных решений обвязки и системы трубопроводных комму- никаций, определение размеров площадей, необходимых для раз- мещения того или иного оборудования. ев
Для выбора оптимального варианта компоновки наиболее удобно использовать макетный (модельный) метод проектирова- ния. Перед тем как приступить к компоновке изготавливают из де- рева или полистирола масштабные модели основного оборудова- ния. Как правило, в проектном институте уже имеется набор на- иболее распространенных моделей оборудования и, приступая .к работе над компоновкой-, монтажник подбирает модели аналогов необходимого оборудования. Затем масштабные модели оборудо- вания расставляют на листе ватмана или миллиметровой бумаги, подбирая наиболее удачное расположение. 3.7. СОСТАВЛЕНИЕ ЗАКАЗНЫХ СПЕЦИФИКАЦИИ Одними из важнейших проектных документов являются заказ- ные спецификации на оборудование, изделия и материалы. За- казные спецификации составляются каждым производственным от- делом проектного института отдельно по видам оборудования. Форма заказных спецификаций включает следующие сведения о заказываемом оборудовании: 1) номер позиции оборудования по технологической схеме и место его установки (в помещении, на открытой площадке и т. п.); 2) наименование оборудования в соответствии с технической документацией, по которой производится его поставка; техничес- кая характеристика оборудования, приборов, арматуры и т. д. (ди- аметр, высота или длина, толшина стенки, вместимость, расчетные параметры — давление и температура; состав, взрывоопасность и токсичность среды; наличие внутренней футеровки и тепловой изо- ляции; комплектность поставки с указанием комплектующего из- делия и его характеристики; масса единицы изделия; другие допол- нительные сведения); 3) марка оборудования (насоса, аппарата, прибора и т. д.) и обозначение технической документации' (ГОСТ, ОСТ, ТУ, номер чертежа, опросного листа и т. п.), по которой осуществляется по- становка этого оборудования; 4) наименование завода-изготовителя; 5) число единиц заказываемого оборудования и его масса; 6) стоимость единицы и всего оборудования в целом. Подготовленные спецификации детально рассматриваются и согласовываются представителями ВНИИНефтемаша или' НИИХиммаша, а также специальными службами проектных орга- низаций, на которые возложены задачи контроля и информации о серийно выпускаемом стандартном оборудовании. При рассмот- рении спецификаций согласующие органы проверяют правиль- ность выбора оборудования, устанавливают выпускается ли в дан- ный момент предлагаемое стандартное оборудование, возможно ли изготовление заводами Министерства химического и нефтяного машиностроения предлагаемого нестандартного оборудования. 4—261 " 97
Одновременно со спецификациями на согласование представ- ляются полностью оформленные технические проекты нестандар- тизированного оборудования, опросные листы, технические форму- ляры, протоколы согласования и другая необходимая для заказа техническая документация. Опросные листы и технические форму- ляры выпускаются по формам, учитывающим требования заводов- изготовителей или научно-исследовательских организаций машино- строительных министерств. Протоколам согласования, техническим формулярам и опросным листам присваиваются соответствующие номера, которые записываются в заказных спецификациях (в гра- фе, где указывается марка оборудования). Все заказываемое для НПЗ и НХЗ оборудование подразделя- ется на стандартное (типовое), нестандартное (нетиповое) и не- стандартизированное. Стандартное оборудование серийно изготав- ливается по ГОСТ, ОСТ, каталогам и другим нормативно-техни- ческим документам.. Нестандартное оборудование изготавливается Минхиммашем или другими министерствами в счет фондов на со- ответствующие виды оборудования, с отклонением от нормализо- ванных типоразмеров. К нестандартному оборудованию относятся, в частности, аппараты колонного типа с нормализованными или стандартными массообменными устройствами, емкостная аппара- тура с отличиями от стандартов. Нестандартизированное оборудо- вание не имеет отраслевой принадлежности и изготавливается в индивидуальном порядке промышленными предприятиями или строительно-монтажными организациями. 3.8. ПОРЯДОК СОСТАВЛЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ ЗАЯВОК НА РАЗРАБОТКУ НОВЫХ ВИДОВ ОБОРУДОВАНИЯ В тех случаях, когда в стандартах, каталогах, номенклатурах заводов-изготовителей отсутствует оборудование, необходимое для осуществления технологического процесса, выдается заявка на разработку и освоение нового вида оборудования. В заявку вклю- чаются следующие сведения: назначение продукции; предполага- емый ее разработчик; ориентировочная потребность в заказывае- мой продукции на пять лет (по годам) с начала промышленного производства; срок выполнения заявки, включая данные о дате изготовления опытного образца и начала промышленного про- изводства; источник финансирования разработки; предприятие-за- казчик изделия; лимитная цена. Приложением к заявке являются исходные требования (опрос- ные листы) на создание новой техники, расчет экономического эф- фекта от внедрения данного вида оборудования и расчет лимитной цены. В исходных требованиях содержатся сведения о парамет- рах эксплуатации нового оборудования, условиях его ремонта, транспортировки и хранения, а также данные об аналогичных из- делиях, выпускаемых за границей. Для наиболее распространен- ных видов химического оборудования институтами Минхиммаша разработаны формы опросных листов, которые после заполнения 98
представляются с заявкой в качестве приложения взамен исход- ных требований. Расчет экономического эффекта от внедрения вновь разрабаты- ваемого оборудования проводится проектной организацией, состав- ляющей заявку. Для расчета могут быть использованы «Методи- ческие указания по определению экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в химическом и нефтяном машиностроении». Лимитная цена необходима для того, чтобы разработчик обо- рудования мог определить экономическую целесообразность про- ектирования нового изделия путем сравнения лимитной цены с той, которая определяется при проектировании оборудования. Лимитную цену рассчитывает проектная организация — заказ- чик нового вида оборудования, руководствуясь «Методикой опре- деления оптовых цен на новую продукцию производственно-тех- нического назначения». Заявка подписывается одним из руководи- телей Всесоюзного промышленного объединения, являющегося за- казчиком нового оборудования, и согласовывается с Минмонтаж- спецстроем СССР. Затем подписанная заявка через Управление оборудования министерства-заказчика передается в Техническое управление министерства-изготовителя оборудования (при проек- тировании оборудования для НПЗ и НХЗ таким министерством, как правило, является Министерство химического и нефтяного ма- шиностроения СССР). Рассмотренные Техническим управлением заявки через отраслевое объединение или управление передаются на заключение предполагаемым разработчикам и изготовителям нового вида оборудования. После получения заключения от раз- работчика и изготовителя оборудования всесоюзное промышлен- ное объединение или управление — разработчик новой техники при- нимает решение об ее изготовлении и сообщает о своем решении министерству-заказчику. Заявки на разработку и освоение новой техники должны передаваться министерству-разработчику не позд- нее 1 мая того года, который предшествует планируемому началу разработки. 3.9. ПОРЯДОК ПРИМЕНЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ, СОДЕРЖАЩЕГО ДЕФИЦИТНЫЕ МЕТАЛЛЫ В целях экономии легированных сталей и цветных металлов для применения оборудования, материалов, кабельных изделий, содержащих нержавеющие, конструкционные и инструментальные стали и остродефицитные цветные металлы (никель, вольфрам, молибден, кобальт, медь, олово, свинец, цинк) необходимо полу- чить разрешение Межведомственной комиссии при Госснабе СССР (МВК). Материалы для получения разрешения МВК выполняются на стадии рабочей документации и представляются в виде сбор- ников по производствам, пусковым комплексам и очередям строи- тельства. Сборники оформляются отдельно на оборудование и тру- бопроводы и отдельно на кабельные изделия. В состав сборника 4* 99
документации входят пояснительная записка, обосновывающие до- кументы и сводные ведомости по кабельным изделиям или обору- дованию и трубопроводам. В решении МВК, наряду с согласованием, содержатся рекомен- дации по замене дефицитных металлов и путям сокращения их использования. По результатам решения МВК автор проекта дол- жен внести изменения в проектную документацию. Глава 4 ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАСЧЕТА АППАРАТУРЫ И ОБОРУДОВАНИЯ 4.1. РАСЧЕТ РЕАКТОРОВ В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленнос- ти преимущественно используются реакторы непрерывного дейст- вия. Реакторы периодического действия применяются для мало- тоннажных процессов и вспомогательных производств. Классифи- кация реакторов основывается на следующих двух основных принципах: 1) преимущественном характере движения потока ре- акционной смеси через свободное сечение реактора; 2) фазовом состоянии веществ, находящихся в реакторе. Классификация раз- личных типов реакторов приводится в табл. 4.1. ТАБЛИЦА 4.1. Классификация реакторов Тип реактора Фазовое состояние сред Состояние катализатора Пример поодесса Однофазный Двухфазный Трехфазный Гомогенная газо- вая Гомогенная жид- кая Жидкость — жид- кость Газ — жидкость Газ — твердый ка- тализатор Жидкость — твер- дый катализатор Газ — жидкость — твердый ката- лизатор Стационарный Псевдоожиженный Стационарный Стационарный - Движущийся 1 Псевдоожиженный / Термический ' крекинг, висбрекинг, пиролиз Гидролиз, процессы кон- денсации Алкилирование, диокса- новый синтез Окисление, сульфирова- ние, гидроформилиро- вание Гидроочистка, каталити- ческий риформинг Каталитический крекинг, дегидрирование бу- тана Процессы с участием ионообменных смол Гидрирование Гидрокрекинг тяжелого сырья 100
Расчет реакторов, предназначенных для осуществления того или иного химического процесса имеет свои специфические осо- бенности. Вопросам расчета реакционных устройств посвящена об- ширная литература [1—7], в которой содержатся основы теории реакторов, приведены расчетные зависимости, необходимые для проектирования и'примеры конкретного расчета реакционных уст- ройств. Ниже изложены основные принципы, применяемые при проектировании некоторых наиболее распространенных реакцион- ных устройств НПЗ и НХЗ. Реакторы термического крекинга и висбрекинга. Основными реакционными устройствами в процессах’ термокрекинга и вис- брекинга являются змеевик трубчатой печи и необогреваемая ре- акционная камера. Для расчета змеевика используется метод, предложенный Об- рядчиковым [8]. Последовательность расчета при использовании этого метода приведена ниже. 1. Определяют скорость движения продуктов крекинга в зме- евике да (в м/с): - w = wop/p'см где и'о — скорость движения в трубах печи жидкого сырья при 20°С, м/с; р и р/см—плотность сырья при 20°С и парожидкостной смеси при температуре крекинга /, соответственно, кг/м3. 2. Рассчитывают время пребывания сырья в зоне реакции тДвс): ~ — 60й/Х где а — выход бензина за однократный проход сырья, % (масс.); х — скорость реакции крекинга, за которую на практике принимают выход бензина, % (масс.)/мин. 3. Находят длину реакционного змеевика L (в м); L = wz - ' Реакторы замедленного коксования. Реакторное устройство в этом процессе представляет собой необогреваемую камеру — пу- стотелый аппарат, в который поступает нагретое до 490—510°С сырье. Реакторы установок замедленного коксования работают по ци- клическому графику; продолжительность цикла составляет около 48 ч, причем в течение 24 ч осуществляется реакционный процесс, а последующие 24 ч затрачиваются на выгрузку кокса и подготов- ку камеры к циклу реакции. Последовательность расчета размеров и числа камер коксования приведена ниже [9]. 1. Находят объем образующегося кокса Vk (в м3/сутки)з _ <7С а к~ ЮОр где Ос — количество сырья, поступающего в камеру за сутки, т/сутки; а — вы- ход кокса, % (масс.); р— плотность кокса, т/м3. 101
2, Определяют реакционный объем камер Ер (в м3): Vp = VJw- где Vc — объемный расход сырья, поступающего в камеры, м3/ч; и» — объемная скорость подачи сырья в камеры (при коксовании гудрона, равна 0,12—0,13 ч-', при коксовании крекинг-остатка —0,08—0,10 ч-1). 3. Если имеются сведения об объемном расходе паров, проходя- щих через камеру Еп (в м3/с) и о допустимой линейной скорости их движения v (в м/с), то диаметр D (в м) камеры и площадь ее поперечного сечения F (в м2) рассчитывают по формулам D = 1,128/V^ (4.1) F=Vn/v В некоторых случаях задаются диаметром камеры и опреде- ляют F: F = 0,785D2 Высота камеры должна быть в 4—5 раз больше ее диаметра. 4. Находят высоту цилиндрической камеры /гц (в м): Лц = Ер/Г 5. Определяют приращение высоты коксового слоя в камере за 1 ч ft] (в м/ч): Д, = Ик/<24/=-) 6. Рассчитывают высоту коксового слоя в заполненной каме- ре й2 (в м): Й2 = Й1Т где t — продолжительность заполнения камеры коксом, ч. 7. Определяют высоту вспученной массы в камере h3 (в м): Йз = Квс^т где Две = 4,5-|- 0,11 (486 — /); / — температура сырья на входе в камеру, °C. 8. Проверяют общую высоту камеры: Н — h^-\- й3 , Реакторы каталитического крекинга. Процесс каталитического крекинга осуществляется на установках с движущимся и псевдо- ожиженным слоем катализатора. Расчет реактора установок с псев- доожиженным слоем катализатора состоит из следующих эта- пов [10]. 1. Находят объем катализатора в реакторе Vi (в-м3): V, = Vc/w где Vc — объемный расход перерабатываемого сырья, м3/ч; w — объемная скорость подачи сырья, ч-1. 102
2. Рассчитывают объем кипящего слоя V2 (в м3): V? = V tpi/pa где pi—насыпная плотность катализатора кг/м3; р2— плотность кипящего слоя, кг/м3. 3. Определяют площадь поперечного сечения реактора F (в м2): F=VJv где — объемный расход продуктов крекинга и водяного пара, проходящих через реактор, м3/с; v — линейная скорость движения паров над кипящим слоем катализатора, м/с. 4. Находят диаметр реактора по формуле (4.1). 5. Рассчитывают высоту псевдоожиженного слоя катализатора, Л] (в м): ‘ Й! = У2/Л 6. Задаются высотой отстойной зоны /12 = 4,55 м и определяют общую высоту реактора Н (в м): Н = Й1 + й2 7. Рассчитывают время пребывания частиц катализатора в реакторе т (в мин): т = 60/(nw) где п — кратность циркупаппы К2Т2”'222Т0уЗ. Внутри реактора находится отпарная секция, расчет которой проводится следующим образом. 1. Определяют массу катализатора, находящегося в отпарной секции, О] (в кг): 01 = 02*760 где 02 — массовый расход катализатора, циркулирующего через отпарную сек- цию, кг/ч; У— время пребывания частиц катализатора в отпарной секции, мин. 2. Находят объем отпарной секции V4 (в м3): У4 = О16/р2 где Ь — соотношение плотностей кипящих слоев в реакторе и в отпарной секции. 3. Рассчитывают площадь поперечного сечения отпарной сек- ции Fq (в м2): Fo = 02/ (60^0 где gi — удельная нагрузка отпарной секции по катализатору, кг/(мг<мин). 4. Определяют диаметр отпарной секции по формуле- (4.1). 5. Рассчитывают высоту отпарной секции h' (в м): Л' = VJF Реакторы каталитического риформинга. В СССР и за рубежом эксплуатируются установки каталитического риформинга со ста- 103
ционарным (неподвижным) и движущимся слоем катализатора. На большинстве установок каталитического риформинга со ста- ционарным слоем процесс проводится в трех реакторах с промежу- точным подогревом сырья в трубчатых печах. Иногда в схему включается четвертый реактор, назначение которого — гидриро- вание олефинов. Определение размеров_ реакторов ведется сле- дующим образом. 1. Находят объем катализатора в реакторе Vi (в м3): 1Л = VJW где Vc—объемный расход сырья при 20°С, м3/ч; w — объемная скорость по- дачи сырья, ч-1. Значение w задается на основе экспериментальных исследова- ний и зависит от свойств сырья и катализатора (на отечественных установках составляет 1,2—2,0 ч-1). , 2. Рассчитав объемный расход' смеси сырья и циркулирующего водородсодержащего газа в реальных условиях реактора V2 (в м3/с), находят площадь поперечного сечения реактора F (в м2): F—V^Jv где v — линейная скорость движения смеси сырья и циркулирующего газа {равна 0,3—0,5 м/с). 3. По формуле (4.1) определяют диаметр реактора. 4. Рассчитывают общую высоту катализатора, находящегося во всех реакторах, Н (в м): И = Vit'F 5. Исходя из полученных экспериментально сведений о соотно- шении загрузки катализатора по реакторам, определяют высоту слоя катализатора в каждом из реакторов. 6. Зная высоту слоя катализатора в том из реакторов, в кото- рый загружено наибольшее количество катализатора h\ (в м), на- ходят высоту цилиндрической части этого реактора h2 (в м) Лг = 1,5Л[ 7. Определяют общую высоту реактора, имеющего наибольшую загрузку катализатора, /г3 (в м) с учетом высоты двух полушаро- вых днищ: Ла = йз + D Высота остальных двух реакторов принимается равной /г3. Реакторы гидроочистки и гидрокрекинга. Расчет реакторов ус- тановок гидроочистки и гидрокрекинга со стационарным слоем катализатора проводится по такой же методике, как и для ката- литического риформинга. Для расчета реакторов установок гидро- крекинга в псевдоожиженном слое используют методику, приме- няемую при расчете реакторов каталитического крекинга. Реакторы полимеризации газообразных олефинов. Процесс по- лимеризации пропилена и бутиленов применяется для получения 104
высокооктанового бензина и нефтехимического сырья. Полимери- зацию проводят в реакторах трубчатого или камерного типа в при- сутствии различных катализаторов кислотного типа, наибольшее распространение среди которых получила фосфорная кислота на носителе (кварце, кизельгуре и т. п.). В реакторах трубчатого типа катализатор располагается в трубках диаметром 50—150 мм, . между которыми для отвода теплоты реакции циркулирует кипящая вода. Последовательность расчета приведена ниже. 1. Определяют объем катализатора, находящегося в реакторе, К (в м3): где. йс — объемный расход сырья при' температуре реакции, м3/ч; w — объемная скорость подачи сырья, ч-1 (задается на основании экспериментальных иссле- дований). • 2. Рассчитывают общее число трубок во всех реакторах JV: ЛГ= 7K/(0,785rf5/) где d — диаметр одной трубки, м; Z — длина трубки, м. 3. Находят число параллельно работающих реакторов (в каж- дом реакторе должно быть около 200 трубок). 4. Определив по формуле п = V (4М — 1)/3 число трубок, расположенных по диаметру реактора, находят диаметр реактора D (в м): и = (п •+ I ) b Здесь Ni — число трубок в одном реакторе; b — расстояние между цент- рами трубок, равное 150—170- мм. 5. Устанавливают, достаточна ли площадь поверхности тепло- обмена реакционных трубок для отвода теплоты реакции. 4.2. РАСЧЕТ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ КОЛОНН Ректификационные колонны широко применяются на техноло- гических установках НПЗ и НХЗ для разделения смесей. Целью расчета ректификационных колонн является определение парамет- ров технологического режима и размеров аппарата. К параметрам режима относятся: рабочее давление в аппарате, температуры вхо- да и выхода различных материальных потоков, расход теплоты на - испарение остатка и расход холода на конденсацию дистиллята. Вопросам расчета ректификационных колонн посвящена обширная литература [10—19]. Прежде, чем приступить к определению параметров режима, со- ставляют материальный баланс колонны, базируясь на данных об исходном сырье й четкости разделения. Затем определяют дав- ление в колонне. Критерием для выбора давления, как правило, являются соображения технологического характера. Так, повы- 105
шенное давление применяется'при разделении компонентов с низ- . кими температурами кипения, например, сжиженных газов. При ректификации под давлением повышается температура конденса- ции паров дистиллятов, что позволяет использовать для конден- сации недорогие хладагенты — воду и воздух. Понижение давления необходимо, когда разделению подлежат высококипящие и терми- чески нестабильные компоненты (тяжелые фракции нефти, синте- тические жирные кислоты и т. п.). В остальных случаях ректифи- кация проводится при давлении, близком к атмосферному, в реф- люксной емкости давление равно 0,1 МПа, а на верху колонны — на 0,015—0,03 МПа выше. Часто выбор давления определяется требуемым фазовым со- стоянием в емкости. Температурный режим колонны устанавливают по данным о составе внешних потоков. При ректификации многокомпонентных смесей, которая осуществляется на многих технологических уста- новках НПЗ и НХЗ, температуры находят в результате подбора таких значений температур, при которых удовлетворяются следую- щие уравнения: 1) для жидкого потока = ' (4.2) 2) для парового потока (4.3) 3) для парожидкостного потока с заданной мольной долей от- гона е: +*(*г-1)]= 1 (4.4) Здесь и далее х, у — мольные концентрации компонентов жидкого и па- рового потока, соответственно; k—константа равновесия. При ректификации сложных смесей (нефть, продукты ее пере- работки) температуры потоков можно определять по аналогии с многокомпонентными смесями (например, разбивая нефть или широкую углеводородную фракцию на узкие фракции, которые за- . тем приравниваются к индивидуальным соединениям) или по кри- вым однократного испарения (ОИ). Линии ОИ можно построить на основании экспериментальных данных. Для приближенных вычислений используют методы рас- чета кривых ОИ по линиям истинных температур кипения (ИТК) или разгонки по ГОСТ. Существуют методы построения ОИ, пред- ложенные Обрядчиковым и Смидович [11, 12], Нельсоном и Харви, Пирумовым [13]. • Температуру верха колонны определяют, используя при этом уравнение (4.3), или как температуру 100%-го отгона на кривой ОИ ректификата. При расчете температуры верха колонны, рабо- тающей с подачей водяного пара и острого испаряющегося ороше- ния, следует учитывать парциальное давление паров воды и ороше- 105
ния. Температуру низа колонны опреИеляют, используя при этом уравнение (4.2) или как температуру нулевого отгона на кри- вой ОИ остатка. В колоннах, работающих с подачей водяного па- ра, температуру низа находят на-основании опытных данных или по уравнению теплового баланса отгонной части, задаваясь коли- чеством фракции, которое необходимо отпарить из остатка. В по- следнем случае рекомендуется, чтобы количество образовавшихся паров не превышало 25—30% от остатка [12]. При определении температуры сырья необходимо знать, в ка- ком состоянии оно должно поступать в колонну. Если сырье будет поступать в жидком виде, то при расчете используют уравнение (4.2), если в парообразном — уравнение (4.3), а если в парожид- костном состоянии — уравнение (4.4). При использовании для расчета линий ОИ температура ввода сырья может соответствовать точке нулевого и 100%-го отгона или некоторой точке на кривой, зависящей от доли отгона. В случае сложных колонн приходится определять также тем- пературу вывода боковых погонов. Эту температуру рекомендуется находить, применяя уравнение (4.2), или как температуру начала ОИ при нулевой доле отгона и парциальном давлении паров вы- водимой фракции. Для продуктов, у которых температура выки- пания 50% (/50) находится в пределах от 175 до 345° С, можно воспользоваться эмпирическим уравнением: t = 0,9^ Основными параметрами, определяющими заданное разделение в процессе ректификации, являются флегмовое число (кратность орошения) и число ректификационных тарелок. Флегмовое число представляет собой отношение количества горячего орошения, вводимого в колонну, к количеству дистиллята. Увеличение флег- мового числа позволяет уменьшить количество тарелок, и наобо- рот. При минимальном флегмовом числе 7?Мин необходимое число тарелок будет бесконечным. Реальные условия работы колонны соответствуют оптимальному флегмовому числу 7?опт и оптималь- ному числу тарелок. Для бинарных смесей ' где //о, уг, хр—мольные концентрации низкокипящего компонента в дистил- ляте, паровой фазе сырья и жидкой фазе сырья, соответственно. Для многокомпонентных смесей 7?Мин определяют с помощью ме- тода Андервуда. Расчет ведут, применяя следующие уравнения: е “ «у-е Здесь at — коэффициент относительной летучести компонента I смеси; Xd, i, Xr, i — мольные концентрации компонента i в дистилляте и жидкой 107
фазе сырья, соответственно; 6 — корень уравнения, который определяется, ме- тодом последовательных приближений; е' — мольная доля отгона сырья на входе в колонну. Коэффициент относительной летучести а представляет собой отношение константы равновесия компонента смеси к константе равновесия самого тяжелого ключевого компонента сырья,- подсчи- тываемое при средней температуре в колонне. Ключевыми назы- ваются пограничные компоненты, между которыми проводится за- данное разделение: наименее летучий компонент дистиллята бу- дет легким ключевым, а наиболее летучий компонент остатка — тяжелым ключевым. Оптимальное флегмовое число находится по выражению ^опт — ^?минК где К= 1,15 4- 1,55 — для колонн, работающих при атмосферном и повышенном давлении, иХ=1,3-е- 2,6 —для вакуумных колонн. Для оценки оптимального флегмового числа можно также ис- пользовать формулу, рекомендованную Гнллилендом: -°"т - Дмин = 0,1-4-0,33 °опт + 1 Располагая материальным балансом и сведениями о темпера- турном режиме и кратности орошения, составляют тепловой ба- ланс колонны. Тепловой баланс простой ректификационной колон- ны имеет вид: л- Г (1 — /) ^ ^ 4- — Dq " D + Rq{, % + Q u + Quor Здесь F, R, D—количество сырья, остатка и дистиллята, соответственно; / — массовая доля отгона сырья на входе в .колонну; q't' r- <7* F, q^t q* %— энтальпия паровой и жидкой фаз сырья, паров дистиллята, жидкого остатка, соответственно; Qd—количество теплоты, отводимой орошением; Qn— количе- ство теплоты, вносимой в низ колонны из печи или из кипятильника Qr= RorvrD D — <7* op) q" 00 — энтальпия холодного орошения при температуре его ввода в колонну; Qnoi — тепловые потери. При расчетах сложных колонн составляют тепловые балансы отдельных секций; для отвода избыточной теплоты в каждой из секций используются циркуляционные орошения. Внутренние материальные потоки в колонне находят с помощью следующих выражений: 1) количество флегмы, стекающей с тарелок, верхней части ко- лонны I = Qd/^d или L >= RomD 2) количество паров в концентрационной части колонны Ок = D + L 103
3) количество паров в нижней части колонны = Qr/Уд 4) объем паров в рабочих условиях колонны У = 22,4072/(3600-273Л4Р) где Id, У-п — теплоты испарения ректификата и остатка, соответственно; Т, Р — температура и давление в произвольном сечении колонны, соответ- ственно; г—коэффициент сжимаемости; М — молекулярная масса. Следующий этап расчета — определение числа теоретических и действительных (практических) тарелок. При ректификации би- нарных смесей число теоретических тарелок находят, решая сов- местно уравнения равновесия фаз, материального и теплового ба- лансов и используя графический метод расчета (метод Мак-Кэба — Тиле). При ректификации многокомпонентных смесей число теорети- ческих тарелок определяют методом «от тарелки к тарелке», при- ближенными (по Львову — Серафимову и др.) или эмпирическими методами. При использовании эмпирического метода Гиллиленда проводят следующие операции: 1) определяют /?мин-и /?ОпТ; 2) рассчитывают минимальное число теоретических тарелок, Умин, соответствующее бесконечному количеству орошения Л^МИН “ [(Лл/-*т)д (-^тДл)у? ]/h? а где х-,, — мольные доли легкого и тяжелого ключевых компонентов, соот- ветственно; а"— отношение летучестей легкого и тяжелого ключевых компо- нентов; индекс D относится к ректификату, индекс Р — к остатку; 3) по графику Гиллиленда (рис. 4.1) находят величину отно- шения (W—АДИН)/.(W+1); 4) вычисляют N — число действительных тарелок. Число действительных тарелок зависит от эффективности ис- пользуемых для разделения ректификационных устройств, а так- же от свойств разделяемой смеси. Отношение между числами дей- ствительных и теоретических тарелок называется к. п. д. тарелки. К. п. д. применяемых в настоящее время рек- тификационных тарелок составляет 0,4—0,7. Для определения к. п. д. мо- жет быть использовано выражение К.п. д. = 0,17 — 0,6161gр. где |i — вязкость разделяемой смеси, сП (1 сП = 10-3 Па-с). Рис. 4.1. График Гиллиленда для расчета чис- ла теоретических тарелок при ректификации многокомпонентных смесей. 109
Расчеты ректификационных колонн требуют значительных за- трат времени. Сократить это время, а также повысить точность расчетов, выявить оптимальные значения рассчитываемых пара- метров (например, оптимального флегмового числа и числа ректи- фикационных тарелок) позволяет использование средств вычисли- тельной техники. В течение последних 10—15 лет при проектиро- вании НПЗ и НХЗ широко используется ряд программ расчета ректификационных колонн на ЭВМ. Дальнейшим этапом расчета ректификационных колонн являет- ся выбор типа тарелок, определение диаметра колонны и конкрет- ных технических характеристик тарелок. Существуют различные конструкции ректификационных тарелок. Наиболее широкое рас- пространение в нефтепереработке и нефтехимии получили клапан- ные прямоточные тарелки, тарелки с капсульными колпачками и с S-образными элементами, решетчатые и ситчатые тарелки. ВНИИНефтемашем разработаны новые высокоэффективные кон- струкции ректификационных тарелок — клапанные балластные, S-.образные клапанные, центробежные клапанные [18]. Для ориентировочного определения диаметра колонны DK (в м) используется выражение DK = К 0,785V/® где V — объемный расход паров в расчетном сечении колонны, м3/с; w—до- пустимая скорость паров в колонне, м/с. Величину w рассчитывают по формуле w — С^акс (?ж Рп) /,°п Здесь рж, рп — плотность жидкости и паров, кг/м’, соответственно; Смаке—коэффициент, зависящий от типа применяемой тарелки, расстояния между тарелками, нагрузки по жидкости, поверхностного натяжения жидкости. Значение Смаке находят по графику, приведенному на рис. 4.2. Детальный гидравлический расчет ректификационных тарелок проводится по методикам, приведенным в [13,14,16,19,20]. В про: цессе расчета находят допустимую скорость жидкости в сливном стакане, гидравлическое сопротивле- ние орошаемой тарелки, величину меж- тарельчатого уноса жидкости, размер Рис. 4.2. График для определения допустимой скорости паров в ректификационных колон- нах: 1 — ситчатые, каскадные я решетчатые тарелки (при максимально допустимой производительности), 2 — ситчатые, каскадные и решетчатые тарелки (при нормальной производительности), тарелки с круг- лыми колпачками; 3— тарелки с S-образиыми эле- ментами и желобчатыми колпачками при жидкост- ной нагрузке 20—40 м’/(м.ч); За —то же для усло- вий, когда нагрузка меньше 20 м’Лм.ч); 36 —тоже для условий, когда нагрузка больше 40 м’Лм.ч); 4 — вакуумные колонны с брызгоулавливающнми устройствами; 5 — отпарные колонны абсорбционных установок: 6 — абсорбционные колонны; 7 — вакууй» иые колонны. по
наиболее узкого сечения перелива, высоту слоя жидкости в слив- ном устройстве, величину вылета ниспадающей струи жидкости, время пребывания жидкости на тарелке, диапазон устойчивой ра- боты тарелки. Для облегчения гидравлического расчета тарелок в проектных институтах также используются ЭВМ. 4.3. РАСЧЕТ АБСОРБЦИОННЫХ КОЛОНН На НПЗ и НХЗ абсорбция применяется в блоках газоразделе- ния для выделения целевых компонентов из смеси углеводородов. Эффективность абсорбции зависит от температуры и давления, при которых проводится процесс, свойств газа и абсорбента, скорости движения абсорбируемого газа, количества подаваемого абсорбен- та. Повышение давления или уменьшение температуры в абсорбере способствуют лучшему извлечению компонентов. Однако, посколь- ку работа при повышенном давлении и пониженных температурах связана с дополнительными эксплуатационными затратами, вы- бор параметров должен определяться на базе технико-экономиче- ских расчетов. Абсорбционное извлечение углеводородов из смесей с большим и средним количеством извлекаемых компонентов про- водится при давлении не выше 1,6 МПа. Если газ поступает на переработку с более высоким давлением, то абсорбция проводится при этом давлении. Температура абсорбции зависит от заданной глубины извлече- ния компонентов. Чем выше глубина извлечения легких компонен- тов, тем более выгодно применять низкие температуры. Узел аб- сорбции состоит из собственно абсорбера, в котором происходит процесс поглощения компонентов абсорбентом, и десорбера, в ко- тором из насыщенного абсорбента удаляются (отпариваются) из- влеченные компоненты. В целях повышения эффективности извле- чения целевых компонентов, разработан ряд комбинированных схем, включающих абсорберы с отпарной секцией, абсорбционно- отпарные колонны (фракционирующие абсорберы), двухступен- чатые абсорберы и т. п. При технологическом расчете процесса абсорбции используются различные приближенные методы, из числа которых наибольшее распространение получил метод Крейсера. Установлено, что этот метод позволяет получить наиболее близкие к реальным составы продуктов. Основные уравнения, которыми пользуются в расчетах процессов абсорбции по Кремсеру, приводятся ниже: ?2= (V2-Vj)/V2 (4.5) Л = £/(Л,У2) (4.6) Здесь <р2, Ai— степени извлечения и факторы абсорбции отдельных ком- понентов, соответственно; V,-, Vt — расходы компонентов в сырье и сухом газе, соответственно; L — расход тощего абсорбента; й2 —константы равновесия компонентов; И| — общий расход сухого газа- 1 U1
Рис. 4.3. График для определения фактора абсорбции. N — число теоретических тарелок; 9 — степень извлечения компонентов; А — фактор абсорбции. Задачей технологического расчета абсорбции является опреде- ление необходимого числа тарелок или расхода абсорбента, а ис- ходными данными для расчета служат состав разделяемого газа, требуемая степень извлечения ключевого компонента, параметры процесса. За ключевой компонент принимается тот, для извлечения которого необходим наибольший расход абсорбента или наиболь- шее число теоретических тарелок. Последовательность расчета для случая, когда заданк степени извлечения ключевого компонента и число теоретических тарелок, приводится ниже. 1. Зная температуру исходного газа (/Исх) и тощего абсорбен- та, задаются температурой сухого газа, которая в общем случае на 2—3°С (абсорбция газов средней жирности) или на 4—8°С (аб- сорбция жирных газов) выше температуры тощего абсорбента. 2. Находят среднюю эффективную температуру абсорбции, представляющую собой среднее арифметическое температур исход- ного и сухого газов. 3. Зная число теоретических тарелок N и степень извлечения ключевого компонента по графику, приведенному на рис. 4.3, находят фактор абсорбции ключевого компонента Ак. Факторы аб- сорбции' остальных компонентов (Д) определяют по уравнению А[ — А (^к/^l) где kK, k{ — константы равновесия ключевого и остальных компонентов при сред- ней эффективной температуре абсорбции, соответственно. 112
4. По графику, приведенному на рис. 4.3, определяют степени извлечения прочих компонентов <рг. 5. По выражению V'. = (1 — ?,) Vl выведенному из уравнения (4.5), находят расходы отдельных ком- понентов в сухом газе и, просуммировав их, получают общую ве- личину расхода сухого газа 1Л. 6. Находят количества отдельных компонентов, перешедших из исходного газа в насыщенный абсорбент, G,-. 7. По выражению L = выведенному из уравнений (4.6), находят расход тощего абсор- бента, причем фактор абсорбции-и контакта равновесия берутся по ключевому компоненту. 8. Рассчитывают теплоту абсорбции каждого из компонентов: Qi = 0^ и общую теплоту абсорбции Qa = SQf Здесь Xi — теплоты испарения компонентов. 9. Определяют температуру нагрева абсорбента: ^ = Qa/(M где с — удельная теплоемкость тощего абсорбента. 10. Находят температуру насыщенного абсорбента ^наС: ^нас — ^исх + А? 1 Г. По уравнению теплового баланса абсорбера определяют температуру сухого газа и среднюю эффективную температуру абсорбции. Если средняя эффективная температура окажется рав- ной или близкой к той, которой задались в начале расчета, то рас- чет считается законченным. В противном случае расчет повторяют, задаваясь новыми значениями температур сухого газа. 4.4. РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ Машиностроительная промышленность выпускает теплообмен- ную аппаратуру по государственным и отраслевым стандартам, отраслевым нормалям и техническим условиям. Как правило, проектировщики применяют стандартную теплообменную аппара- туру, однако при необходимости отдельные виды теплообменно- го оборудования могут быть изготовлены по индивидуальным про- ектам, разрабатываемым институтами нефтяного и химического машиностроения или конструкторскими подразделениями проект- 113
них институтов нефтеперерабатывающей и химической промыш- ленности. Составной частью проекта любой технологической установки НПЗ и НХЗ является расчет и выбор теплообменной аппаратуры. Методика расчета теплообменных аппаратов подробно освещена в работах [10, 12—15, 21—26]. При расчете осуществляют следую- щие операции. 1. Определяют тепловую нагрузку Q: Q = Gt (qti —q/t)^^G2 — qti ) Здесь Gi, G2 — расход горячего и холодного теплоносителя, соответствен- но, кг/ч; qt , qt?, g(ji qti — энтальпии горячего и холодного теплоносителя при температурах входа (/ь /4) и выхода (/2, /з) из аппарата, кДж/кг; и) — к. п. д. теплообменника, равный 0,95—0,97. 2. Вычисляют среднюю разность температур т. В случае прямо- тока и противотока т находят по формулам: т = (Д/б + Д<м)/2 (4.7) - 2,31g (Д*б/Мм) (4,8) где Д tg, — наибольшая и наименьшая разности температур между пото- ками у концов теплообменного аппарата, °C. Формулу (4.7) применяют, когда Д/б/Д/м^2, а формулу (4.8)—когда Д/е/А^м>2; в случае смешанного потока вводится поправочный коэффициент е, значения которого можно найти в литературе [13, 24]. 3. Находят коэффициент теплопередачи через стенку К [в кДж/(м2-ч-°С)]: к-______________!____________ (1/«1) + Pi + (8/X) + Р2 + (1/»2) Здесь Я], я2 — коэффициенты теплоотдачи от охлаждаемого потока к стен- ке и от стенки к нагреваемому потоку, соответственно, кДж/(м2-ч-°С); р;, р2 — сопротивления загрязнения со стороны охлаждаемого и нагреваемого по- токов, соответственно, м2 ч • °С/кДж; 8 — толщина стенки трубок, м; ). — теп- лопроводность материала трубок, кДж/(м • ч °C). Значения коэффициентов теплоотдачи рассчитываются по фор- мулам, приведенным в [12, 13, 21—26]; там же содержатся данные о значениях рь р2 и L Величину К можно также принять на ос- новании практических данных [13, 24]. 4. Определяют площадь поверхности теплообмена F (в м2): F = Q/(K*> 5. Находят необходимое число параллельно или последователь- но работающих стандартных теплообменных аппаратов. Широкое распространение на НПЗ и НХЗ получили аппараты воздушного охлаждения (АВО), которые применяются в качестве конденсаторов и холодильников. Разработаны и серийно выпуска- ются АВО различных типов: горизонтальные, зигзагообразные, ма- U4
лопоточные, для вязких сред и другие. Применение АВО позво- ляет значительно сократить расход охлаждающей воды, отказать- ся от затрат труда, связанных с очисткой холодильников от солей жесткости и с эксплуатацией систем оборотного водоснабжения. Расчет и выбор АВО осуществляется в соответствии с методикой, изложенной в работах [27, 28]. Применение средств вычислительной техники значительно об- легчает процедуру расчета и выбора теплообменной аппаратуры. В проектных институтах нефтепереработки и нефтехимии приме- няются программы теплового и гидравлического расчета на ЭВМ конденсатора парогазовой смеси, тер^лосифонных кипятильников, теплообменников, в которых осуществляется нагрев или охлажде- ние продуктов. Исходными данными для расчета служат тепловая нагрузка, температурный режим, теплофизические свойства сред, термические сопротивления загрязнений. Результаты счета — ко- эффициент теплопередачи, расчетная и рекомендуемая площади поверхности теплообмена, геометрическая характеристика аппа- ратов и их гидравлическое сопротивление. Существуют также программы расчета на ЭВМ аппаратов воз- душного охлаждения при их применении в качестве холодильников и конденсаторов. Результатом счета являются характеристика и число аппаратов, угол установки лопастей и мощность двигателя вентиляторов, коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи, расчет- ное гидравлическое сопротивление. 4.5. РАСЧЕТ И ВЫБОР ТРУБЧАТЫХ ПЕЧЕЙ . Основными показателями работы трубчатой печи являются производительность, полезная тепловая нагрузка, теплонапряжен- ность и площади поверхности нагрева, к. п. д. Производительность печи по сырью находят при расчете тепло- вых и материальных балансов установки. Она колеблется от 30—50 т/сутки до 10—15 тыс. т/сутки. Полезная тепловая нагрузка, или тепловая мощность, печи фПол складывается из теплот, затраченных на нагре.в и испарение про- дукта и на перегрев водяного пара (при наличии в печи паропере- гревателя) : Опол = Он "1" <?В — (^2 11) + ^-В (-12 А) Здесь QH, Qb — теплота, сообщаемая в печи продукту и водяному пару, соответственно, Вт (кДж/ч); £н, £в—расход продукта и водяного пара, кг/ч; G — энтальпия продукта на входе и выходе из печи, соответственно, кДж/кг (при наличии на выходе из печи паровой фазы i2 определяют с учетом доли отгона); Jit А— энтальпия водяного пара на входе и выходе из печи, кДж/кг. Теплонапряженность площади поверхности нагрева определяет- ся количеством теплоты, передаваемой через 1 м2 площади поверх- ности труб; она зависит от конструкции печи, вида нагреваемого сырья, необходимой температуры его нагрева и скорости в трубах. Допускаемая теплонапряженность радиантных трубчатых змее- 115
виков колеблется от 10 до 60 кВт/м2, а для конвекционных змее- виков составляет 10—18 кВт/м2. Более подробные сведения о до- пускаемой теплонапряженности в печах различных технологичес- ких процессов приводятся в литературе [24]. Коэффициентом полезного действия трубчатой печи называется доля теплоты, полезно использованной в печи на нагрев продукта. К- п. д. зависит от полноты сгорания в печи, потерь теплоты с ухо- дящими дымовыми газами и через кладку. Он определяется по формуле К. п. д. = [(?« — (q„ + ?у. r + qa. C)]/Q« где теплота сгорания топлива, кДж/кг; qa, qY.T, q„. с — потери теплоты в окружающую среду через кладку печи, с уходящими дымовыми гадами и от неполноты сгорания, соответственно, кДж/кг топлива. Потери теплоты через кладку печи, ретурбенды, смотровые и взрывные окна составляют 4—8% от теплоты сгорания топлива. Потери теплоты с уходящими дымовыми газами зависят от темпе- ратуры этих газов, которая в’расчетах принимается на 100—150°С выше температуры входа сырья в печь. Для снижения темпера- туры уходящих дымовых газов и, соответственно, повышения к. п. д. печи в борове устанавливают воздухоподогреватели, отку- да нагретый воздух подают к форсункам печи. Потери теплоты с уходящими дымовыми газами определяют по графику,., приведен- ному в [29]. , - Выбрав тип печи, находят диаметр труб и число потоков п печи. Рассчитав полезную тепловую нагрузку.и задавшись теплопа- пряженностью радиантных труб, по каталогу [30] выбирают тип печи. ВНИИНефтемашем, Ленгипронефтехимом и ВНИПИНефтыо разработаны проекты трубчатых печей различных типов: узкока- мерные печи с верхним отводом дымовых газов и горизонтальным расположением труб (тип Г); узкокамерные печи с нижним отво- дом дымовых газов и горизонтальным расположением трущДтип Б); цилиндрические трубчатые печи с вертикальным и горизонталь- ным расположением труб (тип Ц); секционные и многокамерные трубчатые печи (типы Б, В, Р). Вертикальные трубчатые печи менее дороги, чем печи с гори- зонтальным расположением труб, поскольку в них отсутствуют промежуточные решетки, изготавливаемые из легированного ме- талла. Однако применяют вертикальные печи только там, где нагреваемая среда не склонна к коксованию и где нет необходимос- ти быстро удалять продукт в случае аварии. С целью снижения стоимости строительства во всех случаях, когда нагреваемый про- дукт не образует коксовых или зольных отложений, используют безретурбендные змеевики. Если по условиям процесса необходимо регулировать нагрев по длине змеевика (реакционные печи пиролиза, термического крекинга), то рекомендуется использовать трубчатые печи беспла- менного горения. Эти же печи применяются при нагреве термически 116
неустойчивых продуктов, например, в процессах производства ма- сел. На установках атмосферно-вакуумной перегонки нефти наи- большее применение имеют вертикально-факельные печи с боковы- . ми и потолочными экранами. Выбрав тип печи, приступают к определению диаметра труб и числа потоков. С этой целью рассчитывают необходимую площадь поперечного сечения труб S (в м2): 5= iH/(p‘-3600w) Здесь р* — плотность сырья при температуре входа в печь, кг/м3; w — оп- тимальная скорость движения нагреваемой среды (при движении маловязких жидкостей составляет 0,8—2,5 м/с, вязких продуктов — 0,5—1 м/с, газов под давлением—8—15 м/с, водяного пара — 20—30 м/с). Подсчитав S подбирают диаметр труб и соответствующее это- му диаметру число потоков. Затем находят поверхность радиант-' ных труб Hv (в м2): нр — Qp/чр - где <2Р — теплота, передараемая в радиантной камере (обычно составляет 75% Спои); Яр — теплонапряженность радиантных труб. Зная тип печи, площадь поверхности нагрева радиантной каме- ры, диаметр труб и число потоков, проводят поверочный расчет •печи, методика которого подробно изложена в [10, 15, 29, 31, 32]. 4.6. РАСЧЕТ И ВЫБОР НАСОСОВ Для выбора насоса необходимо располагать данными, характе- ризующими свойства жидкости и условия перекачивания: 1) тем- пература жидкости, °C; 2) плотность продукта при температуре перекачивания, кг/м3; 3) расход продукта, кг/ч; 4) вязкость при температуре перекачивания, сСт; 5) давление (напор) во всасы- вающей линий; МПа или м ст. жидкости; 6) требуемое Давление (напор) в нагнетательной линии насоса, МПа или м ст. жидкости; 7) коррозионная агрессивность продукта. Температуру, расход, плотность и вязкость жидкости находят в процессе технологического расчета установки, а коррозионная агрессивность продукта сообщается научно-исследовательским ин- ститутом — разработчиком процесса или институтами нефтяного и химического машиностроения. Давление во всасывающей линии hBC (в м ст. жидкости) вы- числяется по формуле 7z0c = Н6 + hs + — hw Здесь Не — барометрическое давление в сосуде, из которого поступает жидкость на насос, м ст. жидкости; hs — разница отметок между уровнем жидкости в сосуде, из которого поступает жидкость, и осью насоса, м; «во — скорость во всасывающем патрубке насоса, м/с; g — ускорение свобод- ного падения, м/с2; hw — гидравлическое сопротивление -всасывающего тру- бопровода, м ст. жидкости. 117
Давление, которое необходимо обеспечить в нагнетательной ли- нии насоса, hK (в м ст. жидкости): 2 2 V7. — Ли = ^ + Лг>+ 2g +Af , где HD — абсолютное давление на свободную поверхность жидкости в сосуде, куда подается продукт, м ст. жидкости; hD — разница отметок между уровнем жидкости в сосуде, куда подается продукт, и осью насоса, м; va — скорость в нагнетательном патрубке насоса, м/с; Лг— гидравлическое сопротивление нагнетательного трубопровода, м ст. жидкости. Рассчитав hH и Лвс находят необходимый дифференциальный напор насоса: /7 — Лн йвс Зная требуемые производительность и дифференциальный на- пор с учетом физико-химических свойств и коррозионной агрес- сивности перекачиваемого продукта по каталогам и номенклатур- ным перечням машиностроительных заводов подбирают насос. Учитывая возможные отклонения реальной характеристики насо- са от приведенной в каталоге, дифференциальный напор рекомен- дуется выбирать на 5—10% выше полученного расчетом. На НПЗ и НХЗ наиболее широко применяются центробежные нефтяные консольные насосы типа НК по ТУ 26-02-766—77, нефтя- ные насосы НК, НГК, Н, НГ, НД и НГД по Н521—57, ненорма- лизованные центробежные нефтяные насосы НДв, НДс, НС, цен- тробежные химические насосы X, АХ, ТХ, АХП по ГОСТ 10168—75, бессальниковые герметичные центробежные электронасосы ХГ, до- зировочные насосы НД. В зависимости от конструкции и условий перекачивания насос может обеспечить всасывание жидкости из резервуара, располо- женного ниже оси всасывающего патрубка, или, наоборот, тре- бовать подпора, т. е. превышения уровня жидкости в резервуаре над осью всасывающего патрубка. Величина допустимой высоты всасывания или минимального подпора рассчитывается по фор- муле hs= го го Здесь Рц — абсолютное давление на свободную поверхность жидкости в резервуаре, МПа; Рп — давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости, МПа; р — плотность подаваемой жидкости, кг/м3; Л» — гидравлическое сопро- тивление всасывающего трубопровода насоса, м ст. жидкости; Д /гдоп — допус- тимый кавитационный запас насоса (приводится в каталогах и справочниках). Мощность А (в кВт), потребляемая насосом» QHpg/( 1000г,) где Q—объемная производительность насоса, м3/с; Н — дифференциальный на- пор, создаваемый выбранным насосом, м ст. жидкости; — к. п. д. насоса. 118
В связи с возможными перегрузками фактическую мощность электродвигателя насоса N3 принимают несколько большей: N3 = NK где ft— коэффициент запаса (ft=l,2 при N до 50 кВт, ft=l,15 при N от 51 до 350 кВт, ft=l,l, при N выше 350 кВт). Особую группу представляют пароэжекторные насосы, пред- назначенные для создания вакуума. ВНИИНефтемаш разработал ряд пароэжекторных вакуум-насосов, которые изготавливаются Казанским механическим заводом. Насосы различаются по произ- водительности (от 1 до 1250 кг/ч), числу ступеней сжатия (от 2 до 5), типу межступенчатых конденсаторов (поверхностные или смешения), давлению рабочего водяного пара (0,6 или 1,0 МПа), создаваемому остаточному давлению (от 0,13 до 26 кПа), расчет- ному содержанию конденсирующихся паров в отсасываемой смеси [от 0 до 40% (масс.)], материалу, из которого выполнен насос. Тех- ническая характеристика пароэжекторных вакуум-насосов приве- дена в [33]. 4.7. РАСЧЕТ И ВЫБОР КОМПРЕССОРОВ На НПЗ и НХЗ компрессоры используются для сжатия техноло- гических газов на установках каталитического риформинга, гидро- очистки, изомеризации, каталитического крекинга, пиролиза, ок- сосннтеза и других, в холодильных системах установок алкилиро- вания, депарафинизации масел, обезмасливания гача и т.д. В обще- заводско,м хозяйстве компрессоры служат для сжатия воздуха, инертного и факельного газов. Наиболее часто применяются на НПЗ и НХЗ центробежные и поршневые (оппозитные, угловые, вер- тикальные) машины. В качестве приводов к компрессорам исполь- зуются электродвигатели, паровые и газовые турбины. Характе- ристика серийно изготавливаемых компрессоров приводится в ка- талогах, справочниках и номенклатурных перечнях машинострои- тельных заводов [24, 34—35]. • Основными техническими характеристиками компрессоров яв- ляются тип перекачиваемого газа, производительность при усло- виях всасывания, абсолютное давление (начальное и конечное). Для холодильных машин в каталогах приводятся холодопроизво- дительность, начальная и конечная температура сжимаемого газа. Располагая сведениями о потребном количестве и свойствах перекачиваемого газа, о необходимом конечном давлении сжа- тия, проектировщик по каталогам подбирает соответствующую машину. Для заказа компрессора требуется предварительное за- полнение опросного листа по форме, предлагаемой заводом-изго- товителем. Заполненный опросный лист проверяется и согласовы- вается заводом-изготовителем компрессора. Следует иметь в виду, что большинство компрессоров сконструировано, исходя из свойств конкретных газов. Поэтому, если возникает необходимость исполь- зовать мащину для сжатия другого газа, следует получить пред- 119
варительное согласие завода-изготовителя (до заполнения опрос- ного листа). . Если промышленностью серийно не выпускаются необходимые для проектируемого производства компрессоры; выдается в поряд- ке, изложенном в гл. 3, заказ на разработку проекта и изготовле- ние новой, индивидуальной машины. Глава 5 ‘ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ОБЩЕЗАВОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА К общезаводскому хозяйству (ОЗХ) современных НПЗ и НХЗ относятся объекты приема и хранения сырья, приготовления из компонентов товарной продукции, хранения и отгрузки товарной продукции; ремонтно-механическая база; складское хозяйство; объекты, предназначенные для снабжения воздухом, водородом, инертным газом, топливом; вспомогательные службы (факельное хозяйство, газоспасательная служба, пожарная охрана, медицин- ская служба и служба питания). В более широком смысле в ОЗХ включают также объекты энергоснабжения, водоснабжения, ка- нализации, очистных сооружений. Объекты ОЗХ занимают большую часть территории предприя- тия, а стоимость их строительства превышает 40% от общей стои- мости заводов. Состав объектов ОЗХ зависит от профиля предприятия, его тех- нологической схемы. Например, на заводах топливно-масляного профиля заметное место принадлежит узлам приготовления товар- ных масел, приема многочисленных присадок со стороны, хранения и затаривания твердых парафинов и т. д. Эти объекты на заводах топливного профиля отсутствуют. 5.1. ПРИЕМ И ХРАНЕНИЕ СЫРЬЯ Сырье поставляется на НПЗ и НХЗ по магистральным трубо- проводам, железной дороге и, в незначительной степени, водным (танкеры, баржи) и автомобильным (автоцистерны) транспортом. Трубопроводный транспорт нефти и нефтехимического сырья. Трубопроводным транспортом в нашей стране перевозится около 80%. сырой нефти и 8% нефтепродуктов. Общая протяженность нефтепроводов и нефтепродуктопроводов на конец 1980 г. соста- вила 69,7 тыс. км. Средняя дальность перекачки нефти достигла 1400 км. Все нефтеперерабатывающие заводы Советского Союза связаны трубопроводными магистралями с районами добычи неф- ти. Нефтепроводы проектируются и эксплуатируются организа- циями Министерства нефтяной промышленности. Пропускная спо- собность нефтепровода определяется мощностью НПЗ, а диаметр, ' кроме того, зависит от схемы перекачивания нефти (непрерывная или периодическая). При расширении НПЗ зачастую оказывается 120
необходимым предусмотреть увеличение пропускной способности нефтепровода. Эта задача решается прокладкой параллельных тру- бопроводов на всей протяженности нефтепровода или на отдель- ных, наиболее перегруженных участках. Для организации учета и контроля подачи нефти на НПЗ не- посредственно перед предприятием (а иногда и на его территории) размещается приемо-сдаточный пункт. В состав пункта входят: площадка приема шара — специального устройства, которое, вре- мя от времени прогоняется по нефтепроводу с целью очистки тру- бы от парафинистых отложений и грязи; фильтры-грязеуловители и счетчики. Показания счетчиков служат, для контроля количества поступающей на НПЗ' нефти. Они передаются на головную пере- качечную станцию нефтепровода и на центральный диспетчерский пункт НПЗ. Перед фильтрами .приемо-сдаточного пункта устанав- ливаются предохранительные клапаны для защиты последних участков нефтепровода от разрыва. Причиной разрыва может быть недопустимо высокое давление, возникающее вследствие закрытия задвижки перед приемо-сдаточным пунктом. Сброс от предохра- нительных клапанов направляют в резервуары сырьевой базы НПЗ. ' С приемо-сдаточного пункта нефть подается в резервуары сырьевой базы НПЗ. Участок трубопровода от пункта до резер- вуаров является собственностью НПЗ. Этот трубопровод, как пра- вило, прокладывается в земле и выводится на поверхность перед резервуарами. Нефтехимические предприятия получают по трубопроводам сырье с близлежащих нефте- и газоперерабатывающих заводов. Обычно по трубопроводам подаются на. НХЗ бензиновые фракции, сжиженные газы, ароматические углеводороды. Эксплуатируются также магистральные трубопроводы, по которым сырье подается на НХЗ с предприятий, расположенных на расстоянии 150—200 км и выше. Нефтехимические заводы часто используют в качестве сырья (например, для установок оксосинтеза) природный газ. Газ посту- пает на НХЗ из систем магистральных газопроводов "через газо- распределительные пункты (ГРП). На ГРП происходит снижение давления газа до величины, которая необходима нефтехимичес- кому предприятию, здесь же организуется учет природного газа, передаваемого на НХЗ. ГРП проектируются и эксплуатируются организациями Министерства газовой промышленности. Трубо- провод природного газа, выходящий с ГРП, является собствен- ностью НХЗ. Транспорт сырья по железной дороге. Нефть на НПЗ подается в железнодорожных цистернах маршрутами, грузоподъемность ко- торых определяется путевым развитием и пропускной способностью сети железных дорог. Для перевозки нефти используются цис- терны различных типов — двух-, четырех-, шести- и восьмиосные. Подробная характеристика цистерн приведена в литературе [36, 37]. От соотношения в маршруте цистерн разных типов зависит 121
Рис. 5.1. Комбинированная двухсторонняя железнодорожная эстакада для сли- ва нефти и налива темных нефтепродуктов: / — наливной стояк; 2 — установка нижнего слива нефти; 3 — коллектор сли&а нефти; 4 — коллекторы темных нефтепродуктов. длина маршрута. Длина маршрута достигает 720 м', а грузоподъ- емность —3900 т. На вновь строящихся НПЗ проектируются для приема нефти двухсторонние сливные эстакады длиной 360 м, вдоль которых устанавливается состав после его расцепки на две части. С целью более полного использования территории и уменьшения капиталь- ных и эксплуатационных затрат практикуется оснащение желез- нодорожных эстакад устройствами для налива нефтепродуктов — мазута или дизельного топлива. В этом случае эстакада называет- ся сливо-наливной и на ней поочередно осуществляется слив неф- ти и налив нефтепродукта. На рис. 5.1 изображена комбинирован- ная двухсторонняя железнодорожная эстакада для слива нефти и налива темных нефтепродуктов. Цистерны для перевозки нефти оснащены нижними сливными патрубками, к которым подводится и герметично присоединяется установка для нижнего слива (налива), представляющая собой систему шарнирно сочлененных труб. Промышленностью выпус- каются установки для нижнего слива по ГОСТ 18194—79. Стан- дартом предусмотрен выпуск установок без подогрева (УСН), с паровым подогревом (УСНПп), с электроподогревом (УСНПэ). Установки типа УСН имеют диаметр условного прохода 150. и 175 мм, УСНПп — 175 мм, а УСНПэ — 150 мм. Из сливной установки нефть поступает в сливной трубопровод. Ранее сливным трубопроводом нефть передавалась в резервуары, расположенные ниже отметки рельса' («нулевые» резервуары). Вместимость этих резервуаров принималась такой, чтобы обеспе- чить слив всего маршрута. Из «нулевых» резервуаров нефть за- биралась насосами заглубленной насосной и подавалась в резер- вуары сырьевой базы завода. Практика показала, что в сооружении «нулевых» резервуаров и заглубленных насосных нет необходимости. Следует предусма- тривать поступление нефти от сливных приборов к насосам, рас- положенными на поверхности земли через сливную буфер- 122
ную емкость вместимостью 100—200 м3. Однако при этом особое внимание необходимо уделять расчету гидравлических сопротив- лений сливного трубопровода, учитывать всасывающую способ- ность сырьевого насоса. Вопросы, связанные с проектированием операций по сливу и наливу нефтей и нефтепродуктов освещены в [38—40]. При проектировании сливо-наливных железнодорожных эста- кад следует учитывать требования по нормативной продолжитель- ности сливных операций, установленные «Правилами перевозок жидких грузов наливом в вагонах — цистернах и бункерных по- лувагонах», утвержденными МПС 25 мая 1966 г. [41]. Эти правила устанавливают следующую продолжительность слива (в ч) в пунктах механизированного (1) и немеханизированного (2) слива. 1 2 Двухосная цистерна 1,25 2,0 Цистерна с числом осей 4 и выше 2,0 4,0 • В зимнее время слив некоторых сортов нефтей и других про- дуктов, обладающих высокой температурой застывания затруд- нен, поскольку они поступают на пункты слива загустевшими. Пра- вила перевозки грузов предусматривают увеличение продолжитель- ности слива таких продуктов в период с 15 октября по 15 апреля, а также выделение специального времени на разогрев. Сведения о продолжительности разогрева и слива высоковязких и высокозас- тывающих продуктов приводятся в табл. 5.1. ТАБЛИЦА 5.1. Продолжительности разогрева и слива высоковязких' и высокозастывающих продуктов в зимний период Группа Характеристика продукта* Допустимое время, ч вязкость при 50°C, ° ВУ температура застывания, °C разогрева слива 1 5-15 от —15 до 0 4 3 II 16-25 от 1 до 15 6 3 III 26-40 от 16 до 30 8 . 4 IV 40 30 10 4 • Для отнесения продукта к той или иной группе достаточно соблюдения только од- ного показателя (вязкости или температуры застывания). Для разогрева нефти в цистернах предусматривают паровые гидромеханические подогреватели ПГМП-4 . конструкции ВНИИСПТНефти, электрогрелки, погружные змеевиковые подо- греватели, а также системы циркуляционного разогрева, сущность которых заключается в том, что холодный продукт, забираемый из цистерны, подогревается в специальном теплообменнике и в горячем состоянии возвращается в цистерну. Учитывая недоста- точную эффективность вышеупомянутых способов непрямого ра- 123
Рис. 5.2,-Схемы обвязки эжекторов. <? —производительность слива; qh — подача основного насоса; <?д — подача дополни- тельного насоса. зогрева в проектах следует предусматривать также подачу в цис- терны острого пара. v Сырье нефтехимических предприятий перевозится в цистернах с нижним сливом (и в этих случаях схема сливных операций ана- логична описанной выше для нефти), в цистернах с верхним сли- вом и в специализированных цистернах. Верхний слив из железнодорожных цистерн менее удобен, чем нижний. При верхнем сливе имеют место значительные потери от испарения, частые срывы работы насосов при сливе продуктов с высоким давлением насыщенных паров. Зачастую не удается дос- тичь полного удаления продукта из цистерн. Слив может осущест- вляться самотеком (при благоприятном рельефе местности) или с помощью насосов. В тех случаях, когда для верхнего слива применяют центро- бежные насосы, не обладающие самовсасывающей способностью, необходимо предусматривать установку- поршневых насосов дач первоначального (перед началом откачки) заполнения трубопро- водов продуктом и зачистки цистерн. В летнее время слив про- дуктов с высоким давлением насыщенных паров сопровождается образованием газовых пробок во всасывающих трубопроводах на- сосов. Для уменьшения вакуума во всасывающих линиях рекомен- дуется предусматривать в проектах применение эжекторов. В ка- честве рабочей жидкости в эжекторах используется сливаемый продукт. При работе с погружным эжектором не только полностью исключается вакуум во всасывающих линиях, но в отдельных слу- чаях создается избыточное давление (подпор). Схема обвязки эжекторов определяется разностью отметок между нижней образующей котла цистерны и резервуаром или на- сосом. На рис. 5.2 приведены различные варианты обвязки эжек- тора. Схема, изображенная на рис. 5.2, а применяется в тех слу- чаях, когда разность геодезических отметок цистерны и резервуа- ра позволяет (с учетом дополнительного подпора, развиваемого эжектором) обеспечить заданную производительность слива Qo. Подача и напор насоса обеспечивают работу эжектора. В тех слу- чаях, когда разность отметок цистерны и резервуара не позволяет организовать самотечный слив или резервуар находится выше ци- стерны, применяют схемы, изображенные на рис. 5.2, б и в. Если давление, развиваемое основным насосом недостаточно для работы эжектора, то следует предусмотреть дополнительный насос для 124
подачи рабочей жидкости в эжектор (рис. 5.2, б). Производитель- ность дополнительного насоса выбирают равной расходу рабочей жидкости через эжектор, а дифференциальный напор равным раз- ности между давлением рабочего продукта перед эжектором и давлением, развиваемым основным насосом. Слив продукта может быть значительно ускорен, если создать повышенное давление над поверхностью продукта в цистерне. Для создания избыточного давления применяют подачу сжатого возду- ха, инертного газа (азота) или пара. Промыво-пропарочные станции. Для подготовки цистерн под налив и ремонта цистерн предназначены промыво-пропарочные станции (ППС), которые проектируются в составе НПЗ и НХЗ. Заданием на проектирование ППС устанавливается суточная про- грамма по очистке и промывке цистерн и бункерных полувагонов, оговариваются виды очистки (горячая или холодная). Обычно ППС на НПЗ должны ежесуточно обрабатывать 400—600 цистерн и 50—100 полувагонов. На ППС предусматривается проведение следующих операций: удаление остатка светлых нефтепродуктов; пропарка котлов цис- терн с одновременным сливом остатков темных нефтепродуктов; промывка горячей водой внутренних стенок котлов цистерн; уда_- ление промывочных вод с помощью вакуумных установок; дега- зация котлов цистерн вентиляционной установкой; обезвоживание слитых остатков темных нефтепродуктов; очистка сточных вод. ППС проектируются по заказам генпроектировщиков НПЗ про- ектными институтами МПС СССР. Водный транспорт сырья. Перевозка нефти и нефтепродуктов по воде осуществляется в самоходных нефтеналивных судах — морских и речных танкерах, а также в несамоходных морских (лихтеры) и речных (баржи) судах. Внутренним водным транс- портом перевозится более 60 млн. т. нефтепродуктов. Основной объем речных перевозок нефти и нефтепродуктов , приходится на Волго-Камский и Обь-Иртышский бассейны. Сырая нефть пере- возится с полуострова Мангышлак и из Махачкалы' в Волгоград, а также из Куйбышева в районы Черного, Балтийского и Каспий- ского морей. Для создания благоприятных условий слива нефти и для пре- дотвращения загрязнения водоемов устраиваются специальные нефтяные гавани, в которых сооружаются пристани, пирсы или причалы. Гавани могут быть естественными (бухты, заливы, зато- ны) или искусственными. Вопросы проектирования сливных уст- ройств для слива нефти и нефтехимического сырья из нефтеналив; ных судов освещены в [40, 42, 43]. Хранение сырья. Для хранения нефти на НПЗ предназначаются сырьевые резервуарные парки. Нормы технологического проектиро- вания предлагают предусматривать в проектах такую вместимость парков, чтобы она обеспечивала бесперебойную работу НПЗ, по- лучающего нефть по нефтепроводу, в течение 7 суток. Если пред- приятие снабжается нефтью по железной дороге или водным пу- 125
тем вместимость сырьевых парков должна быть увеличена. В этом случае величина нормативного запаса оговаривается в задании на проектирование. Для предотвращения потерь нефти от испарения ее хранят в резервуарах с плавающими крышами или понтонами. На сырьевых базах НПЗ обычно устанавливаются резервуары объемом 20— 50 тыс. м3. Число резервуаров определяется общей вместимостью парка и принятым единичным объемом резервуара. При проекти- ровании сырьевых складов НПЗ и НХЗ руководствуются СНиП II-106—79 [44]. Этот нормативный документ разработан для использования при проектировании складов нефти и нефтепродук- тов; его допускается применять при проектировании складов лег- ковоспламеняющихся и горючих жидкостей, условия хранения ко- торых в зависимости от их свойств сходны с условиями хранения нефти и нефтепродуктов. СНиП II-106—79, однако, не распро- страняется на проектирование складов (товарных баз) сжижен- ных газов, нефтепродуктов с упругостью паров выше 93,6 кПа (700 мм рт. ст.) при 20°С, складов синтетических жирозамените- лей, подземных хранилищ в горных породах, отложениях камен- ной соли, ледогрунтовых хранилищ. СНиП П-106—79 делит склады нефти и нефтепродуктов на две группы, причем товарно-сырьевые склады НПЗ и НХЗ отне- сены к первой группе. Склады первой группы подразделяются на три категории в зависимости от общей вместимости. В СНиП регламентированы расстояния от зданий и сооружений складов (товарно-сырьевых баз) до зданий и сооружений соседних пред- приятий, жилых и общественных зданий, расстояния от резервуа- ров для нефти и нефтепродуктов до зданий и сооружений склада (сливо-наливных устройств, насосных, канализационных сооруже- ний, складов для нефтепродуктов в мелкой таре и т. п.), расстоя- ния от зданий и сооружений склада до трубопроводов. СНиП П-106—79 рекомендует размещать резервуары группами, уста- навливает предельную вместимость резервуаров в группе и рас- стояния между стенками резервуаров, расположенных в одной и соседних группах. Дополнительные требования к проектированию сырьевых и то- варных парков содержатся в противопожарных нормах проекти- рования [45]. 5.2. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ТОВАРНОЙ ПРОДУКЦИИ Товарная продукция, вырабатываемая на НПЗ, может быть условно разделена на две группы: 1) продукция, производимая непосредственно на технологических установках, и 2) продукция, приготавливаемая из различных компонентов. Непосредственно на установках НПЗ вырабатывают индивидуальные углеводородные фракции Сз—С5 (пропановую, бутановые, пентановые), аромати- ческие углеводороды (бензол, толуол, индивидуальные ксилолы), различные марки твердых парафинов, присадки к маслам и т. д? 126
Значительное количество крупнотоннажных товарных продуктов — бензин, дизельное и котельное топлива, смазочные масла — полу- чают на НПЗ смешением (компаундированием) из компонентов, вырабатываемых на различных установках. Так, для приготовле- ния автомобильных бензинов на некоторых НПЗ используют До 10—15 компонентов. ' ‘ На нефтехимических предприятиях товарная продукция — спири- ты, альдегиды, кислоты, полиолефины, сырье для производства синтетического каучука и др. — вырабатывается непосредственно в цехах и на установках. Для осуществления операций по приготовлению товарной про- дукции из компонентов проектируются специальные объекты, на которых используются следующие основные методы компаунди- рования: 1) циркуляционный — приготовление производится в сме- сительных резервуарах; 2) смешение в аппаратах с перемеши- вающими устройствами; 3) непосредственное смешение в трубо- проводах. Разработке проекта узла приготовления товарной продукции должен предшествовать расчет ожидаемых показателей качества товарных продуктов на основе сведений о качестве компонентов. При расчетах следует учитывать, что только некоторые из пока- зателей качества являются аддитивными. Так, плотность смеси, содержание в ней серы, температуру анилиновой точки, показа- тели фракционного состава, определенные по НТК, находят сум- мированием произведений массовых долей компонентов на соот- ветствующие показатели каждого из компонентов. Давление на- сыщенных паров смеси с достаточной степенью точности можно определить суммированием произведений мольных долей компонен- тов на давления паров этих компонентов. В известной степени аддитивными являются показатели окта- нового и цетанового чисел. Однако определенное по правилу ад- дитивности октановое число смеси может оказаться выше или ниже реального. Более точно рассчитать реальное октановое чис- ло позволяет формула Осм = (ОАИ/< + ОдВ)/100 Здесь Осы— реальное октановое число смеси; О л, Ов—октановые числа высокооктанового и низкооктанового компонента смеси, соответственно; А и В—содержания компонентов в смеси, % (об.); К — поправочный коэф- фициент, определяемый по специальному графику, приведенному в литера- туре [46, 47]. Для расчета октанового числа смеси могут быть также исполь- зованы формулы, разработанные ВНИИНП и НПО «Нефтехим- автоматика» [48] и фирмой «Этил Корпорейшн» [49]. Для расчета вязкости смеси мазутов рекомендуется использо- вать формулу IglgKw + 0.8) = «Iglg^x + 0,8) + 61g lg(*B + 0,8) + ... где vCM — вязкость смеси, сСт; ул, — вявкости смешиваемых компонентов, сСт; а, Ь,... — содержание компонентов в смеси, масс. доли. 127
Температуру вспышки смеси можно рассчитать по формуле Ти- ле и Кадмера: у'вЛ. tB = — 1001g 2 10 100 <«=1 Здесь tB—температура вспышки смеси, °C; х, — содержание Z-ro компо- нента смеси, масс, доли; tBi — температура вспышки Z-ro компонента, °C; hi — поправочный коэффициент, определяемый экспериментально для выбран- ной области изменения содержания Z-ro компонента. Бо-лее точные уравнения, по которым можно определить сме- сительные характеристики мазутов, зная показатели отдельных компонентов, приводятся в литературе [50, 51]. Метод приготовления товарной продукции многократной цир- куляцией через смесительные резервуары применяется в течение многих лет. Сущность метода заключается в следующем. Компо- ненты товарных продуктов, с технологических установок посту- пают в компонентные резервуары парков смешения, анализируют- ся, а затем насосами подаются в смесительный резервуар. Приго- товленный в смесительном резервуаре продукт забирается специ- альными насосами и многократно перекачивается по схеме «ре- зервуар— насос — резервуар» до тех пор, пока в резервуаре не будет получена однородная по составу смесь, показатели которой соответствуют требованиям, предъявляемым к готовому продукту. Вместимость компонентных резервуаров при приготовлении топлив должна соответствовать 48-часовому запасу каждого ком- понента, а смесительных резервуаров— 16-часовой выработке дан- ного вида топлива. При получении товарных масел предусматри- ваются компонентные резервуары, исходя из 36-часового запаса каждого компонента, и смесительные резервуары, исходя из су- точной выработки масел. В! табл. 5.2 приводится пример расчета необходимой вмести- мости резервуарных парков смешения автобензина. Для улучшения условий перемешивания резервуары оборудуют смесительными устройствами: маточниками с большим числом от- верстий, направленных вверх, вниз или под углом; так называе- мыми «пауками» с установленными на них инжекторами-смесите- лями; подъемными трубами, через которые продукт закачивают на определенную высоту от днища. В аппаратах с перемешивающими устройствами готовят товар- ные масла. Для ряда НПЗ была запроектирована установка при- готовления масел, в состав которой входят компонентные резер- вуары, смесители с принудительным перемешиванием, насосная, емкости для присадок и камеры для плавления присадок. Оба описанных выше метода обладают рядом серьезных недо- статков: повышенным расходом электроэнергии, малой произво- — дительностью смешения, необходимостью строительства смеситель- ных резервуаров. 128
Сл 1 ТАБЛИЦА 5.2. Расчет вместимости парка смешения автобензина Компоненты и марки бензинов Плотность, кг/м3 Количе?тво Необходимый объем резервуаров при нор- мативном запасе, м9 Число резервуа- ров (в шт.) и их объем (в к’) Фактический запас, сутки тыс. т год 1 т и сутк ма сутки КомпоиеНтные резервуары Катализат риформинга 780 1650 5 ° “"АП 6 700 -• 14100 8X2000 2,3 Изопентановая фракция 600 236 • 17 1 200 2 700 24ХЮ0 1,8 Изогексановая фракция 650 38 11 ' *nn 180 400 2X400 ' 4 Бензин каталитического 725 549 1700 2 350 5 000 2x2000 1,6 крекинга эп Алкилат 670 134 4- 650 1400 3X400 1,7 Бутаны 570 132 41° 720 860 9X100 1,05 Бензин коксования 710 105 n L)U 500 1 050 2x700 2,7 Рафинат 670 280 85О 1 340 2830 зхюоо 2,2 Бензин пиролиза 730 125 3?° 470 1 000 2x700 2,8 Всего — 3249 10 7<32 14110 — — — С месите'ьные резервуары Бензин А-72 755 723 9 д00 3180 2120 2X1000 0,62 Бензин А-76 766 1880 6 2 8 135 5 420 3x2000 0,74 Бензин АИ-93 770 646- 2 I .52 2 795 1 860 2X1000 0,72 мм* ю <0 Всего — 3249 10 782 14 110 —- —
Рис. 5.3. Схема автоматиче- ской станции смешения: Р-1—Р-3 — крмлонентные резервуа- ры; Р-4—товарный резервуар; Н-1—Н‘3 — насосы; Ф-1—Ф-3 — фильтры; . РМ-1—РМ-3 — расходо- меры; РЁ-1—РЕ-3 — регуляторы1, К-1—К-3 — регулирующие клапаны; СК-1 — смесительный коллектор. Более эффективным является приготовление товарной продукции сме- шением в потоке. Для каждого НПЗ разрабаты- ваются индивидуальные проекты автоматизированных систем (ав- томатических станций) смешения. Схема автоматической станции смешения, на которой приготавливается продукт из трех компо- нентов, приведена на рис. 5.3. В состав оборудования станции вхо- дят: компонентные резервуары, насосы, фильтры для очистки ком- понентов от механических примесей, газоотделители (применяются при приготовлении бензинов), измерители расхода, регулирующие клапаны, обратные клапаны. Объем резервуарного парка для хранения компонентов обус- лавливается производительностью станции смешения, необходи- мостью остановки для профилактического осмотра и ремонта, по- требностью во времени для лабораторного анализа. Нормы тех- нологического проектирования не регламентируют объема ком- понентных резервуаров, представляя право решать эту задачу про- ектировщикам. Оптимальные условия эксплуатации, как показы- вает практика, обеспечиваются при наличии 2—3 резервуаров для каждого компонента, общая вместимость которых соответствует 16—20-часовой выработке этого компонента. Для перекачки каждого компонента следует предусматривать индивидуальные насосы, причем нежелательно, чтобы одним на- сосом компонент перекачивался в разные смесительные коллек- торы. В качестве измерителей расход^ на станциях смешения при- меняются объемные счетчики или турбинные расходомеры. Широ- кое распространение получили венгерские турбинные расходомеры «Турбоквант», достоинством которых являются небольшие разме- ры, малая металлоемкость, простота ремонта. При разработке проектов станций смешения следует стремиться, чтобы макси- мальная производительность по компоненту не превышала 75% от пропускной способности расходомера, а минимальная не была близка к нижнему пределу пропускной способности. Для управления процессом смешения в Рязанском СКВ Мо- сковского НПО «Нефтехимавтоматика» разработаны комплексы приборов управления «Поток». В состав комплексов входят блоки компонентов и управления. В процессе смешения на блоки ком- 130
понентов поступают частоты с блока управления (fn) и с рас- ходомеров (fp). Эти частоты пропорциональны, соответственно, заданной производительности установки .смешения и расходам компонентов. В блоках компонентов fn умножается на коэффици- енты, пропорциональные содержанию компонентов в смеси, a fp — на масштабные коэффициенты, зависящие от типа применяемого расходомера. Затем проводится сравнение этих частот и выраба- тываются управляющие воздействия по каждому каналу, которые поступают на исполнительные механизмы. Если схема автоконтроля блока компонента фиксирует откло- нение действительного расхода компонента от заданного более чем на 0,5% в сторону уменьшения расхода, то формируется команда «Ошибка-1», по которой блок управления снижает ско- рость смешения. В составе комплексов имеются основные и резервные блоки. При нарушении режима работы основных блоков резервные блоки подключаются к сети и форсированно выводятся на режим рабо- ты основного блока. 5.3. ХРАНЕНИЕ ТОВАРНОЙ ПРОДУКЦИИ Хранение и отгрузка основного количества товарной продук- ции на НПЗ и НХЗ производится через товарно-сырьевые базы (ТСБ) предприятий. Отдельные виды продукции — битумы, эле- ментарную серу, нефтяной кокс — отправляют потребителям не- посредственно с технологических установок. При проектировании предприятий следует стремиться к тому, чтобы объекты по хра- нению и отгрузке продукции были сосредоточены в одном месте, что облегчает управление товарной базой, упрощает работу же- лезнодорожного транспорта. Исключение делают для объектов по отгрузке сжиженных газов, которые в соответствии с противопо- жарными нормами проектирования следует размещать на рас- стоянии не менее 300—500 м от территории предприятия. Вместимость товарных складов (парков) зависит от устанав- ливаемых нормами технологического проектирования сроков хра- нения. Товарные парки должны обеспечивать возможность приема и хранения в них 15-суточной выработки каждого из товарных нефтепродуктов. Вместимость складов сжиженных газов не дол- жна превышать трехсуточной выработки этих продуктов. Если отгрузка товарных нефтепродуктов потребителям производится по трубопроводам, нормативный срок хранения сокращается до 7 су- ток. -Число устанавливаемых резервуаров зависит от количества подлежащего хранению продукта и единичной вместимости вы- бранного резервуара. Экономически целесообразно устанавливать меньшее число резервуаров большей вместимости. Так, расход металла на сооружение 6 резервуаров по 10 тыс. м3 составляет 955 т, а при строительстве 3 резервуаров по 20 тыс. м3 — 825 т. Сооружение резервуаров большей вместимости взамен мелких позволяет также уменьшить территорию, занимаемую парками. 5* 181
Для каждого вида товарной продукции рекомендуется преду- сматривать не менее 3 резервуаров (в один поступает товарная продукция, второй находится на анализе, из третьего произво- дится отгрузка продукции). По расположению и планировке резервуары делятся на под- земные (если наивысший уровень жидкости в резервуаре ниже наинизшей планировочной отметки прилегающей площадки не менее, чем на 0,2 м) и наземные (если они не удовлетворяют вы- шеуказанным условиям). Для хранения товарной продукции НПЗ и НХЗ исполйзуются стальные емкости вместимостью до 200 м3 (по ОСТ 26-02-1496—76); стальные резервуары вертикальные цилиндрические со щитовой кровлей вместимостью от 100 м3 до 30 тыс. м3, с понтоном и щи- товой кровлей вместимостью от 100 м3 до 30 тыс. м3, с плавающей крышей вместимостью от 10 тыс. м3 до 50 тыс. м3; стальные ре- зервуары с коническими днищами; горизонтальные емкости для хранения продуктов под давлением 0,6—1,8 МПа вместимостью от 25 м3 до 200 м3 (по ОСТ 26-02-1159—76); шаровые резервуары для хранения продуктов под давлением 0,25—1,2 МПа; железо- бетонные резервуары. В табл. 5.3 приведены рекомендации по выбору типа емкости для хранения продукции НПЗ и НХЗ. На рис. 5.4 изображен ре- зервуар с плавающей крышей, применяемый для хранения бензи- на и других легкокипящих продуктов. ТАБЛИЦА 5.3. Рекомендации по выбору типа емкости для хранения продукции НПЗ и НХЗ Продукт Тип емкости Бензин, ароматические углеводороды, другие продукты с температурой вспышки 28°С и ниже Керосин, дизельное, печное, моторное топливо, жидкий парафин, жидкие продукты с температурой кипения 150—300°С Мазут, гудрон, смазочные масла, тяже- лые смолы Мазут Продукты, содержащие механические примеси или твердые включения Сжиженные газы, легкие фракции бен- зина, продукты с давлением насыщен- ных паров выше 90 кПа при 20°С Резервуар с понтоном или плаваю- щей крышей, горизонтальная цилин- дрическая емкость Резервуар со щитовой кровлей под давлением 2 кПа (200 мм в. ст.) Резервуар со щитовой кровлей под давлением 200 Па Железобетонный резервуар Резервуар с коническим днищем Горизонтальные цилиндрические ре- зервуары по ОСТ 26-02-1519—70, шаровые резервуары Безопасная и удобная эксплуатация резервуаров обеспечива- ется применением дополнительного оборудования, которое предна- значено для заполнения и опорожнения резервуаров, замера уровня продукта, зачистки, отбора проб, сброса подтоварной воды, 132
4<J0 Рис. 5.4. Резервуар с плавающей крышей: 1 — верхний настил крыши; 2 — ниж- ний настил kdi.hjih: —днише; 4 подвижная лестница. Рис. 5.5. Схема расположения обору- дования на вертикальных резервуарах ДЛЯ МаЛОВЯЗКИХ Http 1 спридуЪ.Тоо, 1 СВеТОЬОЙ ЛЮ а , 2 ?1А.'1’*ТГ1?.‘7.‘24,О|’/’ий па* трубок; 3 — дыхательный клапан; 4 —огне- вой предохранитель; 5 — замерный люк; Ь — прибор ’ для замерз уровня; 7 — люк-лаз; 8—f сифонный кран; 9 — хлопушка; 10 — при- емо-раздаточный патрубок; 11 — перепускное устройство; 12 — управление хлопушкой; 13 — крайнее положение приемо-раздаточных .па- трубков по отношению к оси; 14 — предо- хранительный клапан. пенотушения, поддержания определенного давления в резервуа- рах. На рис. 5.5 приводится схема расположения оборудования на вертикальных резервуарах для маловязких нефтепродуктов. Характеристика выпускаемых промышленностью емкостей, ре- зервуаров и оборудования для них приводится в литературе [40, 47, 52]. При разработке проектов товарных баз для НПЗ и НХЗ реко- мендуется использовать СНиП 11-106—79 [44] с учетом соображе- ний, изложенных на стр. 126. 5.4. ОТГРУЗКА ТОВАРНОЙ ПРОДУКЦИИ Товарная продукция НПЗ и НХЗ отгружается трубопровод- ным, железнодорожным, автомобильным и речным транспор- том. 133-
Трубопроводный транспорт. По трубопроводам транспортиру- ются потребителям светлые и темные нефтепродукты — бензин, ди- зельное и котельное топлива, а также сжиженные газы, этилен, аммиак. Экономически целесообразным . трубопроводный транс- порт становится при концентрированном потреблении продукта в одной точке и районе, когда по трубопроводу перекачиваются не менее 300—500 тыс. т продукта в год. Проектирование нефтепро- дуктопроводов осуществляется в соответствии с [52, 53]. В ближайшие годы намечается значительно расширить сеть нефтепродуктопроводов. Постановление Совета Министров СССР о развитии сети нефтепродуктопроводов в 1981 — 1985 годах предусматривает сооружение новых трубопроводов для перекачки бензина и дизельного топлива в центральных районах страны, Си- бири, Казахстане, создание ряда мазутопроводов, связывающих НПЗ с крупными тепловыми электростанциями, и керосинопрово- дов между заводами и аэропортами. На территории НПЗ и НХЗ обычно размещаются головные со- оружения нефтепродуктопроводов: склады (парки), головные на- сосные. Некоторые продуктопроводы имеют в составе головных сооружений собственные резервуарные парки, в которые продукт подается из резервуаров товарной базы НПЗ насосами товарной насосной. Более экономичным решением является использование в качестве головных сооружений резервуаров заводской товарной базы. Продукт в магистральный трубопровод подается непосред- ственно из этих резервуаров насосами головной насосной станции, размещаемой рядом с резервуарами. Железнодорожный транспорт. Транспортировка продукции НПЗ и НХЗ по железной дороге является основным видом перевозки нефтепродуктов и ее ведущее значение сохранится в ближайшие годы. Основным видом тары для перевозки по железной дороге нефтяных и химических продуктов служат цистерны. Цистерны подразделяются на универсальные, предназначенные для перевоз- ки различных грузов (нефти и светлых нефтепродуктов, нефти и мазута и т. д.) и специальные. В специальных цистернах перево- зится какой-либо один вид продукции (например, сжиженные га- зы, кислоты, спирты). Характеристика цистерн, изготавливаемых вагоностроительными заводами и используемых при перевозке нефтяных и химических продуктов, приводится в [39, 41, 47, 52]. Для отгрузки продукции нефтеперерабатывающих и нефтехи- мических предприятий в составе товарных баз проектируются спе- циальные устройства. Если объем отгрузки ограничен десятками тысяч тонн в год, то предусматривают одиночные стояки или не- большие односторонние эстакады, состоящие из 5—10 стояков. Для отгрузки многотоннажных продуктов (бензин, реактивное, дизельное и котельное топлива, смазочные масла) сооружаются двухсторонние эстакады галерейного типа. Эстакады для налива реактивного топлива, авиационных бензинов, смазочных масел, присадок к маслам и других ЛВЖ и горючих жидкостей, в кото- рые недопустимо попадание воды, должны быть оборудованы на- 134
весами и крышами. Температура ЛВЖ, подаваемых на налив, должна быть не менее, чем на 10°С, ниже температуры начала кипения наливаемого продукта. Налив нефтепродуктов осуществляется в одиночные цистерны, группы и маршруты цистерн. Маршрутный налив цистерн более экономичен и должен предусматриваться при проектировании эста- кад как основной вид налива. Длина железнодорожной эстакады L3 определяется по формуле: Лэ = ТОО 2 ®lli где Л' — число цистерн в маршруте; Qi — количество цистерн по типам, вхо- дящих в маршрут, %; б—длина цистерн различных типов. Длина эстакады не должна быть меньше половины длины маршрута. Конструкция эстакад должна обеспечивать техническую воз- можность налива продуктов в железнодорожные цистерны всех типов, пригодные для перевозки данных продуктов. Проектирова- ние железнодорожных эстакад на ограниченное число' типов (мо- делей) цистерн допускается только при наличии согласования с Управлением железной дороги, обслуживающей предприятие, или с предприятием — собственником цистерн. В1 последние годы осуществляется постепенный переход желез- нодорожного транспорта на цистерны новых типов — шести и вось- миосные вместимостью 90 и 120 м3. В проектах следует прини- мать во внимание особенности налива этих цистерн. При разработке проектов железнодорожных эстакад необхо- димо учитывать возможность поступления под налив неисправных цистерн. Чтобы иметь возможность удалить из этих цистерн имею- щийся в них продукт, проектом предусматриваются самостоя- тельные эстакады с верхним и нижним сливом, которые обору- дуются отдельными стояками и коллекторами для сливаемых про- дуктов. При небольших объемах отгрузки для слива неисправ- ных цистерн могут быть запроектированы отдельно стоящие стояки. Особые требования предъявляются к проектированию желез- нодорожных эстакад для слива и налива сжиженных газов. Эти эстакады должны быть отделены от прочих эстакад, оборудованы самостоятельными коллекторами, трубопроводами, сливо-налив- ными устройствами и газоуравнительными системами для каж- > дого вида наливаемых и сливаемых сжиженных газов. Одновре; менно с эстакадами для слива и налива сжиженных газов в со- ставе товарно-сырьевых баз сжиженных газов следует проектиро- вать эстакады для подготовки цистерн сжиженного газа под на- лив. Опыт проектирования эстакад, освещен в [55]. Эксплуатация железнодорожных эстакад галерейного типа от- личается большой трудоемкостью и применением ручного труда. Наиболее трудоемки подготовительные и вспомогательные опе- рации: открытие и закрытие люков цистерн, заправка и подъем 135
наливных шлангов и телескопических устройств и т. д. При про- ектировании железнодорожных эстакад следует предусматривать их оснащение средствами механизации и ‘автоматизации: ограни- чителями налива, которые служат для автоматического прекра- щения подачи жидкости в цистерну при достижении в ней опре- деленного уровня (ПОУН-1, ПОУН-2, Н0-2М), устройствами ме- ханизации подъема — спуска наливных средств. Основными руководящими документами при проектировании сливо-наливных эстакад на НПЗ и НХЗ являются [44, 45]. Автомобильный транспорт. Продукция НПЗ и НХЗ перевозит- ся автомобильным транспортом в ограниченных размерах. На от- дельных предприятиях имеются устройства для налива в автоцис- терны мазута, битумов, бензина. Сооружения, предназначенные для полуавтоматического налива нефтепродуктов в автоцистерны и автотопливозаправщики, называются станциями налива. Стан- ции налива оборудуются стояками, которые различаются по виду наливаемого продукта, по способу налива (герметизированные и негерметизированные), по виду управления процессом (автомати- зированные и неавтоматизированные), по виду управления (с ме- ханизированным и ручным управлением). Станция налива состоит из 4—12 наливных «островков», рас- •полагаемых под навесом. Каждый островок оборудуется одним или двумя наливными стояками, в качестве которых применяются установки: автоматизированного налива с местным управлением АСН-5П, автоматизированного налива с дистанционным управле- нием АСН-5Н, автоматизированного и герметизированного налива АСН-12. Вопросы проектирования станций налива освещены в [40]. Водный транспорт. Нефтеперерабатывающие заводы, располо- женные вблизи крупных рек, отправляют в навигационный период часть своей продукции водным путем (в танкерах, баржах и лих- терах). Для налива сооружаются специальные причалы. Налив нефтепродуктов осуществляется по трубопроводам, прокладываемым от резервуаров к причалам. Возможны два ва- рианта организации налива: 1) подача продукта насосами из ре- зервуаров товарного парка непосредственно в наливные суда; 2) подача продукта по трубопроводам в промежуточные резервуа- ры, расположенные в непосредственной близости от причала с по- следующим поступлением нефтепродуктов в суда самотеком. По- следний вариант применяют обычно в тех случаях, когда НПЗ расположен на расстоянии нескольких километров от причала. В‘ составе нефтепричалов проектируют следующие сооруже- ния: водные подходы, причальные устройства (подходные эста- кады, центральные платформы, швартовые палы, отбойные устрой- ства), шлангующие устройства и установки. При проектировании водных подходов необходимо определить глубину и ширину полосы акватории, глубину водных подходов. Проект причальных устройств включает выбор типа причальных сооружений, определение суточной пропускной способности одного 126
причала и числа причалов, необходимого для отгрузки всего ко- личества грузов. В проекте нефтепричала также решаются вопро- сы выбора шлангующих устройств, подготовки резервуаров, тру- бопроводов и нефтеналивных судов к сливо-наливным операциям, определяются методы борьбы с потерями нефтепродуктов при на- ливе и защиты водных бассейнов от загрязнения нефтепродуктами. ВогТросы проектирования сооружений для отгрузки водным путем нефтепродуктов рассмотрены в [42—44]. 5.5. СНАБЖЕНИЕ РЕАГЕНТАМИ, КАТАЛИЗАТОРАМИ, СМАЗОЧНЫМИ МАСЛАМИ Снабжение реагентами. Основными реагентами, применяемыми на НПЗ и НХЗ, являются едкий натр, моноэтаноламин, серная кислота, диэтиленгликоль, метилэтилкетон, толуол, бензол, фенол, пропан и т. д. Для приема со стороны, хранения и передачи по- требителям необходимых реагентов проектируются реагентные хо- зяйства. Первый этап проектирования реагентного хозяйства — состав- ление перечня намечаемых к применению на заводе реагентов, определение расхода этих реагентов по расходным показателям, содержащимся в проектах соответствующих технологических уста- новок. Затем приступают к составлению проекта реагентного хо- зяйства. Схему хозяйства, перечни входящих в его состав объек- тов разрабатывают, исходя из ассортимента потребляемых пред- приятием реагентов, виды тары, в которой поступают реагенты, . схемы раздачи реагентов потребителям. Заводы, изготавливающие реагенты, могут отправлять их по- требителям либо только в железнодорожных цистернах, либо в мелкой таре (бочках, мешках, бутылях, контейнерах), либо тем и другим способом. Естественно, что и схема приема реагента на НПЗ и НХЗ будет зависеть от того, в какой таре поступает реа- гент. В тех случаях, когда предприятие расходует в течение ме- сяца более одной цистерны реагента, предусматривается его по- ступление на предприятие в цистернах с последующей передачей . внутризаводским потребителям. Если потребление реагента неве- лико, нужно остановиться на варианте поступления в мелкой таре. При проектировании сливных устройств в реагентном хозяй- стве необходимо руководствоваться следующими основными поло- жениями. 1. Химические продукты, используемые на НПЗ и НХЗ в каче- стве реагентов, перевозятся в железнодорожных цистернах различ- ных типов, поэтому прежде, чем приступить к проектированию, следует по литературным данным [36, 37] определить, в какой цис- терне будет поступать продукт. 2. В зависимости от типа цистерны проектируются устройства для верхнего или нижнего слива. 137
3. Ряд продуктов, используемых в качестве реагентов, пред- ставляет собой высоковязкие, застывающие при высокой темпера- туре жидкости (деэмульгаторы для обессоливания нефти, присадки, олеум, концентрированный едкий натр). Для разогрева продуктов в цистернах применяются различные способы. При выборе способа разогрева нужно иметь в виду, что для некоторых продуктов, на- пример олеума, недопустим разогрев с применением острого пара и погружных змеевиков. В отдельных случаях для слива высоко- застывающих продуктов сооружаются специальные здания (теп- ляки). В тепляках разгружаются цистерны с бензолом, фенолом, присадками к маслам. 4. Для взрывоопасных и горючих реагентов, реагентов, пред- ставляющих собой сильнодействующие опасные вещества (СДОВ), сооружаются самостоятельные сливные устройства, располагаю- щиеся на отдельных железнодорожных путях. Поступившие по - железной дороге реагенты направляются в резервуарный парк реагентного хозяйства. Вместимость парка определяется требованиями к нормативному запасу реагентов. Не- обходимо учитывать, что в реагентном хозяйстве должна обеспе- чиваться возможность хранения запасов реагентов в следующих объемах: серная кислота — 20-суточная потребность предприятия, едкий натр — 25-суточная, фенол, фурфурол, метилэтилкетон, ацетон, бензол, диэтиленгликоль, тринатрийфосфат — 30-суточ- ная. При выборе типа резервуара для хранения реагентов следует, руководствоваться приводимыми ниже рекомендациями: Тип реагента Малоагрессивные реагенты плотностью до 1,0, т/м3 Агрессивные реагенты плот- ностью до 1,25 т/м3 Неагрессивные продукты плотностью до 1,8 т/м3 Тип резервуара Вертикальные стальные резервуа- ры (РВС) по типовым проек- там от 704-1-49 до 704-5-71 РВС по типовым проектам от 705-4-55 до 705-4-64 РВС по типовым проектам от 705-4-65 до 705-4-71 Для хранения реагентов используют также стандартные ем- костные аппараты по ОСТ 26-02-1496—76. Пропан, аммиак и другие сжиженные газы хранятся в гори- зонтальных емкостях вместимостью от 25 до 100 м3 по ОСТ 26-02-1519—76. Технологические установки НПЗ и НХЗ зачастую применяют реагенты более низкой концентрации, чем та, с которой они изго- тавливаются, поэтому в составе реагентных хозяйств проектиру- ются узлы разбавления реагентов. Так, в частности, следует преду- сматривать приготовление растворов едкого натра концентрацией 10% (масс.) из 42%-го раствора, растворов моноэтаноламина кон- центрацией 10—15% (масс.). Существуют различные способы передачи реатентов на техно- логические установки. Если на заводе имеется несколько потреби- те
телей одного и того же реагента, нужно предусматривать цент- рализованную подачу реагента по трубопроводам. На НПЗ и НХЗ проектируется раскачка по трубопроводам таких реагентов, как едкий натр, аммиак, деэмульгаторы обессоливания нефти, мо- ноэтаноламин. Целесообразно проектировать трубопроводы между реагентным хозяйством и потребителем и в тех случаях, когда потребитель реагента на заводе один, однако реагент расходуется в больших количествах. Например, для доочистки жидких парафинов на установках «Парекс» необходимо свыше 30 т олеума в сутки. На заводах, где построены установки «Парекс», олеум принимают в реагентном хозяйстве и транспортируют на установку по трубо- проводу. В тех случаях, когда расход реагента на установке невелик, предусматривается его доставка на установку в бочках. Если предприятие получает какой-либо реагент в железнодорожных цистернах, а раздает его отдельным потребителям в бочках или другой мелкой таре, в составе реагентного хозяйства проектиру- ются узлы затаривания. При надлежащем технико-экономическом обосновании проектируется доставка реагентов потребителям в ав- тоцистернах, заполняемых в реагентном хозяйстве. Приобретение автоцистерн должно быть предусмотрено проектом реагентного хозяйства. В насосной реагентного хозяйства размещаются насосы раз- личного назначения: откачивающие продукт из цистерн в резер- вуары, циркуляционные (используемые для приготовления раство- ра нужной концентрации), перекачивающие реагент из резервуа- ров потребителям. Выбор типа насоса зависит от свойств пере- качиваемого продукта. Для транспортировки таких реагентов, как бензол, толуол, диэтиленгликоль целесообразно применять нефтя- ные насосы, для перекачки моноэтаноламина, щелочей и кислот — химические, для перекачки фенола и пропана — герметичные элек- тронасосы. При определении производительности насосов следует учитывать следующие обстоятельства: 1) насос, предназначенный для проведения сливных операций, должен обеспечить, откачку продукта из цистерны или группы цистерн за срок, установленный правилами перевозки грузоН [41]; 2) поскольку реагентное хозяйство обычно работает не круг- лосуточно, а только 1—2 смены, необходимо, чтобы с помощью насосов реагентного хозяйства в мерниках технологических уста- новок был создан не менее, чем суточный запас реагента, и тем самым обеспечена бесперебойная работа технологических произ- водств; 3) для сокращения числа насосов, следует стремиться к сов- мещению операций, предусматривать по возможности использо- вание одних и тех же насосов для слива продуктов из цистерн, для циркуляции и откачки реагента потребителям. 189
Рис. 5.6. План реагентного хозяйства НПЗ: ] — резервуарные парки; 2 — здание насосной; 3 — компрессорная аммиака; 4 — сливная эстакада; 5 — сливные стояки аммиака; 777 — трансформаторная подстанция; КИ П — операторная: ВК — вентиляционная камера Для хранения реагентов, поступающих в мелкой таре, на НПЗ и НХЗ проектируются специальные склады. Площадь склада F (в м2) определяется по формуле F = abcn/ (тХ) Здесь а — диаметр тары (бочки, мешка), м; Ь — высота тары, м; с — коэф- фициент плотности укладки, равный 1,1 —1,3; п — число единиц тары; т — число рядов по высоте; X — коэффициент использования площади, равный 0,65—0,7. Склады состоят из специально оборудованных отсеков, в ко- торых реагенты объединяются в группы по общности свойств и условиям хранения. На рис. 5.6 представлен план реагентного хозяйства НПЗ топ- ливного профиля. В реагентном хозяйстве имеются: 1) резервуарный парк; 2) здание насосной, в котором размещаются отделение для на- сосов, перекачивающих взрывоопасные реагенты; отделение для насосов, перекачивающих прочие реагенты; склад мешков с со- дой; склад реагентов в бочках; помещение для разогрева бочек; навес для порожних бочек; 3) компрессорная для слива аммиака; 140
4) две железнодорожные эстакады — для слива аммиака и слива прочих реагентов, поступающих в цистернах. Реагентное хозяйство занимает территорию 128X130 м. Особенности приема и хранения различных химических про- дуктов, используемых в качестве реагентов на НПЗ и НХЗ, под- робно описаны в литературе [47, 52]. Снабжение катализаторами и адсорбентами. В нефтеперера- ботке и нефтехимии широко применяются различные катализато- ры и адсорбенты. Для их хранения проектируются специальные склады, вместимость которых должна обеспечить хранение нор- мативных запасов катализаторов и адсорбентов. Для реакторов е движущимся слоем катализатора нормативный запас соответ- ствует 30-суточной текущей потребности плюс одна загрузка для полной замены катализатора в системе (аварийный запас). Для реакторов с неподвижным слоем катализатора и адсорбента вели- чина нормативного запаса зависит от числа однотипных устано- вок на заводе. Если на предприятии имеется 1—3 однотипных уста- новки, то на складе должна храниться резервная загрузка для полной замены катализатора на одной установке; если однотипных установок больше 4, то на складе хранят две резервные загрузки. Склады катализаторов на НПЗ и НХЗ сооружают по индиви- дуальным проектам. Склад делится на несколько секций, в каж- дой из которых хранятся катализаторы и адсорбенты, аналогич- ные по свойствам. Площадь, необходимая для хранения катализа- TopoBi определяется по той же формуле, которая применяется для расчета площади склада реагентов в мелкой таре. Проектами предусматривается устройство рамп и пандусов для въезда. Рам- пы перекрываются консольными навесами. Снабжение смазочными маслами. На НПЗ и НХЗ имеется значительное количество компрессоров, центрифуг, вакуум-филь- тров и других агрегатов, для нормальной эксплуатации которых необходимы смазочные масла. Потребность в смазочных маслах на заводах топливно-масляного профиля частично удовлетворяет- ся за счет собственного производства, а на НПЗ топливного про- филя и на НХЗ все смазочные масла поступают со стороны. Для НПЗ и НХЗ проектируются специальные склады масел. По данным, содержащимся в проектах технологических установок и общезаводских объектов, определяют расход смазочных масел, устанавливают, какие марки масел необходимы. В проекте склада следует предусматривать прием масел по железной дороге, из автоцистерн, в бочках. Цо железной дороге поступают масла, рас- ход которых превышает 50—100 т/год. Как показывает практика, в железнодорожных цистернах принимают не более 4—5 различ- ных сортов масел, причем цистерны поступают не. чаще, чем 1 — 2 раза в неделю. Поэтому вполне достаточно ограничиться в про- екте одним' сливным устройством. Для хранения-смазочных масел, поступающих в цистернах, необходимо предусматривать резервуа- ры вместимостью не менее 50 м3. В такой резервуар сливается целиком одна цистерна с маслом. Для подачи масел от сливного 141
устройства в резервуары используются коллекторы и шестеренча- тые насосы. Количество коллекторов и насосов может быть огра- ничено 3—4. Каждый из коллекторов и насосов предназначается для слива группы однотипных масел. В одну группу, например, объединяются трансформаторное, авиационное и турбинное мас- ла, компрессорное, индустриальное и дизельное масла. Для приема масел, поступающих с нефтебаз системы нефте- снабжения в автоцистернах, на складах масел проектируются ре- зервуары вместимостью 5—10 м3. Площадь складов тарного хра- нения определяется по приведенным выше формулам. Внутризаводским потребителям смазочные масла раздаются в мелкой таре (бочках, канистрах, бидонах) и с помощью авто- цистерн. Проектом склада масел должны быть предусмотрены на- сосы и мерники для налива масел в мелкую тару, а также -устрой- ства для налива автоцистерн, развозящих масло крупным потре- бителям внутри предприятия. В состав склада смазочных масел следует также включить навес для хранения пустой тары. При использовании смазочных масел образуется заметное ко- личество отработанных масел, которые нужно утилизировать. Нор- мативными документами предлагается при проектировании про- мышленных предприятий предусматривать пункты сбора, хране- ния и перекачки отработанных масел. На НПЗ и НХЗ такие пунк- ты целесообразно включать в состав складов смазочных масел. В проекте также определяется направление использования отра- ботанных масел: отправка на маслорегенерационную установку (входящую в состав данного или другого предприятия), сброс в нефть или мазут. В зависимости от выбранного способа регенерации масел в со- ставе склада масел следует предусматривать емкости *и насосы для перекачки отработанных масел в пределах предприятия или емкости, насосы и соответствующие наливные устройства. 8.6. СНАБЖЕНИЕ СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ, АЗОТОМ И ВОДОРОДОМ Снабжение сжатым воздухом. Снабжение установок и объек- тов общезаводского хозяйства НПЗ и НХЗ сжатым воздухом осу- ществляется как от централизованных общезаводских воздушных компрессорных, так и от местных воздуходувных и компрессор- ных. Местные воздуходувные и компрессорные имеются в составе установок каталитического крекинга, производства битума, синте- тических жирных кислот и др. При проектировании новых и реконструкции действующих НПЗ и НХЗ рекомендуется предусматривать строительство только централизованных компрессорных. Для завода может быть запро- ектирована одна или несколько воздушных компрессорных. При определении числа компрессорных следует учитывать очередность ввода объектов предприятия в эксплуатацию, а также размеры территории завода. Потери давления в сети от компрессорной до потребителя не должны превышать 0,2 МПа. 142
На НПЗ и НХЗ существуют сети сжатого воздуха давлением 0,8 и 6,4 МПа. При расчете производительности заводских компрес- сорных, производящих воздух давлением 0,8 МПа, руководству- ются следующими соображениями: 1) рабочие компрессоры должны обеспечить полную потреб- ность в воздухе, используемом для приборов контроля и автома- тики, и в воздухе, расходуемом постоянно на технологические нужды; 2) к полученной величине постоянных расходов воздуха до- бавляется увеличенная в 1,5 раза максимальная потребность в воз- духе одного периодического потребителя. При определении количества резервных компрессоров исходят из того, чтобы обеспечить 100%-ный резерв компрессорам воздуха КИПиА; для компрессоров технологического воздуха допускается иметь одну общую резервную машину. Для обеспечения безаварийной работы предприятий следует предусматривать буферные емкости с часовым запасом воздуха КИПиА у каждого крупного потребителя. Производительность компрессоров, снабжающих заводы возду- хом давлением 6,4 МПа, определяется потребностью в этом воз- духе. Компрессоры воздуха высокого давления рекомендуется раз- мещать в общем помещении с компрессорами низкого давления. При выборе оборудования воздушных компрессорных рекомен- дуется применять центробежные компрессоры без смазки. Отече- ствспттымп машиностроительными заводами выпускаются центро- бежные машины для сжатия воздуха производительностью от 100 до 1000 м3/мин. Для осушки воздуха следует использовать серий- но выпускаемые агрегаты типа УОВ производительностью от 10 до 100 м3/мин. -Воздухозаборные устройства проектируют вне производствен- ного помещения — в зоне, которая защищена от солнечной радиа- ции и тепловых выделений. В'о всасывающей линии для удаления из воздуха частиц пыли крупнее- 5—6 мкм предусматривают фильтры, которые могут быть индивидуальными или общими для группа компрессоров. Сети сжатого воздуха КИПиА и технологического воздуха про- ектируются раздельными. Для того чтобы иметь возможность от- ключать отдельные участки сетей воздуха КИПиА на ремонт, кол- лектора закольцовываются. Диаметр колец сжатого воздуха КИПиА следует выбирать с учетом 10% резерва, детально рас- считывая потери давления в сетях с тем, чтобы они не превышали 0,2 МПа при отключении любого участка кольца. Этими же пра- вилами следует руководствоваться при проектировании трубопро- водов технологического воздуха. . Снабжение азотом. Системы снабжения НПЗ и НХЗ инертным газом проектируются с конца 1950-х годов. Первоначально инерт- ный газ использовали только на установках по производству ма- сел, каталитического риформинга и гидроочистки. Для получения инертного газа сооружали генераторы инертного газа (ГИГи) и 143
специальные установки. На этих установках сжигали топливный или сжиженный газ в токе атмосферного воздуха при минималь- ном избытке последнего; полученный дымовой газ подвергали очистке от окислов углерода и осушке [47]. Установки этого типа сооружены на многих отечественных НПЗ. Недостатком устано- вок производства инертного газа является присутствие в газе даже после очистки заметных количеств окислов углерода — до 0,1% (об.) СО и до 1,0% (об.) СО2. Такая глубина очистки не может быть признана удовлетворительной при использовании инертного газа для регенерации некоторых видов катализаторов (в частности, полиметаллических катализаторов риформинга). Азот более высокой степени чистоты (99,9% и выше) может быть получен низкотемпературным разделением воздуха. Поэтому в настоящее время при проектировании нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий следует предусматривать их осна- щение установками низкотемпературного разделения воздуха. Су- ществуют проекты установок разделения воздуха, отличающиеся технологической схемой (способом получения холода, способом очистки воздуха от примесей и т. д.), производительностью (от 20 м3/ч до 50 тыс. м3/ч по азоту)', видом получаемой продукции (азот, азот и кислород, только кислород). Описание наиболее рас- пространенных установок разделения воздуха приводится в лите- ратуре [56]. Следует иметь в виду, что в целях рационального размещения установок разделения воздуха, их кооперирования, а также пра- вильного выбора технологических схем действует порядок, соглас- но которому вопрос о строительстве установок разделения воздуха подлежит предварительному согласованию. Генеральный проекти- ровщик НПЗ и НХЗ при выявлении необходимости строительства такой установки направляет запрос по установленной форме во Всесоюзное промышленное объединение «Союзметанол», которое анализирует заявку-и дает рекомендации о применении той- или иной типовой установки или определяет необходимость разработки индивидуального проекта. Индивидуальные проекты производств разделения воздуха выполняются Гипрокислородом. При разработке проекта завода необходимо проанализировать возможность использования на предприятии кислорода, поскольку экономически более эффективно совместное получение азота и кис- лорода, чем только азота. Целесообразно,в частности, рассмотреть возможность применения кислорода для очистки сточных вод, для электросварочных работ. Следует проанализировать потребность в кислороде близлежащих предприятий и всего экономического района. Если это окажется экономически эффективным, в состав цеха разделения воздуха включают станцию наполнения баллонов кислородом. Продажа кислорода посторонним потребителям позво- ляет заводу получить дополнительную прибыль. Размещают цеха наполнения и хранения баллонов с кислородом вне территории предприятия на расстоянии не менее 50 м от зданий и сооружений с производствами категорий А, Б, Е. 144
Проектируя и повторно применяя типовые воздухоразделитель- ные установки, необходимо уделять особое внимание безопасности эксплуатации. Известны случаи аварий на установках, разделения воздуха, вызванные накоплением взрывоопасных примесей, при сутствующих в перерабатываемом воздухе (ацетилена, непредель- ных и предельных углеводородов, кислородсодержащих органиче- ских соединений и др.). С целью предотвращения взрывов возду- хоразделительных установок при их проектировании и. строитель- стве предусматриваются специальные блоки очистки воздуха с применением цеолитов и специальных катализаторов, а также уда- ленные воздухозаборы. При проектировании и применении установок разделения воз- духа следует руководствоваться нормативными документами [57, 58]. Потребление инертного газа на НПЗ и НХЗ носит неравномер- ный характер. В периоды регенерации катализатора, опрессовок, испытаний на прочность расход инертного газа резко возрастает. Было бы нерационально проектировать производство азота, исхо- дя из величины максимального расхода. Для покрытия пиковой потребности в азоте следует проектировать газгольдерные парки, состоящие из мокрых или сухих газгольдеров. Для НПЗ мощ- ностью 12—18 млн. т/год обычно предусматривают газгольдерные парки вместимостью 40—50 тыс. м3. Мокрые газгольдеры, в которых газ хранится при давлении 4 кПа (400 мм вод. ст.), обладают рядом серьезных недостатков^ они занимают много места; газ находится в постоянном контакте с водой и потому выходит из газгольдеров увлажненным. Гораздо более эффективны сухие газгольдеры, которые* представляют со- бой вертикальные емкости высокого давления. Для НПЗ реко- мендуется применять сухие газгольдеры давлением до 6,4 МПа с вместимостью 100—160 м3. Инертный газ поступает к потребителям под давлением 0,8 МПа, которое обеспечивается компрессорами установок произ- водства инертного газа и компрессорами воздухоразделительных станций. Если для технологических нужд необходим азот более высокого давления, следует проектировать в общезаводском хо- зяйстве азотные компрессорные высокого давления. Для сжатия азота в этих компрессорных обычно применяют компрессор типа 305ГП-16/70 производительностью 960 м3/ч, обеспечивающий сжатие азота до 7,0 МПа. Азот поступает во всасывающую линию этого компрессора с азотно-кислородной станции или из газголь- дерного парка. В периоды, когда на установках имеется потребность в азоте высокого давления, он подается компрессорами потребителям. В остальное время компрессор высокого давления направляет сжа- тый азот в газгольдеры. Снабжение водородом. Принципы снабжения предприятия во- дородом зависят от технологической схемы завода, осуществляе- мых на нем процессов. 145
При проектировании заводов с неглубокой переработкой неф- ти обычно предусматривается водородное хозяйство для обеспече- ния первоначального и последующих пусков установок каталити- ческого риформинга. Для первоначального пуска установок ри- форминга в состав пускового комплекса в ряде случаев включают установку производства водорода методом электролиза воды. Про- екты электролизных установок малой мощности разрабатываются Чирчикским филиалом Государственного института азотной про- мышленности (ГИАП). Другой вариант первоначального снабже- ния завода водородом предусматривает проектирование специаль,- ной разрядной рампы для приема водорода из баллонов. Получаемый на электролизной установке или разрядкой балло- нов пусковой водород накапливается в специальных газгольдерах, поскольку для единовременного пуска установки риформинга не- обходимо до 40 тыс. м3 водорода. В эти же газгольдеры направ- ляют часть водорода, вырабатываемого установками риформинга в межрегенерационный период.с тем, чтобы создать необходимый запас для последующего пуска установок риформинга. Для хра- нения водорода могут использоваться мокрые и сухие газгольде- ры. При проектировании современных предприятий рекомендуется применять сухие газгольдеры на давление 6 МПа. Для создания необходимого давления при опорожнении и за- полнении газгольдеров следует включать в состав проектируемых водородных хозяйств специальные компрессорные. Компрессорные оснащаются поршневыми угловыми компрессорами типа ГП про- изводительностью около 300 м3/ч и давлением в нагнетательной линии до 7,0 МПа. Опыт ввода в эксплуатацию установок ЛК-6у показал возмож- ность использования для первоначального пуска секций и устано- вок риформинга водорода, получаемого методом автогидроочистки, которую проводят на блоке предварительной гидроочистки уста- новки риформинга или в секции гидроочистки керосина установки ЛК-бу. Если потребность НПЗ или НХЗ в водороде не удовлетворяет- ся за счет водорода, вырабатываемого в качестве побочного про- дукта технологических установок, то в составе предприятия необ- ходимо иметь специальное производство водорода. Вопросы снаб- жения водородом нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий освещены в литературе [59, 60]. 5.7. ФАКЕЛЬНОЕ ХОЗЯЙСТВО Факельное хозяйство нефтеперерабатывающих и нефтехими- ческих предприятий предназначено для повышения безопасности эксплуатации, улавливания и возврата на переработку сбросов горючих газов и паров. В факельное хозяйство поступают: 1) по- стоянные сбросы из оборудования и коммуникаций, если их не- возможно использовать в технологических целях; 2) аварийные сбросы от предохранительных клапанов; 3) периодические сбросы 146
в период пуска технологического оборудования, остановки его на ремонт и т. п. Факельное хозяйство современных НПЗ и НХЗ со- стоит из общей факельной системы' предприятия, отдельных или специальных факельных систем для высокопроизводительных уста- новок (ЭП-300, АВТ-6, ЛК-6у и др.), специальных факельных систем для горючих токсичных газов, установки сбора факельных сбросов. При проектировании факельных систем следует руковод- ствоваться нормативными документами [61—63], а также литера- турными данными, в которых обобщен опыт проектирования и экс- плуатации факельных систем в различных отраслях промышлен- ности [47, 64]. - Проектирование факельных систем. В состав факельных си- стем входят: трубопроводы (коллекторы) сбросных газов; дренаж- ные устройства; факельные трубы (свечи) для открытого сжига- ния газа; огнепреградительные устройства; вспомогательные тру- бопроводы. Ответственным этапом проектирования факельных систем яв- ляется гидравлический расчет коллекторов факельного газа. Общее сопротивление факельной системы (от предохранительного клапа- на до устья факельной трубы) не должно превышать 50 кПа. Для обеспечения выполнения этого требования рекомендуется диамет- ры трубопроводов на различных участках факельной системы вы- бирать тайим образом, чтобы: 1) сопротивление факельного газо- провода на участке от предохранительного клапана до общезавод- ского коллектора на границе установки не превышала 15 кПа; 2) сопротивление общезаводского факельного коллектора от гра- ницы установки до факельного устройства не превышало 15 кПа; 3) сопротивление факельного устройства, включающего дренаж- ное устройство, гидрозатвор или огнепреградитель, факельную трубу (свечу) не превышало 20 кПа. При выполнении гидравли- ческих расчетов используются традиционные методики, содержа- щиеся, например, в [65, 66]. Важным элементом факельной системы является факельная труба (свеча), в устье которой происходит открытое сжигание га- зов и паров. Конструктивно факельные свечи выполняются: само- несущими; закрепленными на оттяжках; размещенными в метал- лической конструкции решетчатого или трубчатого типа. Для обеспечения эксплуатации и удобства обслуживания факельные трубы снабжаются дежурными (пилотными) горелками, горелоч- ным и запальным устройством, газостатическим затвором, устрой- ством для бездымного сжигания. При отсутствии факельных сбросов воздух за счет диффузии может проникнуть в факельную трубу, а через нее — в факельную систему, вызвать образование взрывоопасных смесей. Проникно- вение воздуха возможно также при создании в факельной трубе разрежения вследствие уменьшения объема газа, вызванного ох- лаждением горячих сбрасываемых газов. Для предотвращения проникновения воздуха предусматривают постоянную подачу в факельные трубы топливного, природного или инертного газа. Ско- 147
рость подачи топливного и природного газов должна быть не ме- нее 0,9 м/с, азота — не менее 0,7 м/с. Перед факельной трубой на трубопроводе сбросных газов про- ектируется установка огнепреградительных устройств, которые предотвращают распространение пламени из факельной свечи в факельную систему. Огнепреградительные функции выполняют про- мышленные огнепреградители и гидрозатворы. Практика эксплу- атации факельных систем НПЗ и НХЗ показала преимущества схемы с гидрозатвором. Величина столба затворной жидкости в гидрозатворах должна составлять 150—250 мм, слив жидкости должен производиться через сифон («утку») с разрывом струи. Гидрозатвор также предотвращает попадание воздуха в факель- ную систему. Проектирование установок сбора факельных сбросов. Для ути- лизации и возврата сбрасываемых в факельные системы паров и газов на повторную переработку в состав- НП-3 и НХЗ включаются установки сбора факельных сбросов. В эти установки входят от- бойники конденсата, газгольдеры, компрессорная и насосная. Объем отбойников конденсата определяют расчетом, исходя из данных о составе и величине сбросов в факельную систему. Иног- да для этой цели используют эмпирические, основанные на прак- тике эксплуатации соотношения. Например, принимают, что на каждые 6 млн. т/год перерабатываемой -нефти завод должен иметь один отбойник объемом 100 м3. Отбойники должны быть обору- дованы системой дистанционного контроля уровня. Из отбойников газ направляется в газгольдеры, являющиеся буферными емкостями перед компрессорами. Объем газгольдера выбирается таким, чтобы он мог в течение 5—10 мин принимать весь газ максимального факельного выброса. Для хранения газа применяют мокрые газгольдеры вместимостью 3—15 тыс. м3. Сле- дует иметь в виду, что в типовых проектах мокрых газгольдеров, которые проектировались для хранения азота и других невзрыво- опасных газов, ввод газа предусмотрен через приямок. В проекте газгольдеров для факельных газов необходимо предусматривать ввод газа через нижний пояс, что позволит предотвратить обра- зование взрывоопасных смесей в приямках, разместить вспомо- гательные узлы газгольдера (гидрозатворы, сливные баки, армату- ру) на отметках, близких к нулевым. Газ из газгольдеров поступает к компрессорам. Общую произ- водительность компрессоров рассчитывают, исходя из вместимости газгольдеров. Если в составе установки сбора факельных сбросов имеется один газгольдер, то часовая производительность компрес- соров принимается равной 50% вместимости газгольдера. В тех случаях, когда в составе факельного хозяйства предусмотрены два и более газгольдеров производительность компрессоров должна быть’не менее 30% общей вместимости газгольдеров. Контроль за сбросом в факельную систему. При проектирова- нии НПЗ и НХЗ следует предусматривать устройства, позволяю- щие контролировать сброс газов в факельные системы с отдель- 148
них объектов. К сожалению, до настоящего времени не разрабо- таны устройства, которые позволяли бы одновременно не только контролировать факт выброса, но и фиксировать его продолжи- тельность и величину. Однако системы, сигнализирующие о факте сброса, эксплуатируются на ряде предприятий. Показания прибо- ров, фиксирующих сброс, следует выводить в операторную факель- ного хозяйства. 5.8. СИСТЕМА СНАБЖЕНИЯ ТОПЛИВОМ Во многих технологических процессах на НПЗ и НХЗ исполь- зуются трубчат-ые печи, тепловая мощность которых колеблется от единиц до сотен мегаватт. Для обеспечения их бесперебойной ра- боты на заводах сооружаются системы снабжения топливом. В качестве топлива на НПЗ и НХЗ применяют газ, получаемый в качестве побочного продукта в основном производстве, и мазут, который на НПЗ получают при переработке нефти, а на НХЗ по- дают со стороны. На некоторых НПЗ и НХЗ в качестве топлива используются также природный и попутный газы, поступающие по магистральным газопроводам. Для применения природного и попутного газов в качестве топлива заказчик или проектировщик должен в установленном порядке получить разрешение Госплана СССР. Потребители используют либо один вид топлива, либо их ком- бинацию. Выбор того или иного вида топлива определяется, кон- струкцией печи, типом применяемых горелок, требованиями по за- щите окружающей среды, необходимостью в отдельных случаях использовать непосредственно на установке газ низкого давления или высоковязкий побочный продукт. Так, в частности, необходи- мо предусматривать сжигание в печах выхлопных газов от эжек- торных устройств, газа низкого давления на установках гидроочист- ки. Печи беспламенного горения и вертикальные цилиндрические печи в качестве топлива применяют только очищенный газ, при- чем для печей беспламенного горения очень важно обеспечить поддержание стабильности состава и теплоты сгорания газового топлива. Первым этапом проектирования системы топливоснабжения яв- ляется определение потребности в топливе. Расчет потребности осуществляется по данным проектов отдельных установок и произ- водств с учетом опыта эксплуатации. Следует учитывать, что пере- довые предприятия, борясь за экономию топлива, сумели значи- тельно снизить потребление'газа и мазута на многих технологи- ческих установках по сравнению с проектным. Определив потребность в топливе, проектировщик затем при- ступает к решению задачи удовлетворения этой потребности. Не- обходимо стремиться к максимально полному использованию газо- образного топлива, которое более полно сгорает и легко может быть очищено от серы. Лишь при дефиците газообразного топлива предусматривают додачу на установки жидкого топлива. 149
Снабжение жидким топливом. Для обеспечения потребителей жидким топливом на НПЗ и НХЗ проектируется специальное топ- ливное хозяйство, включающее резервуары, насосы и коммуника- ции. Объем резервуаров должен обеспечивать запас топлива, исхо- дя из суточной работы всех заводских печей’. Целесообразно пре- . дусматривать в топливном хозяйстве не менее трех стальных вер- тикальных резервуаров, один из которых служит для приема из- быточного топлива от потребителей, второй — для раздачи, а тре- тий — для отстоя между этими двумя операциями. Во избежание выброса продукта из резервуаров температура хранения мазута не должна превышать 80—90° С. Поскольку для обеспечения требуемой вязкости мазут марки 100 должен поступать к форсункам печей подогретым до температуры ПО—120°С, на тех- нологических установках следует предусматривать подогреватели мазута. Топливо подается в топливное хозяйство НПЗ из товарных пар- ков или узлов смешения, а в некоторых случаях поступает непо- средственно с установок первичной перегонки нефти. Нефтехими- ческие предприятия получают мазут, как правило, по трубопрово- дам с близлежащих нефтеперерабатывающих заводов.. Если такая возможность отсутствует, нужно проектировать узлы приема ма- зута по железной дороге со стороны, включающие железнодорож- ные эстакады и насосные для слива. Для раздачи топлива используются центробежные насосы, про- изводительность которых должна в 1,5—2 раза превышать расход топлива потребителями. На всасывающей линии насоса проекти- руется установка двух фильтров грубой очистки, а на нагнетатель- ной — двух фильтров тонкой очистки. Проектом должна быть пре- дусмотрена возможность отключения одного из фильтров для чист- ки без нарушения системы топливоснабжения. Снабжение отдель- ных потребителей топливом проектируется по кольцевой схеме. В зависимости от числа потребителей и их размещения на гене- ральном плане проектируется одно или несколько топливных колец. Снабжение газом. Углеводородные газы, полученные на техно- логических установках, должны направляться на газораспредели- тельные пункты (ГРП). В проектах следует предусматривать по- дачу газов на ГРП по самостоятельным коллекторам- с однотип- ных установок, редуцирование и смешение газов на ГРП с после- дующей выдачей газа потребителям под различным давлением. На территории предприятий проектируют прокладку нескольких кол- лекторов топливного газа: для печей беспламенного горения (0,5 МПа1, для прочих трубчатых печей (0,3 МПа), для столовых и лабораторий (0,005 МПа). Газообразное топливо, подаваемое в лаборатории и столовые, должно по качеству соответствовать тре- бованиям ГОСТ «Газ для коммунально-бытового снабжения», по- этому в проекте ГРП надо учитывать необходимость одорирова- ния этого газа, а также поддержания его теплоты сгорания на постоянном уровне. Поскольку обеспечить стабильность состава и теплоты сгорания топливного газа в заводских условиях затруд- 150
нительно, его в последнее время не применяют в бытовых целях. Для лабораторий и столовых проектируется снабжение сжижен- ным газом. Газ подается потребителям по тупиковой схеме. Для освобож- дения его от конденсата перед печами устанавливают газосепа- раторы и подогреватели. Газопроводы влажного топливного газа следует прокладывать с обогревающими спутниками и тепловой изоляцией, предусматривая отвод конденсата из нижних точек газопроводов в специальные дренажные емкости. При проектировании топливных систем необходимо уделять особое внимание стабилизации давления в них. Опыт эксплуата- ции показал, что зачастую давление в сетях топливного газа по- вышается и предприятия вынуждены сбрасывать избыток топлив- ного газа на факел. Для стабилизации давления в топливной сети могут быть предусмотрены следующие варианты: 1) сброс из- бытка топливного газа на‘заводскую ТЭЦ при условии сглажива- ния колебаний в подаче нефтезаводского газа природным газом; 2) поддержание постоянного давления путем сбрасывания избыт- ка топливного газа через регулятор давления в топливо, поступаю- щее на 2—3 установки (на этих установках следует предусмотреть смесительную емкость, в которую кроме сбрасываемого газа по- дается через регулятор давления природный газ, прямогонный газ или испаренный сжиженный газ); 3) система автоматического пе- рехода печей с жидкого топлива на газообразное и обратно. 5.9. ЛАБОРАТОРНЫЙ КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА Объем аналитического контроля. Для обеспечения нормальной эксплуатации НПЗ и НХЗ важное значение имеет своевременный и правильный аналитический контроль производства. Объем анали- тического контроля при проектировании заводов определяется на основании разделов «Аналитический контроль производства», со- держащихся в проектах технологических установок и технологи- ческих регламентах, выдаваемых для проектирования научно-ис- следовательскими институтами. Аналитический контроль осуще- ствляется с применением поточных анализаторов качества и по- средством лабораторных анализов. Поточные анализаторы качества рекомендуется, устанавливать прежде всего на технологических потоках, направляемых на ком- паундирование, и потоках с неуправляемыми технологическими параметрами. Подбор поточных анализаторов качества произво- дится по номенклатурным перечням НПО «Нефтехимавтоматика» и каталогам заводов-изготовителей Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления (Минприбора) СССР. В процессе проектирования необходимо тщательно контролиро- вать, налажен ли. серийный выпуск выбранных анализаторов ка- чества и обеспечивают ли они требуемую точность измерений. Организация лабораторного контроля. Для осуществления по- вседневного лабораторного аналитического контроля на предпри- 151
ятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленнос- ти предусматриваются специализированные подразделения, кото- рые подчиняются главному инженеру производственного объедине- ния (завода)) а в части функций отдела технического контроля (ОТК) —директору предприятия. На подразделения лабораторного аналитического контроля возлагается контроль качества сырья, полуфабрикатов, материалов, готовой продукции, контроль воз- душной среды и сточных вод. На предприятиях, строившихся в 1940—50-х годах, предусмат- ривались контрольные лаборатории для каждого цеха, и, кроме того, товарные (на товарно-сырьевой базе) и центральные лабо- ратории. Позднее вместо цеховых лабораторий проектировались контрольные лаборатории для отдельных блоков (топливного, мас- ляного) при сохранении товарных и центральных лабораторий. В связи с широким внедрением поточных анализаторов качеств ва количество лабораторных анализов заметно сократилось, и это позволило упростить структуру подразделений лабораторного контроля. На крупных нефтеперерабатывающих и нефтехимических производственных объединениях рекомендуется предусматривать две лаборатории: 1) лабораторию технического контроля (ЛТК), выполняющую функции лабораторного аналитического контроля производства и функции ОТК в части готовой продукции, и 2) цен- тральную лабораторию, выполняющую опытно-исследовательские работы и методическое руководство ЛТК. На средних и небольших НПЗ и НХЗ создается центральная заводская лаборатория (ЦЗЛ), которая осуществляет функции лабораторного контроля производ- ства, ОТК и ведет в небольшом объеме исследовательские работы. В зависимости от выполняемых функций в состав ЛТК и ЦЗЛ включают следующие лаборатории (группы): контрольные, товар- ные, газохроматографическую, газокаталитическую, моторных ис- пытаний, санитарную аналитическую и др. Для ЛТК и ЦЗЛ рекомендуется проектировать не более одно- го здания; в отдельных случаях допускается размещать лабора- тории, входящие в состав ЛТК в нескольких зданиях с учетом тер- риториального расположения обслуживаемых объектов. Отбор проб. Точки отбора проб должны быть определены в про- ектах технологических установок и объектов общезаводского хо- зяйства. Отбор проб товарной продукции осуществляется пробо- ТАБЛИЦА 5.4. Форма задания на № по пор. Продукты, подвергаемые анализу Контроль место отбора проб агрегат- ное состояние параметры среды в месте отбора состав смеси в месте отбора пробы, ?-о (масс.) или (об.) давление, МПа темпера- тура, °C 1 2 3 4 5 6 7 П р и м е я а н и е. Графы 11—14 заполняются только для товарно-сырьевых складов 152
отборщицей' лаборатории. Пробы текущей продукции отбираются в соответствии с графиком аналитического контроля оператором технологического объекта и собираются на границе установки в специальном шкафчике. Доставка проб в лабораторию осуществляется автотранспор- том, курсирующим по специальному графику. Проектирование заводских лабораторий. Разработка проектов лабораторий нефтеперерабатывающих и нефтехимических пред- приятий ведется специализированными проектными организациями н-а основании заданий, основным из которых является технологи- ческое задание на проектирование аналитического контроля про- изводства (табл. 5.4). В задании на проектирование лаборатории институт:генпроектировщик завода отражает также необходимые сведения, связанные с обеспечением лаборатории энергоресурсами, азотом, воздухом, топливным газом. К заданию должна быть при- ложена выкопировка из генплана с указанием места размещения лаборатории. Необходимо, чтобы в районе размещения отсутство- вали производственный шум и вибрация, было сведено к миниму- му количество вредных выбросов от других производств. Автор проекта лаборатории в свою очередь подготавливает и выдает генпроектировщику задание, в котором отражаются тре- бования по организации на НПЗ и НХЗ службы ведомственного метрологического надзора, а также указывается необходимый объем ремонтных и транспортных служб, используемых для обес- печения эксплуатации лабораторий. Проектирование лабораторий для НПЗ и НХЗ ведется в соот- ветствии с «Указаниями но проектированию лабораторий нефте- перерабатывающих и нефтехимических предприятий» и «Инструк- цией по проектированию зданий и сооружений научно-исследова- тельских учреждений. СН 495—77». Помещения лабораторий на НПЗ и НХЗ компонуются по функциональным и эксплуатационным признакам в отдельные зо- ны здания или отдельные блоки: блок лабораторных помещений, административный блок, блок экспериментальных мастерских, стеклодувная, блок моторных испытаний, санитарно-бытовой блок. В блоке лабораторных помещений размещаются: лаборатории общего назначения; специальные лаборатории (спектральная, хро- матографическая, лаборатория для работы с ртутью); весовые. проектирование аналитического контроля производства Контроль товарно-сырьевой продукции Дополни- тельные сведения наименование анализа, реко- мендуемый метод анализа (анали- зируемый на потоке показа- тель) число проб гост, ТУ количе- ство в год. тыс. т вид упа- ковки размер партии в сутки в смену 8 9 10 11 12 13 14 15 н цехов, отпускающих готовую продукцию потребителю. 153
ТАБЛИЦА 5.5. Рекомендации по способам Транспортируемая среда Внутрицеховые трубопроводы подземно наземно непосред- ственно в грунте в непроходных каналах на высо- ких оп эрах на эста- кадах необогре- ваемых обогре- ваемых Нефть и нефтепродукты застывающие ниже —35°С — — — + + •застывающие от 0°С до —35°С + + — + + застывающие выше 0°С с вязкостью не выше 20 сСт при 50°С для нагнетательных ли- ний — — — + + + + + + для всасывающих линий — — — + + + + + + застывающие выше 0°С с вязкостью выше 20сСт при 50°С - для нагнетательных ли- ний — — — + + + + + + для всасывающих линий — . — — + + + + + + Жидкие газы: углеводородные для нагнетательных ли- ний — — — + + + + + + для всасывающих линий — — — + + + + + + аммиак — — — + . + Жидкие реагенты: серная кислота — — — + + + + + + едкий натр, сода и — + + + + + + + + + + другие водные растворы фенол — — + + + + + + + бензол • — — + + + + + + + толуол, метилэтилкетон — — — + - + 154
прокладки технологических трубопроводов Межцеховые трубопроводы подземно наземно Примечания - непосред- ственно в грунте в непроходных каналах на низких опорах на высо- ких опорах на эста- кадах необогре- ваемых , обогре- ваемых + + + + + + + — + + + При необходимо- сти с изоляцией и обогревом — — — + + + ++ + + + + — + + + + ++ + — — — — — + 4-4- ++ + +++ — + + + ++ + ++ + — — — — — + ++ ++ + + + + + — — +++ + + + ++ + — — — + + +' — — — ++ + + + + '++ + — + + + + + + + +++ + + + — + +Ч + ++ + + + + + + + — ++ + + ++ + ++ + ++ + + + + + В грунте — только приемные линии 155
Транспортируемая средь Внутрицеховые трубопроводы подземно наземно непосред- ственно в грунте я неп.-сходных каналах на высо- ких )п >рах на эста- кадах । неоэогре- ваемых обогре- ва 2МЫХ Газы, воздух: углеводородный газ неосу- . 4- 4- + 4-4-4- шенный углеводородный газ сухой — — -I- - 4- инертный газ — — . — 4 4- сероводород — — — 4-4-4- 4-4-4- водород — — — + 4- факельные линии — — — 4-4-4- + 4- + Пар 4-4- + + + 4- 4 4- 4-4- Конденсат, горячая вода: от потребителей пара до + 4- 4-4- 4-4- + 4 4-4- крнденсатоотводчиков от конденсатоотводчиков 4- 4- + т до узлов захолаживания от насосов (напорные ли- + + 4-4- 4-4- 4-4- 4-4- НИИ) горячая вода + + 4-4- 4-4- 4-4- 4-4- химически очищенная вода + 4-4-4- + 4-4-4- 4-4-4- В аварийных трубопроводах: температура продукта + — — — — до 250°С температура продукта ниже — 4-4- — — — 250°С - Условные обозначения: — не применять; + применять без изоляции и обогрева; + + применять с тепло- 156
Окончание Межцеховые трубопроводы Примечания подзем.-.о лаземно непосред- ственно в грунте в непроходных каналах на низких опорах на высо- ких опорах на эста- кадах необогре- ваемых обогре- ваемых + — + + + + + + + + +. + — — + + + +++ +++ + — — + + + — — — ++ + ++ + +++ — — — - + + + — — — 4-4-4- + + + + + + + + + Ч- + + + + + + 4- 4- + + 4- + + + + + 4- 4- + + Наземно — при на- личии избыточ- ного давления + + + + + + + + + + + + ++ + + ++ ++ + + + 4- - + + ++ + + + + + + + + + + +.+ + + + + + — — — — — — + + — — — — - изоляцией; -Ц-f- применять с теплоизоляцией и обогревом. 157
Лаборатории оснащаются вытяжными шкафами, лабораторными столами, универсальными стендами, моечными раковинами. К ла- бораторным столам подводятся сжатый воздух, азот, топливный газ, вода, электропитание. В состав лаборатории включаются также расходные склады: помещения для хранения проб, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; расходный склад кислот и щелочей; расходный склад реактивов. Помещения для хранения проб, ЛВЖ и ГЖ отделяются от ос- тальных помещений лаборатории глухой, газонепроницаемой, не- сгораемой стеной и оборудуются отдельным выходом наружу или в коридор через тамбур-шлюз. Эти помещения предназначаются для хранения в течение суток рабочих проб и для хранения 2-3-су- точного запаса используемых в лаборатории ЛВЖ, ГЖ и горючих газов. Склады реактивов, кислот и щелочи размещают в первом этаже лабораторного корпуса. При разработке проектов общезаводского хозяйства нужно предусматривать централизованное снабжение лабораторий топ- ливным газом, азотом и воздухом. В.10. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ трубопроводы При помощи технологических трубопроводов осуществляется транспортирование по территории НПЗ и НХЗ жидких и газо- образных продуктов. Заводские трубопроводы подразделяются на внутри- и межцеховые. Внутрицеховые трубопроводы служат для связи между отдельными аппаратами, насосами, компрессорами, расположенными внутри установки или объекта общезаводского хозяйства. С помощью межцеховых трубопроводов осуществляется связь между технологическими установками, резервуарными пар- ками, общезаводскими насосными и т. д. При проектировании внутри- и межцеховых трубопроводов проектировщики-технологи определяют с помощью расчетов диа- метры труб и величину гидравлических сопротивлений, подготав- ливают рекомендации по способам прокладки трубопроводов и необходимости их изоляции: В обязанности проектировщика- монтажника входит механический расчет трубопроводов, выбор труб, соединительных устройств и арматуры для трубопроводов по каталогам и стандартам, разработка монтажных чертежей про- кладки трубопроводов. Для прокладки трубопроводов используются наземный и под- земный способы. При наземной прокладке трубопроводы разме- щаются на низких опорах или на многоярусных эстакадах, при подземной — в каналах и непосредственно в грунте (бес- канальная прокладка). Срок службы наземных трубопроводов примерно в 2,5 раза больше, чем подземных; поэтому всюду, где это возможно, рекомендуется применять наземную прокладку тру- 168
бопроводов. В табл. 5.5 приводятся полученные на основании опыта эксплуатации действующих НПЗ и НХЗ рекомендации по спосо- бам прокладки внутрицеховых и межцеховых трубопроводов. Г л ав а 6 ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН ЗАВОДА Генеральный план — часть проекта, в которой комплексно ре- шаются вопросы планировки, размещения зданий и вооружений, транспортных коммуникаций и инженерных сетей на территории НПЗ и НХЗ; в этой же части освещаются задачи, связанные с раз- мещением предприятия в промышленном узле. Разработка гене- рального плана представляет собой сложную задачу, требующую учета различных факторов. Важными проектными документами, разрабатываемыми при составлении этой части проекта, являются графические изображе- ния генерального и ситуационного планов завода. Чертеж плани- ровки территории, отведенной под строительство предприятия, на который в процессе проектирования наносят все здания и соору- жения, автомобильные и железные дороги, подземные и наземные трубопроводы, кабельные линии электроснабжения и связи и т. п., называется генеральным планом заврда. Генеральный план вы- полняется в масштабе, который зависит от размеров проектируе- мых сооружений. Генпланы НПЗ и НХЗ обычно разрабатываются в масштабах 1:500, 1:2000, 1:5000. 6.1. РАЗМЕЩЕНИЕ ЗАВОДА. СИТУАЦИОННЫЙ ПЛАН При проектировании новых нефтеперерабатывающих и нефте- химических заводов их следует, как правило, размещать в составе группы предприятий с общими объектами (промышленного узла), на территории, которая предусмотрена схемой или проектом рай- онной планировки, проектом планировки промышленного района. Для размещения завода выбираются земли несельскохозяйст- венного назначения или непригодные для сельского хозяйства. При отсутствии таких земель используются участки на сельскохозяй- ственных угодьях худшего качества. Поскольку НПЗ и НХЗ яв- ляются источниками загрязнения атмосферного воздуха, их сле- дует размещать по отношению к жилой застройке с учетом ветров преобладающего направления. Между промышленной зоной и жилым поселком предусматри- вается санитарно-защитная зона, размеры которой выбираются в соответствии с «Санитарными нормами проектирования промыш- ленных предприятий». В процессе выбора площадки различные варианты размещения завода наносятся на чертеж ситуационного плана. Кроме площа- док на ситуационном плане наносятся промышленные предприятия, 159
Рис. 6.1. Ситуационный план НПЗ: / — территория завода. 2 — административно-хозяйственная зона: 3 — ремонтно-механиче- ская база; 4 — база оборудования; 5 — зона расширения НПЗ; 6 —очистные сооружения; 7 — ТЭЦ; 8 — строительно-монтажная площадка ТЭЦ; 9— товарный парк сжиженных га- зов; 10 — железнодорожная станция; //-промыво-пропарочная станция; 12 — водозабор питьевой воды; /<3 — промышленный водозабор; 14 — пункт приема нефти; /5 —пруды-на- копители очищенных стоков. имеющиеся в районе; существующие населенные пункты и пло- щадка, намеченная для размещения заводского жилого поселка; железнодорожные пути и автомобильные дороги; трассы линий водопровода и канализации с указанием мест водозабора и пло- щадки для очистных сооружений; заводская ТЭЦ и трассы линий электро- и теплоснабжения; водоемы и водные пути; карьеры мест- ных строительных материалов. Ситуационный план составляется в масштабе 1 : 10 000 или 1 : 25 000. На рис. 6.1 приведен ситуационный план НПЗ. Рядом с площад- кой НПЗ находится заводская ТЭЦ, предусмотрена территория для расширения завода. В соответствии с действующими противо- пожарными нормами товарная база сжиженных газов удалена от основной промплощадки. На ситуационном плане изображены так- же пункт приема нефти, водозаборные сооружения питьевого и промышленного водоснабжения, железнодорожная станция. Насе- ленный пункт в данном случае находится на расстоянии свыше 5 км от заводской площадки и поэтому не изображен на плане. 6.2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА НПЗ И НХЗ При разработке генеральных планов НПЗ и НХЗ необходимо обеспечить наиболее благоприятные условия для производствен- ного процесса, рациональное и экономное использование земель- ных участков. В генеральных планах НПЗ предусматривается: функциональное зонирование территории с учетом технологичес- 160
ких связей, санитарно-гигиенических и противопожарных требо- ваний; рациональные инженерные связи внутри предприятия, а также между предприятием и жилым поселком; возможность осу- ществления строительства очередями или пусковыми комплексами; защита подземных вод и открытых водоемов от загрязнения сточ- ными водами и отходами. Следует также учитывать природные особенности района строительства (температуру воздуха и преоб- ладающее направление ветра, возможность больших снегоотложе- ний и т. д.). Важным показателем рациональности решения генерального плана является плотность застройки, представляющая собой отно- шение площади застройки к площади предприятия в пределах ограды. Площадь застройки определяется как сумма площадей, занятых зданиями и сооружениями всех видов, включая открытые технологические, санитарно-технические и энергетические установ- ки, эстакады, площадки погрузо-разгрузочных устройств, подзем- ные сооружения, склады. Глава СНиП П-89—80 «Генеральные планы промышленных предприятий» предусматривает, что плот- ность застройки НПЗ и НХЗ должна быть не ниже 46%. . Размещение технологических объектов на генплане должно от- вечать последовательности переработки сырья в технологическом потоке — от головного производства (АТ и АВТ на НПЗ, установ- ки пиролиза на НХЗ) к объектам приготовления и отгрузки товар- ной продукции. Технологические потоки при разработке генераль- ных планов направляют параллельно один другому и перпенди- кулярно направлению развития предприятия, что позволяет авто- номно развивать строящиеся и эксплуатируемые комплексы. Генеральный план НПЗ и НХЗ должен предусматривать деле- ние территории предприятия на зоны с учетом функционального назначения отдельных объектов. Зоны формируются таким обра- зом, чтобы свести к минимуму встречные потоки, обеспечить вы- полнение норм и правил техники безопасности и промышленной санитарии. На современных НПЗ и НХЗ выделяют следующие зоны: пред- заводскую, производственную, подсобную, складскую, сырьевых и товарных парков. В предзаводской зоне размещают заводоуправление, учебный комбинат, здравпункт или поликлинику, общезаводскую столовую, пожарное депо, газоспасательную станцию и т. п. Генеральный план предзаводской зоны приведен на рис. 6.2. В предзаводской зоне наряду с решением общей объемно-про- странственной композиции зданий следует предусматривать до- полнительные элементы благоустройства. Разделение корпусов в предзаводской зоне осуществляется по функциональным призна- кам. Заводоуправление блокируется с машиносчетной станцией и АТС, столовая — с учебным комбинатом. Здания пожарного депо, газоспасательной службы, поликлиники, проходной удалены от административного блока, так как они непосредственно связаны с основной транспортной магистралью, идущей на завод. 6-261 161
Рис 6.2. Генеральный план предзаводской зоны: / — заводоуправление с конференц-залом; 2 — машиносчетная станция и АТС; 3 — столо- вая; 4 — учебный комбинат; 5 — поликлиника; 6 — проходная с караульным помещением; 7 — пожарное депо и газоспасательная станция; 8 — навес для велосипедов;^ —-автобус- ная стоянка; /(/ — стоянка для автомобилей. Для создания оригинального архитектурного решения рекомен- дуется выделять отдельные объемы зданий, а здание заводоуправ- ления сооружать с повышенной этажностью. На рис. 6.3 приведено архитектурное решение предзаводской зоны одного из современных НПЗ. Проходные пункты предприятий следует располагать на рас- стоянии не более 1,5 км один от другого, поэтому на наиболее крупных НПЗ и НХЗ предусматривается несколько предзаводских зон в зависимости от числа входов и выходов. Производственная зона занимает 25—30% общей площади за- вода. В ней размещаются большинство технологических устано- вок предприятия, объекты общезаводского хозяйства (узлы обо- Рис. 6.3. Архитектурное решение предзаводской зоны НПЗ. 162
ротного водоснабжения, насосные станции систем канализации, трансформаторные подстанции, воздушная и азотная компрессор- ные, факельное хозяйство, лаборатория и т. д.). Основными прин- ципами построения этой зоны являются поточность прохождения продуктов, расположение объектов с учетом преобладающего на- правления ветров, использование рельефа. Подсобная зона предназначена для размещения ремонтно-меха- нических, ремонтно-строительных, тарных цехов и других зданий, а также сооружений подсобно-производственного назначения. Зон подсобных сооружений на генплане НПЗ и НХЗ может быть не- сколько, поскольку размещение подсобных сооружений зависит от тяготения к тем или иным прочим объектам и зонам. Например, гаражи, ремонтно-механические цеха, в которых занято большое количество производственного персонала, тяготеют к предзавод- ской зоне; где находятся остановки городского пассажирского транспорта; бытовые помещения и пункты питания располагают, в обособленных зонах с учетом радиуса обслуживания. В складской зоне находятся склады оборудования, смазочных масел, реагентное хозяйство. К этой зоне, для объектов которой требуются железнодорожные пути, тяготеют также объекты произ- водственного и подсобного назначения, для которых необходим железнодорожный транспорт: установки по производству битума, серы, серной кислоты, установка замедленного коксования. В зоне сырьевых и товарных парков размещают резервуарные парки легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, насосные щ железнодорожные зстзкяды, предназначенные для приема сырья и отгрузки товарной продукции. Зоны, для обслуживания которых необходим железнодорожный транспорт (складская, сырьевых и товарных парков), следует раз- мещать ближе к периферии завода с тем, чтобы сократить число железнодорожных вводов, уменьшить протяженность путей, свес- ти к минимуму пересечение железными дорогами инженерных се- тей и автодорог. При размещении на генплане энергоемких объектов следует максимально приближать их к источникам пароснабжения (ТЭЦ, котельным) с тем, чтобы сократить протяженность магистральных паропроводов. Размещение на генеральном плане технологических установок должно обеспечить поточность процесса, свести к минимуму про- тяженность технологических коммуникаций, исключить по возмож- ности встречные потоки. При разработке компоновки технологичес- ких установок аппаратура и внутрицеховые трубопроводы разме- щаются таким образом, чтобы обеспечить вход сырья и выход го- товой продукции с одной стороны. Располагая установку на ген- плане, стремятся к тому, чтобы вход сырья и выход продукции находился со стороны коммуникационного коридо'ра. Строительство НПЗ и НХЗ ведется комплексами, в состав ко- торых включаются одна или несколько технологических установок и объекты общезаводского хозяйства. При компоновке генераль- 6* 163
ного плана следует стремиться к тому, чтобы объекты одного пус- кового комплекса размещались в наименьшем числе кварталов. Необходимо размещать объекты к кварталах таким образом, что- бы обеспечивалась комплексная застройка заводских кварталов и не приходилось неоднократно возвращаться к сооружению объ- ектов в ранее застроенных кварталах. Производственные, вспомогательные и складские здания при проектировании НПЗ и НХЗ рекомендуется объединять в более крупные во всех случаях, когда такое объединение допустимо по технологическим, строительным, санитарно-гигиеническим и про- тивопожарным нормам. Расположение зданий и сооружений на генплане должно исключить распространение вредных выбросов, способствовать эф- фективному сквозному проветриванию промплощадки и межцехо- вых пространств. Территория нефтеперерабатывающих и нефтехимических пред- приятий при проектировании разбивается сеткой улиц на кварта- лы, имеющие, как правило, прямоугольную форму. Размеры квар- талов назначаются в зависимости от габаритов технологических установок, однако площадь каждого квартала не должна превы- шать 16 га. Длина одной из сторон квартала не должна быть более 300 м. Расстояние между объектами, расположенными в соседних кварталах, следует принимать не менее 40 м. При проектировании необходимо обеспечивать хорошую про- ветриваемость кварталов, избегать строительства внутри кварта- лов зданий П-, Ш- и Т-образной конфигурации. Ширину улиц и проездов НПЗ и НХЗ определяют с учетом тех- нологических, транспортных, санитарных и противопожарных тре- бований, размещения инженерных сетей и коммуникаций. Наименьшие расстояния между зданиями, наружными установ- ками и сооружениями предприятия, регламентированы «Противо- пожарными нормами проектирования предприятий, зданий и со- оружений нефтеперерабатывающей и нефтехимической промыш- ленности. ВНТП-28—79/Миннефтехимпром СССР». Используемый при проектировании современных НПЗ и НХЗ секционно-блочный метод компоновки генерального плана преду- сматривает объединение в блоки установок, на которых осущест- вляются одноименные процессы. Так, на двух НПЗ, строительство которых было начато в 1960—65 г. г., все установки первичной перегонки расположены в одну линию вдоль продоль- ной оси и занимают группу кварталов, разместившихся в непосредственной близости от ограды предприятия. Следующую линию кварталов занимают уста- новки каталитического риформинга, также размещенные в соседних кварталах вдоль продольной оси. Далее располагаются установки гидроочистки, произ- водства масел, серы. На другом предприятии, генплан которого приведен на рис. 6.4, в одну линию вдоль продольной оси размещены две комбинирован- ные установки по переработке нефти типа ЛК-6у; в следующей линии распо- ложены установки вторичной ’переработки, автоматическая станция приготовле- ния товарной продукции, узлы оборотного водоснабжения и другие объекты производственной зоны. В восточной части завода к этой зоне примыкают 164
Рис. 6.4. Генеральный план НПЗ: 1 — комбинированные установки по переработке нефти; 2 —‘установки вторичной перера- ботки: а — товарные парки1. 4 — парки нефти-. 5 — узлы оборотного водоснабжения; 6 — ав- томатические станции смешения; 7 — ремонтно-механическая база; д — база оборудования: у rnati»' I л <+> о rru ила vrtQa^t^Tnp- /1 — ж рдрзно дооож ныр. няливные эста- кады; 12 — товарные насосные; 13 — топливное хозяйство; 14 — реагентное хозяйство; 15 — воздушные компрессорные; 16 — заводоуправление. подсобная и складская зоны, в которых находятся ремонтно-механический цех, база оборудования дирекции. Третью и четвертую линии составляют товарные и сырьевые парки. 6.3. ИНЖЕНЕРНЫЕ СЕТИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРУБОПРОВОДЫ По территории НПЗ и НХЗ прокладывается значительное чис-1 ло технологических трубопроводов и инженерных сетей (линий электропередачи, сетей водопровода и канализации, кабельных сетей автоматики и КИП). При разработке генерального плана должно быть обеспечено прохождение инженерных сетей по крат- чайшему направлению и разделение их по назначению и способам прокладки. Технологические трубопроводы и инженерные сети размещают в полосе, расположенной между внутризаводскими автодорогами и границами установок, а также в коридорах внутри кварталов. Как уже указывалось, существуют различные способы проклад- ки коммуникаций: подземный, наземный в лотке, наземный на шпалах, эстакадный. 165
При прокладке трубопроводов на эстакадах в проекте необхо- димо предусматривать возможность' размещения на конструкциях эстакад дополнительных трубопроводов, которые появятся при расширении предприятий и строительстве последующих очередей. В целях экономии территории магистральные эстакады наземных трубопроводов в производственной зоне проектируются многоярус- ными с учетом возможности их последующего использования. При прокладке сетей на низких опорах трубопроводы объеди- няют в пучки шириной не более 15 м. Если для ремонта трубопро- водов используется кран, устанавливаемый на автомобильной до- роге, то конкретная ширина пучка трубопроводов определяется длиной стрелы крана. В тех случаях, когда сети на низких опорах расположены вне зоны доступности крана, движущегося по авто- дороге, для движения автокранов и пожарных машин предусмат- ривается свободная полоса шириной в 4,5 м вдоль пучка трубо- проводов. Для пересечения технологических трубопроводов, раз- мещенных на низких опорах, с внутризаводскими автодорогами проектируются специальные железобетонные мосты. Ширина по- лосы, в которой размещены трубопроводы на низких опорах, должна обеспечивать возможность прокладки дополнительных трубопроводов при расширении завода. Для прокладки электрических кабелей от источников питания (ТЭЦ, главной понизительной подстанции) до потребителей про- ектируются самостоятельные кабельные 'эстакады с проходными мостиками обслуживания. Кабельные эстакады размещают вдоль дорог со стороны, противоположной стороне прокладки эстакад технологических трубопроводов. При пересечении электрокабель- ных' эстакад с наземными трубопроводами нефти и нефтепродук- тов электрокабельные эстакады размещают ниже технологических трубопроводов и предусматривают в местах пересечения глухое огнестойкое покрытие, защищающее электрические кабели. Совмещение кабельных эстакад с эстакадами технологических трубопроводов считается допустимым, если число кабелей не пре- вышает 30. Подземные сети и коммуникации укладываются по возможности в одну траншею с учетом сроков ввода в эксплуатацию каждой сети и нормативно установленных расстояний между трубопрово- дами. 6.4. ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПЛАНИРОВКА. ВОДООТВОД С ПЛОЩАДКИ Задачей вертикальной планировки территории предприятия яв- ляется приведение рельефа площадки в соответствие с проектом с учетом высотного размещения зданий и сооружений. Вертикальная планировка решает различные технологические и строительные задачи: обеспечение такого высотного расположе- ния зданий и сооружений, при котором создаются наилучшие тран- спортные условия; создание условий для быстрого сбора и отвода 166
атмосферных вод с площадки; организация рельефа и систем ка- нализации, обеспечивающая быстрый отвод и сбор аварийно раз- лившихся нефтепродуктов в наиболее безопасные места, а также быстрое удаление воды, использовавшейся для пожаротушения. Применяются следующие системы вертикальной планировки: сплошная, выборочная, смешанная или зональная. При сплошной системе планировочные работы выполняются по всей территории предприятия, при выборочной предусматривается планировка толь- ко тех участков, где располагаются здания и сооружения. При смешанной системе планировки часть территории завода планируется выборочно,-а часть — по системе сплошной плани- ровки. Действующие нормативы предусматривают, что на предприя- тиях с плотностью застройки более 25%, а также при большой насыщенности промышленной площадки дорогами и инженерными сетями следует,применять систему сплошной вертикальной плани- ровки. Руководствуясь этим требованием, на современных НПЗ и НХЗ вместо распространенной прежде смешанной системы приме- няют, как правило, сплошную вертикальную планировку. Ранее считалось, что наиболее экономичной является разра- ботка вертикальной планировки с полным балансом выемок и на- сыпей по заводу. Опыт показал, что зачастую по условиям строи- тельства работы по сооружению отдельных насыпей и выемок не совпадают; стремление сбалансировать объемы земляных работ в ряде случаев приводило к необоснованному увеличению высоты фундаментов под сооружения, ухудшению условий прокладки се- тей. Основными критериями рациональности вертикальной планиров- ки в настоящее время считаются: обеспечение удобства техноло- гических связей, улучшение условий строительства и заложения фундаментов. - При проведении вертикальной планировки необходимо преду- сматривать снятие (в насыпях и выемках), складирование и эффек- тивное временное хранение плодородного слоя почвы, который затем используется по усмотрению органов, предоставляющих в пользование земельные участки. Принимают следующие уклоны поверхности площадки завода: Для глинистых грунтов 0,003—0,05 Для песчаных грунтов 0,03 Для легко размываемых грун- ' 0,01 тов Для вечномерзлых грунтов 0,03 Резервуарные парки и отдельно стоящие резервуары с легко- воспламеняющимися и горючими жидкостями, сжиженными газа- ми и ядовитыми веществами располагают, как правило, на более низких отметках по отношению к зданиям и сооружениям. В со- ответствии с. требованиями противопожарных норм эти резервуары обносят земляными валами или несгораемыми стенами. 167
Проектируя вертикальную планировку площадки, необходимо обеспечить, чтобы уровень полов первого этажа зданий был не менее, чем на 15 см, выше планировочной отметки примыкающих к зданию участков. Для отвода поверхностных вод и аварийно разлившихся нефте- продуктов применяется смешанная система открытых ливнестоков (лотков, кюветов, водоотводных канав) и закрытой промливневой канализации. Закрытая канализация используется на участках по- вышенной пожарной опасности нефтеперерабатывающих заводов и на нефтехимических производствах. Поверхностные воды (дож- девые и талые) с территории предприятий направляются в пруды- накопители. 6.5. ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ При разработке проекта генерального плана промышленной площадки детально прорабатываются вопросы внешнего и внутрен- него транспорта. Внешним транспортом НПЗ и НХЗ являются же- лезные и автомобильные дороги, связывающие предприятия с пу- тями сообщения общего пользования; к внутреннему транспорту относятся транспортные устройства, расположенные на территории завода. Особенностью НПЗ и НХЗ является полное отсутствие внутри- заводских железнодорожных перевозок. Железнодорожные пути используются только для отгрузки готовой продукции и приема реагентов, тары, а в отдельных случаях — сырья. Поэтому сеть же- лезных дорог на территории предприятий по возможности концен- трируют, группируя на генеральном плане объекты, которые обслу- живаются железной дорогой. Чтобы создать условия бесперегрузочного выхода на общесо- юзную сеть железных дорог, железнодорожные пути НПЗ и НХЗ проектируются с шириной колеи 1520 мм (нормальная колея). Проектирование внутреннего железнодорожного транспорта на НПЗ и НХЗ вёдется на основании СНиП П-46—75 «Промышлен- ный транспорт». Внутризаводские автодороги в зависимости от назначения под-1 разделяются на магистральные, производственные, проезды и подъ- езды. Магистральные дороги обеспечивают проезд всех видов тран- спортных средств и объединяют в общую систему все внутриза- водские дороги. Параметры магистральных автодорог (ширина проезжей части и обочин, конструкция покрытия, радиусы пово- ротов и т. п.) должны обеспечивать возможность проезда монтаж- ных кранов и механизмов, подвоз крупногабаритных и тяжелых аппаратов и конструкций. Производственные дороги служат для связи цехов, установок, складов и других объектов предприятия между собой и магистраль- ными дорогами. По этим дорогам перевозятся грузы основного про- изводства и строительные грузы. Проезды и подъезды обёспечи- 168
вают перевозку вспомогательных и хозяйственных грузов, проезд пожарных машин. Число полос движения, ширина проезжей части и обочин зем- ляного полотна выбирается в соответствии с назначением дорог и грузонапряженностью. Наибольшая интенсивность движения, при- ходящаяся на одну полосу проезжей части внутризаводских дорог, не. должна превышать 250 автомобилей в час. Как правило, дороги предусматриваются с одной общей проезжей частью. Внутризаводские дороги проектируются, как правило, прямо- линейными, схема дорог на заводе может быть кольцевой, тупико- вой или смешанной. Расстояние от внутризаводской автодороги или проезда до со- оружений и зданий, в которых находятся производства категорий А, Б, В и Е должно быть не менее 5 м. В пределах обочины вну- тризаводских автодорог допускается прокладка сетей противопо- жарного водопровода, связи, сигнализации, наружного освещения и силовых электрокабелей. На НПЗ и НХЗ сооружаются, как правило, дороги загородного профиля, их земляное полотно приподнято над прилегающей тер- риторией и служит в районе товарно-сырьевой базы вторым об- валованием. Целесообразно, чтобы планировочные отметки проез- жей части автодорог были не менее, чем на 0,3 м, выше, планиро- вочных отметок прилегающей территории. При выборе типа дорожных покрытий следует руководствовать- ся условиями периода строительства — применять, надежные типы капита дьных. покрытий . 6.6. БЛАГОУСТРОЙСТВО И ОЗЕЛЕНЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЛОЩАДКИ Задачей благоустройства промышленной площадки НПЗ и НХЗ является создание условий работы, уменьшающих влияние вред- ных веществ, придающих предприятию опрятный вид. К элемен- там благоустройства относятся тротуары, зеленые насаждения, архитектура малых форм. Тротуары предусматриваются вдоль всех магистральных и про- изводственных дорог независимо от интенсивности пешеходного движения. Вдоль проездов и подъездов тротуары нужно проекти- ровать только в тех случаях, когда интенсивность движения пре- вышает 100 человек в смецу. Ширина тротуара зависит от интен- сивности пешеходного движения. При интенсивности движения ме- нее 100 человек в час в обоих направлениях ширину тротуара при- нимают равной 1 м. При большей интенсивности определяют чис- ло полос движения по тротуару из расчета 750 человек в смену на одну полосу движения и затем проектируют тротуар из нескольких полос шириной 75 см каждая. Тротуар, размещенный рядом с автодорогой, должен быть от- делен от нее разделительной полосой шириной 80 см. 199
Следует избегать пересечения путей массового прохода рабо- тающих с железной дорогой. В случае появления таких пересече- ний переходы в одном уровне необходимо оборудовать светофора- ми и звуковой сигнализацией. Зеленые насаждения на территории НПЗ и НХЗ состоят из деревьев, кустарников высотой 1,0—1,5 м, газонов и цветников. Деревья и кустарники высаживают только в районе бытовых по- мещений, столовых, здравпунктов, лабораторий, объектов админи- стративно-хозяйственного назначения и т. п. Следует учитывать, что при разрастании зеленых насаждений снижается возможность проветривания территории, поэтому между насаждениями нужно устраивать разрывы для проветривания. Площадь участков, предназначенных для озеленения в преде- лах ограды предприятия, определяют из расчета не менее 3 м2 на одного работающего в наиболее многочисленной смене. Предель- ный размер участков, предназначенных для озеленения, не дол- жен, однако, превышать 15% площадки предприятия. Для озеленения территории НПЗ и НХЗ рекомендуется приме- нять деревья и кустарники лиственных пород, устойчивых к вред- ным выделениям. Не следует использовать при озеленении де- ревья, выделяющие при цветении хлопья, волокнистые вещества и опушенные семена. Расстояние от зданий и сооружений до зеленых насаждений должно быть не менее 5 м, если по условиям охраны предприятий не требуется большего расстояния от ограждения. Для отдыха и гимнастических упражнений работающих на тер- ритории НПЗ и НХЗ предусматриваются благоустроенные площад- ки, размер которых определяется из расчета не более 1 м2 на одно- го работающего в наиболее многочисленной смене. Размещаемые в предзаводской зоне объекты административно- хозяйственного назначения рекомендуется защищать от вредного влияния паров, газов, пыли полосой зеленых насаждений. 6.7. ОХРАНА ПРЕДПРИЯТИЯ Задачей охраны НПЗ и НХЗ является предупреждение про- никновения на территории предприятия посторонних лиц,контроль за въездом и выездом транспорта, ввозом и вывозом материалов, оборудования, продукции и т. п. Территория НПЗ и НХЗ обносится оградой из несгораемых материалов. Для пропуска людей устраиваются контрольно-про- пускные пункты, а для проезда железнодорожного и автомобиль- ного транспорта — проездные пункты, оборудованные механически открывающимися воротами с дистанционным управлением. У про- ездных пунктов устанавливаются постовые будки. Между ограждением и внутризаводскими объектами (установ- ками, зданиями и сооружениями, обвалованиями резервуарных парков) должна быть предусмотрена свободная территория, обес- печивающая возможность свободного проезда пожарных автомо- 170
билей и создания охранной зоны; ширина этой зоны должна быть не менее 10 м. Надежность охраны предприятия обеспечивается охранным ос- вещением, предназначенным для того, чтобы создать необходимую освещенность подступов к заводу. Одновременно с устройством ограждения по периметру НПЗ и НХЗ «необходимо предусматри- вать охранную сигнализацию. Применением охранной сигнализа- ции обеспечивается постоянный автоматический контрольна охра- няемыми объектами, подача сигналов тревоги в пункт охраны с указанием мест нарушения. 6.8. ТИТУЛЬНЫЙ СПИСОК ОБЪЕКТОВ ПРЕДПРИЯТИЯ Одновременно с генеральным планом составляется титульный список объектов НПЗ и НХЗ. В Титульном списке перечислены все здания и сооружения предприятия, внутриплощадочные и внепло- щадочные сети, указаны кварталы, в которых размещаются установки и цеха, объекты общезаводского хозяйства. Если строительство завода ведется очередями, то целесообразно указы- вать, к какой очереди строительства относится объект. Для удоб- ства пользования генеральным планом и титульным списком всем объектам завода, в том числе и сетям, рекомендуется присваивать числовые обозначения. Желательно, чтобы индексация объектов отражала принадлежность данного объекта к той или иной группе (установкам, общезаводскому хозяйству). Титульный список сос- тавляется в начальный период проектирования завода и затем корректируется при разработке проектов расширения и реконструк- ции предприятия. Г л а в а 7 ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ « 7.1. ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ Основные потребители тепловой энергии. На современных НПЗ и НХЗ тепловая энергия расходуется в виде пара и горячей воды. Значительное количество пара используется на технологические нужды: подается в ректификационные колонны (для снижения температуры кипения продукта), в нагреватели и кипятильники (для подогрева продукта), в пароструйные эжекторы (для созда- ния вакуума). Пар применяется в приводах компрессоров и насо- сов, используется для обогрева трубопроводов и емкостей, шка- фов приборов КИПиА и импульсных линий. Периодически пар потребляется при подготовке оборудования к ремонту и в проти- вопожарных целях. 171
Горячая вода применяется для горячего водоснабжения и ото- пления, для нагрева нефтепродуктов, обогрева трубопроводов и лотков. При проектировании технологических установок и объектов общезаводского хозяйства следует стремиться к сокращению ис- пользования пара там, где это представляется возможным. Так, в частности, не рекомендуется применять насосы и компрессоры с паровым приводом — этот вид привода имеет низкую эффектив- ность; при использовании пара для привода поршневых насосов образуется значительное количество трудно утилизируемого за- грязненного нефтепродуктами пара низких параметров (так на- зываемого «мятого пара»). При проектировании обогрева трубопроводов внутри устано- вок и на межцеховых коммуникациях также следует избегать при- менения пара. Пар допускается использовать только для обогрева вязких продуктов с высокой температурой застывания (мазуты, битумы, тяжелые смолы). Рекомендуется использовать горячую воду вместо пара для обогрева емкостей и резервуаров. На предприятиях, строившихся в 1950-х годах и ранее, пар при- менялся для нужд горячего водоснабжения и отопления. В насто- ящее время системы теплофикации проектируются только с исполь- зованием горячей воды. Применение горячей воды более удовлет- воряет гигиеническим требованиям, создает возможность осуще- ствить централизованное качественное регулирование отпуска теп- ла, позволяет проще присоединиться к тепловым сетям. Широкое применение горячей воды дает возможность использовать низко- потенциальную теплоту «мятого пара», парового конденсата и т. п. Параметры теплоносителей. При разработке проектов НПЗ и НХЗ предусматривается прокладка коллекторов пара трех-четырех параметров. Пар давлением 11,5 МПа используется только на нефтехимических заводах; он подается в турбины, которые явля- ются приводами компрессоров на установках пиролиза. Пар дав- лением 2,5—4,0 МПа применяется для турбинного привода ком- прессоров и для нагрева продуктов выше 160°С, если нецелесооб- разно осуществлять огневой подогрев или подогрев с применением промежуточных теплоносителей.. Наиболее широко используется на НПЗ и НХЗ пар давлением 1,0—1,3 МПа, подвод которого предусмотрен проектами практи- чески всех технологических установок. Пар давлением 0,2—0,7 МПа предназначается для обогрева кипятильников на установ- ках и в блоках газоразделения, для пожаротушения и обогрева трубопроводов и оборудования. В тех случаях, когда потребителям необходим пар более низ- ких параметров, чем предусмотрено в проекте завода, для объек- та-потребителя проектируется редукционно-охладительное устрой- ство (РОУ), которое снижает температуру и давление пара. Для современных НПЗ предусматривают две системы горячего теплоснабжения. Одна из этих систем (вода промтеплофикации) служит для обогрева технологических аппаратов и трубопроводов, 172
нагрева химочищенной воды перед деаэратором, выработки холода абсорбционно-холодильными установками. Вторая система (теп- лофикационная вода) используется только для нужд отопления и вентиляции. Использование промтеплофикационной воды для ото- пления и вентиляции недопустимо, исходя из условий техники без- опасности. Промтеплофикационная и теплофикационная вода при- меняются с температурным графиком 150—70°С. или 130—70°С. Для более полной утилизации теплоты при проектировании новых НПЗ повышают начальную температуру теплофикационной воды. Снижение температуры до необходимой величины осуществляется в элеваторных узлах на вводе в здание. Источники тепловой энергии. Источниками тепловой энергии для НПЗ и НХЗ являются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), а так- же котельные и установки по использованию вторичных энерго- ресурсов. ТЭЦ, как правило, принадлежат Министерству энерге- тики и электрификации (Минэнерго) и проектируются организа- циями этого министерства. Задания на проектирование ТЭЦ вы- даются при участии проектировщиков нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов. Для того, чтобы составить задание на проектирование ТЭЦ, необходимо провести расчет потребности в паре и горячей воде для каждой технологической установки и каждого объекта общезаводского хозяйства, выявить количество пара и горячей воды, которое может быть получено с помощью котлов-утилизаторов. Следует определить потребность завода в химически очищенной воде (ХОВ), которая расходуется для пита- ния котлов-утилизаторов и для технологических нужд. Поскольку экономически целесообразно организовать централизованное про- изводство ХОВ при ТЭЦ, необходимо учесть всех потребителей этой воды. При подготовке задания оценивается также количество и каче- ство конденсата, получаемого на предприятии, а также доля воз- вращаемого на ТЭЦ конденсата в процентах от общего количества' пара, поступающего с ТЭЦ. При оценке экономической и технической целесообразности сбора и возврата конденсата следует учитывать, что взамен кон- денсата, не возвращенного потребителям, к питательной воде кот- лов ТЭЦ должно быть добавлено такое же количество свежей воды. Свежую воду необходимо тщательно готовить перед подачей в котлы (подвергать химической очистке, обессоливанию). Затра- ты на подготовку свежей воды значительно выше, чем на очистку конденсата. Следует также иметь в виду, что потребителю (НПЗ или НХЗ) возвращается стоимость тепловой энергии, содержащей- ся в конденсате, передаваемом на ТЭЦ. В задании, выдаваемом на проектирование ТЭЦ, следует ука- зать: 1) потребление пара и горячей воды различных параметров летом, зимой и за год в целом; 2) потребление химочищенной воды для котлов-утилизаторов и технологических нужд в различные пе- риоды года; 3) потребление конденсата для технологических це- лей; 4) предполагаемое количество возвращаемого конденсата. 173
При выдаче задания должны быть учтены потребители как пер- вой, так и последующих очередей строительства завода. Необхо- димо принимать во внимание, что для первоначального пуска уста- новок, которые затем будут использовать пар от утилизационных устройств, нужно подать пар со стороны (от ТЭЦ). На одном из нефтехимических заводов была построена крупнотоннажная установка пиролиза. Схемой установки было предусмотрено получение в зака- лочно-испарительном аппарате пара давлением 11,5 МПа, который после пере- грева в отдельно стоящем пароперегревателе намечалось использовать в паро- вой турбине, являющейся приводом компрессора. Однако авторы проекта уста- новки не предусмотрели подачу пара 11,5 МПа со стороны на период пуска. Это привело к значительным затруднениям в начальный период эксплуатации и стало причиной многомесячной задержки вывода установки на проектные показатели. При разработке генерального плана промрайона следует мак- симально приближать ТЭЦ к НПЗ (НХЗ), располагая со стороны наиболее энергоемких производств. Желательно, чтобы направле- ния расширения ТЭЦ и предприятия совпадали. Проектирование тепловых сетей. Тепловые сети условно делятся на внешние (от ТЭЦ до предприятия) и внутренние (проложенные по территории завода). В свою очередь внутренние сети подраз- деляют на межцеховые и внутрицеховые. В зависимости от вида теплоносителя тепловые сети НПЗ подразделяются на паровые, во- дяные и сети сбора и возврата конденсата. Диаметры тепловых сетей рассчитывают по допустимым скоро- стям движения и допустимым перепадам давления. Для прибли- женных расчетов рекомендуются следующие примерные скорости движения (в м/с): Пар в трубопроводах среднего диа- метра: перегретый <50 насыщенный <35 Пар в трубопроводах большого диа- метра: перегретый <80 насыщенный <60 Конденсат самотечный 0.2 » охлажденный (от наСоса) 1.2 Паровые сети на предприятиях могут быть запроектированы по радиальной (тупиковой) и кольцевой схеме. Болёе надежное двух- стороннее снабжение паром объектов завода обеспечивается при- менением кольцевой схемы. Между ТЭЦ и заводом рекомендуется предусматривать не менее двух магистральных паропроводов, рас- считывая каждый на пропуск не менее 70% потребляемого заводом пара. Для снижения стоимости строительства рекомендуется проек- тировать прокладку тепловых сетей совместно с технологическими трубопроводами на общих эстакадах или низких опорах. Трубо- проводы пара и воды должны быть проложены с уклоном, чтобы обеспечить возможность опорожнения и дренажа трубопроводов. 174
Рис. 7.1. Расчетная схема для гидравлического расчета .трубопроводов водяных тепловых сетей: А, Б, В, Г — потребители теплоты; ТЭЦ-/,' 1-А, 1-2, 2-Б, 2-3, 3-В, 3-Г — расчетные участки. Дренаж паропроводов по.постоянной схеме проводится черед специальные дренажные устройства, которые устанавливаются пе- ред вертикальными подъемами и через определенное расстояние на прямых участках. Конденсат через конденсатоотводчики направ- ляется в сборный конденсатопровод. Для пускового дренажа пре- дусматривают штуцеры с запорной арматурой. Конденсат, обра- зующийся при прогреве паропроводов от точек пускового дренажа сбрасывается наружу. Для дренажа трубопроводов горячей во- ды и конденсатопроводов следует предусматривать спускники (устройства для спуска воды из нижних точек) и воздушники (устройства для выпуска воздуха из верхних точек). При выборе диаметра спускника нужно обеспечить спуск воды из дренируемого участка не более чем за 5 ч. При проектировании тепловых сетей необходимо провести по- дробные расчеты: гидравлический, на прочность и компенсацию температурных удлинений. Гидравлический расчет позволяет определить диаметры трубо- проводов, потери давления (напора) и конечные параметры тепло- носителя. Выполнение гидравлического расчета начинается с сос- тавления расчетной схемы. Трубопроводы делят на расчетные уча- стки. В качестве расчетного принимают участок между двумя от- ветвлениями. Для паропроводов большой протяженности без от- ветвлений длина расчетного участка составляет 300—500 м. На рис. 7.1 приведена расчетная схема трубопроводов. Паропроводы рассчитывают методом последовательных прибли- жений, учитывая изменение состояния пара в результате падения давления при движении по паропроводу и падение температуры за счет потерь теплоты в окружающую среду. Задавшись средними температурой и плотностью' пара на участке, определяют конеч- ные параметры. Если полученные после определения конечных па- раметров средние температура и давление будут отличаться от Принятых предварительно, необходимо повторять расчет. 175
Трубопроводы и арматуру следует выбирать, исходя из пара- метров (давления и температуры) пара у источника пароснабже- ния (ТЭЦ, котельной) независимо от значения этих параметров на расчетном участке. При гидравлическом расчете водяных тепловых сетей удельные потери давления на трение не должны превышать: для коллекто- ров— 80 Па/м, для ответвлений — 300 Па/м. В расчетах напорных конденсатопроводов удельные потери давления на трение должны быть не выше 100 Па/м. При выполнении расчета самотечных конденсатопроводов не- обходимо вводить поправочный коэффициент, который учитывает увеличение потери давления при транспортировании пароводяной смеси. Коэффициент зависит от плотности пароводяной смеси, а плотность определяется разностью между давлениями перед кон- денсатоотводчиком и в конце расчетного участка трубопровода пароводяной смеси. Для того чтобы определить давление и располагаемый напор в любой точке сети, строят пьезометрический график, на котором в масштабе наносятся рельеф местности, высота присоединяемых зданий, напор сети. Пьезометрический график строят после вы- полнения гидравлических расчетов трубопроводов по расчитанным величинам падения давления на участках сети. Пьезометрические графики позволяют правильнее выбрать схему присоединения потребителей теплоты. На основании пьезометрического графика с целью правиль- ного распределения теплоты между отдельными потребителями устанавливают на ответвлениях от магистрали ограничительные диафрагмы («шайбы»). После пуска тепловой сети правильность расчетов проверяется замерами, затем при необходимости вно- сятся коррективы. Сбор, очистка и возврат конденсата. При проектировании НПЗ и НХЗ следует предусматривать сбор, очистку и возврат парового конденсата в источники пароснабжения (ТЭЦ, котельные). В со- став системы сбора, очистки и .возврата конденсата включают: узлы сбора конденсата у потребителей; трубопроводы, транспорти- рующие конденсат от потребителей к конденсатным станциям; конденсатные станции с блоками очистки конденсата; трубопро- воды, транспортирующие конденсат к источникам пароснабже- ния. Существуют открытые и закрытые системы сбора конденсата. В открытых системах баки для сбора конденсата соединены с ат- мосферой, а в закрытых системах баки и присоединенная к ним система находятся под избыточным давлением. Недостатком от- крытых систем является то, что в них происходит соприкосновение конденсата с воздухом, насыщение конденсата кислородом и, как следствие, интенсивно развиваются коррозионные процессы. Для всех новых.и реконструируемых предприятий следует проектиро- вать только закрытые системы сбора конденсата, поддерживать давление в конденсатных баках не ниже 5 кПа, 179
Для отвода сконденсировавшегося в теплопотребляющих аппа- ратах конденсата применяются конденсатоотводчики. Наиболее часто на НПЗ и НХЗ используются конденсатоотводчики тер- модинамического типа, принцип действия которых основан на использовании кинетической энергии пара. В конденсатоотводчи- ках этого типа достигается наименьшая потеря пара с отводимым конденсатом. Термодинамические конденсатоотводчики в ис- правном состоянии пропускают только жидкую фазу (конден- сат). Термодинамический конденсатоотводчик устанавливается в го- ризонтальном положении крышкой вверх; перед ним следует пре- дусматривать продувочные вентили. Для возможности ремонта и замены конденсатоотводчик снабжается отводной линией. В тех случаях, когда на технологической установке потребляется пар различных параметров, нужно включать в схемы теплоснабжения расширители конденсата. Расширители устанавливаются после конденсатоотводчиков пара большего давления. Пар вторичного вскипания из расширителей конденсата выводится в йаропровод меньшего давления. При монтажной обвязке конденсатоотводчи- ков и расширителей конденсата необходимо предусматривать воз- можность их ремонта и обслуживания, не допуская размещения в приямках, лотках, заглубленных местах. Конденсатопроводы прокладывают совместно с технологиче- скими трубопроводами на эстакадах или низких опорах; в низких точках конденсатопроводов необходимо предусматривать спускные вентили для слива конденсата. Всюду, где это возможно, конден- сатопроводы нужно прокладывать так, чтобы использовать их в качестве теплоспутника технологических трубопроводов. На уста- новках теплоту конденсата следует использовать для подогрева технологических продуктов, химочищенной воды для котлов-ути- лизаторов и т. д. Конденсат по трубопроводам от технологических установок и объектов общезаводского хозяйства должен подаваться на район- ные конденсатные станции, а отсюда — на центральную конден- сатную станцию. Системы сбора конденсата следует проектировать таким образом, чтобы на центральную конденсатную станцию по- ступал по самостоятельным трубопроводам конденсат от группы сходных по технологическому процессу объектов. Такое решение позволяет быстро установить источник загрязнения конденсата, избежать образования стойких эмульсий за счет смешения разно-, родных продуктов. В состав районной конденсатной станции включаются: гермети- чески закрытые конденсатные баки, давление в которых поддер- живается отводом пара вторичного вскипания; холодильник пара вторичного вскипания; насосы для откачки конденсата на централь- ную конденсатную станцию. На крупных НПЗ и НХЗ проекти- руется до 10 конденсатных станций, размещение которых опреде- ляется рельефом площадки и расположением на генплане потре- 177 I
дует ; бы дует бы дует бы ^^^^Вдует бы Дук- Дук- дук- дук- лме- лме- лме- лме- гем- гем- гем* гем* уж- уж- Уж' Уж‘ 1ую- 1ую- (ую- ^^^^В(ую- iapa [ара [ара [ара или или или или рас- рас- рас- ^^^^Мрас- а и а и а и а и оды оды ^^^^Воды ^^^^Воды 1 в 1 в 1 в 1 в 'ОКИ мая Не- ели ные 'оки мая Ие- ели ные 'оки мая Ие- ели ные 'оки мая ^те' ^^^^^Вели ные гь в гь в в гь в эча- 5ч а- 5ч а- 5ч а- 1ЛО, 1Л0> 1Л0> 1Л0> аба- ^^^^^Ваба- ^^^^^Ваба- ^^^^^Ваба- ста- ста' ста* ста* кот- кот- кот- ^^^^Икот- BQ3- BQ3- воз- BQ3- сно- <н°' <но- <но- i и 1 и и и от- от- от‘ от- ред ред ред ред два- два- два- два- )ДОЙ >дой ^^^^^В)ДОЙ ^^^^^В)ДОЙ эед- эед- ^^^Мэед- ^^^Мзед- воз- воз- а°з- зоз- 1ЛИ- 1ЛИ- 1ЛИ- 1ЛИ- до д о до до ипа ипа ипа ипа гате гате гате гате УРа УРа УРа УРа <от- <от- <от- <от- лен- вы- чса- вы- >сле лен- вы- чса- вы- >сле лен- вы- чса- вы- >сле лен- вы- чса- вы- >сле 179 179 179 179
'ОКИ пая Не- ели :ные дует бы дует бы дует бы ^^^^Ндует бы Дук- Дук- дук- дук- аме- аме- аме- аме- гем- гем- гем- гем- уж- уж- уж- уж- 1ую- 1ую- ^^^^Ваую- iapa [ара [ара [аРа или или или или рас- ^^^рас- рас- ^^^^^^рас- а и а и а и а и оды оды ^^^^Ноды ^^^^Яоды а в 1 в 1 в 1 в гь в эча- ало, аба- ста- кот- воз- сно- i и от- ред два- )ДОЙ эед- воз- 'ОКИ пая Не- ели :ные 'ОКИ пая Не- ели :ные 'ОКИ пая Не- ели :ные гь в эча- ало, аба- ста- кот- воз- сно- а и от- ред два- )ДОЙ эед- воз- гь в эча- 1Л0, аба- ста- кот- воз- сно- 1 и от- ред два- )ДОЙ эед- воз- гь в I эча- ало, аба- ста- кот- воз- сно- 1 и от- ред 1два- )ДОЙ эед- воз- 1ли- !1 1ЛИ- 1ЛИ- 1ЛИ- До I ^^^Я до д о д о ипа i 1 ипа ипа ипа гате i I гате гате гате 'УРД ! I ^^М'УРа УРа УРа <от- '! 1 с । <от- <от- <от- лен- ‘I лен- лен- лен- вы- i I вы- вы- вы- аса- j 1 аса- аса- ^^^^Иаса- вы- [| вы- вы- вы- >сле . 1 I >сле >сле еле 179 • 1 179 179 179
расширителя с использованием теплоты для нагрева воды пром- теплофикации или химически очищенной воды. 7.2. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ Основные потребители электроэнергии. Основными потребите- лями электроэнергии на НПЗ и НХЗ являются электроприемники технологических установок, блоков оборотного водоснабжения, об- щезаводских' насосных и компрессорных, ремонтно-механических цехов, административно-хозяйственных блоков и т. д. Электро- энергия потребляется силовыми электроприемниками (приводами насосов, компрессоров, вентиляторов, грузоподъемных и прочих механизмов), расходуется на нужды освещения. Суммарная уста- новленная мощность электроприемников на современном НПЗ и НХЗ достигает 300 МВт. По требованиям надежности электроснабжения все электро- приемники НПЗ и НХЗ подразделяются на три категории. К .первой категории относятся электроприемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, массовый брак продукции, длительное расстройство технологического процесса. Для электроприемников этой категории необходимо проектировать обеспечение энергией от двух неза- висимых источников питания. Электроснабжение приемников пер- вой категории, прерывается лишь на время автоматического ввода резервного питания. Наиболее ответственные потребители, перерыв в электроснабжении которых может сопровождаться взрывами, пожарами, порчей основного технологического оборудования, вы- деляются в особую группу первой категории. Для электроснабже- ния приемников особой группы следует предусматривать третий независимый источник питания, имеющий мощность, достаточную для безаварийной остановки производства. В особую группу приемников первой категории выделяют: электродвигатели насосов, обеспечивающих подачу масла в си- стему смазки компрессоров, и насосов, подающих сырье в трубча- тые печи процессов пиролиза и термического крекинга; электро- задвижки, установленные на ресиверах сжатого воздуха, на вводе пара высокого давления, на линиях подачи топлива в печь и водя- ного пара на паровую завесу, на всасывании, и нагнетании газо- вых компрессоров; электроприводы и цепи оперативного тока си- стем блокировок компрессорного оборудования и т. п. К приемникам первой категории относят: насосы, подающие сырье в трубчатые печи; насосы для создания вакуума; компрес- соры для циркуляции газовой смеси на установках риформинга и гидроочистки; насосы, установленные в насосных водозаборных сооружений, противопожарного водоснабжения, промышленных и хозфекальных стоков. Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых вызывает массовый недоотпуск про- дукции и простой рабочих и механизмов. Перерыв в электроснаб- жении этих приемников определяется временем, которое необхо- 180
димо для включения дежурным персоналом резервного питания. При проектировании НПЗ и НХЗ в число приемников второй кате- гории включают: большинство насосов на технологических уста- новках и в товарно-сырьевом хозяйстве; вентиляторы градирен оборотного водоснабжения; охранное освещение. Для электроприемников третьей категории допускается пере- рыв питания на время, необходимое для ремонта или замены по- врежденного элемента электроустановки. Продолжительность пере- рыва составляет не более суток. К третьей категории относят электроприемники механических мастерских, лабораторий, складов, заводоуправления и т. д. Источники электроснабжения. Источником электроснабжения НПЗ и НХЗ обычно является сооружаемая вблизи завода ТЭЦ. Мощность ТЭЦ, как правило, определяется потребностью пред- приятия в тепловой энергии (паре, горячей воде). Количество вы- рабатываемой попутно с производством пара электрической энер- гии в большинстве случаев превышает потребляемую заводом электрическую мощность. Избыточную электрическую энергию следует передавать в сети энергосистемы. Для надежности работы завода предусматриваются устройства, обеспечивающие связь ТЭЦ с электрическими сетями энергоси- стемы. По этим сетям передается с ТЭЦ избыточная электрическая энергия. В качестве третьего источника питания для электроприемников особой группы первой категории рекомендуется использовать под- станцию глубокого ввода (НТВ) ПО—35/6—10 кВ, которую про- ектируют на отдельной площадке, территориально не связанной с ТЭЦ. Подстанция связывается с районной системой электроснаб- жения. Рекомендуется при проектировании НПЗ и НХЗ преду- сматривать строительство этой подстанции в начальный период сооружения предприятия и использовать до ввода в эксплуатацию заводской ТЭЦ как источник электроснабжения на стройплощадке. При отсутствии надежной связи с энергосистемой в качестве неза- висимого источника питания следует применять дизельные элект- ростанции, оборудованные устройствами автоматического запуска. Мощность аварийного источника электроэнергии нужно при- нимать равной 10—20% общей электрической мощности, потреб- ляемой заводом. Системы питания предприятий электрической энергией. Систе- ма питания НПЗ и НХЗ состоит из внешнего и внутреннего элект- роснабжения. К внешнему электроснабжению относятся: ТЭЦ; внешние линии электропередачи к распределительным пунктам (РП) и главным понизительным подстанциям (ГПП) завода; пони- зительные трансформаторные подстанции, получающие питание от сетей энергосистемы. В систему внутреннего электроснабжения входят: понизительные цеховые трансформаторные подстанции (ТП); распределительные трансформаторные подстанции (РТП); распределительные пункты (РП); распределительная высоковольт- ная сеть завода. 181
Рис. 7.3. Схема внешнего электроснабжения предприятия: / — связь с энергосистемой; // — воздушные линии 35—110 кВ; /// — кабельные линии 6—10 кВ; / — ТЭЦ; 2 — повысительная подстанция при ТЭЦ; 3 — НПЗ (НХЗ)- 4 — заводская ГПП 35—1I&/6—10 кВ; 5 — РП и РТП 6 кВ. Если установленная мощность НПЗ и НХЗ не превышает 50 МВт, питание предприятия проектируют на генераторном на- пряжении 6 или -10 кВ. При большей мощности следует перехо- дить на более высокое напряжение 35 или НО кВ. Для обеспече- ния питания в этом случае на ТЭЦ проектируют повысительные подстанции 6—10/35 кВ или 6—10/110 кВ, связанные с внешней электросистемой. На предприятии, по возможности ближе к центру нагрузок, предусматривается главная понизительная подстанция (ГПП), к которой питание подводится по двум взаиморезервируе- мым воздушным линиям электропередачи напряжением 35 или НО кВ. Питание потребителей, расположенных на расстоянии 1 — 2 км от ТЭЦ, проектируется на генераторном напряжении 6— 10 кВ, а более удаленных — от ГПП. Схема внешнего электро- снабжения предприятия приведена на рис. 7.3. Один из основных вопросов, решаемых при проектировании электроснабжения НПЗ и НХЗ,— выбор напряжения. Для высо- ковольтных распределительных сетей следует применять напря- жение 6 или 10 кВ. Преимущества напряжения 10 кВ перед на- пряжением 6 кВ: уменьшение сечений проводов и кабелей, а также относительных величин потерь напряжения и мощности в сетях; уменьшение токов нагрузки и токов короткого замыкания; упрощение решения вопросов увеличения мощности при расши- рении. Однако двигатели 10 кВ выпускаются в ограниченной но- менклатуре, двигатели с единичной мощностью 250—630 кВт на напряжение 10 кВ практически отсутствуют, стоимость двигате- лей 10 кВ выше, чем двигателей 6 кВ. В связи с этим высоковольт- ные сети напряжением 10 кВ следует предусматривать только для тех предприятий, где источник электроэнергии имеет напря- жение 10 кВ и где отсутствуют или имеются в незначительном ко- 182
личестве высоковольтные двигатели. Если источник электроэнер- гии имеет напряжение 6 кВ и при выборе оборудования приходится в основном применять высоковольтные 'двигатели 6 кВ, то для высоковольтных сетей также применяется это напряжение. Практика проектирования показала, что применить для боль- шинства НПЗ и НХЗ высоковольтные распределительные сети на- пряжением 10 кВ не удается. Для низковольтной силовой сети может использоваться на- пряжение 660 или 380 В. Нормы технологического проектирова- ния рекомендуют в качестве предпочтительного напряжения 660 В. Применение этого напряжения позволяет добиться умень- шения расхода металла и снижения затрат на сооружение, ре- монт и обслуживание сетей, поскольку уменьшаются сечения про- водов и кабелей. Верхний предел единичной мощности выпуска- емых низковольтных двигателей напряжением- 660 В (630— 800 кВт) выше, чем для двигателей напряжением 380 В (320 кВт), что позволяет расширить пределы применения низко- вольтных двигателей. Используя для низковольтных сетей на- пряжение 660 В, можно применить более мощные трансформато- ры, упростить схемы распределительных устройств. Однако в но- менклатуре выпускаемых двигателей 660 В отсутствуют двигате- ли ряда специальных исполнений, необходимых для НПЗ и НХЗ, весьма дефицитна и электроаппаратура напряжением 660 В. Впредь до выпуска в достаточном количестве электрооборудова- ния и электроаппаратуры на 660 В при проектировании НПЗ н НХЗ следует принимать напряжение низковольтной распредели- тельной сети завода равным 380/220 В с глухозаземленной ней- тралью. Для сети освещения во всех случаях нужно' применять напряжение 380/220 В. Распределение электроэнергии в системах внутреннего элек- троснабжения ' проектируется по радиальным и магистральным схемам (рис. 7.4). Радиальные схемы характеризуются тем, что Рис. 7.4. Схемы распределения электроэнергии по заводу; а — радиальная; б — магистральная с двусторонним питанием; 4 — магистральная с двой- ной магистралью. 183
РП или ТП, присоединенные к шинам ГПП или ТЭЦ, питаются по самостоятельным линиям. Для ответственных потребителей предусматривается подача питания на РП и ТП двумя линиями, присоединенными к разным секциям шин ГПП (ТЭЦ). При по- вреждении одной питающей линии предусматривают автоматиче- ское включение второй (резервной) линии (АВР). Магистральные схемы отличаются тем, что к питающей ма- гистрали, отходящей от ГПП (или ТЭЦ), присоединяют несколь- ко ТП и РП. Питающая магистраль имеет один общий отключа- ющий аппарат со стороны питания. Для обеспечения надежности электроснабжения перед трансформаторами следует предусматри- вать разъединитель или выключатель нагрузки. Магистральные схемы проектируются для питания потребителей второй и треть- ей категории, а в остальных случаях нужно применять радиаль- ные схемы, которые являются более надежными и удобными в эксплуатации. Радиальные схемы имеют большую стоимость, чем магистральные, поскольку для их реализации необходимо больше электрооборудования и кабелей. При радиальных схемах сети рекомендуется прокладывать кабельными линиями, а при маги- стральных— кабелями или голыми токопроводами. Трансформаторные подстанции и распределительные устрой- ства. Для преобразования электрической энергии высокого на- пряжения, передаваемой на предприятие от ТЭЦ, или районной подстанции энергосистемы, в энергию пониженного напряжения проектируются понижающие трансформаторные подстанции (ТП) напряжением 110/6; 35/6 и 6/0,4 кВ. В составе ТП имеются тран- сформаторы к вспомогательные устройства (аккумуляторные ба- тареи или выпрямительные устройства, устройства управления, защиты, сигнализации, а при наличии пневмопривода-компрессо- ры и ресиверы). Для распределения электроэнергии нужного напряжения меж- ду отдельными потребителями проектируют распределительные устройства (РУ), в состав которых входят коммутационные аппа- раты, устройства защиты и автоматики, сборные и соединитель- ные шины. При проектировании установок распределительные устройства часто совмещают с трансформаторными подстанциями 6/0,4— 0,23 кВ, создавая распределительно-трансформаторные подстан- ции (РТП). ТП и РУ могут проектироваться отдельно стоящими или сблокированными с производственными зданиями. Главные понизительные подстанции (ГПП) ПО—35/6 кВ про- ектируют отдельно стоящими; силовые трансформаторы этих подстанций рекомендуется размещать .открытыми, в непосредст- венной близости от РУ 6—10 кВ. Распределительные устройства ПО кВ проектируют в открытом исполнении, если ГПП находит- ся за пределами ограждения завода, и в закрытом исполнении при размещении ГПП в пределах промплощадки. РУ 6—10 кВ предусматриваются в закрытом помещении. ГПП комплектуются силовыми трансформаторами с масляным заполнением мощно- 184
стью от 6300 до 40 000 кВА, масляными или воздушными выклю- чателями на напряжение 35—110 кВ с приводами, разъедините- лями, отделителями и короткозамыкателями с приводами, реакто- рами ограничивающими токи короткого замыкания до безо- пасной величины, комплектными распределительными устрой- ствами 6 кВ и другим оборудованием. В проектах НПЗ и НХЗ предусматривается сооружение не- скольких ТП, мощность которых и размещение на генплане пред- приятия определяется в зависимости от электрических нагрузок потребителей. Расстояние между отдельно стоящими подстанция- ми и ближайшими взрывоопасными установками должно выдер- живаться в соответствии с правилами устройства электроустано- вок и противопожарными нормами. В тех случаях, когда суммарная потребляемая технологиче- ской установкой (цехом) мощность превышает 3000 кВт (на на- пряжении 380 В), в состав этой установки включают самостоя- тельную ТП. При проектировании ТП на установках подстанцию, а также распределительные устройства рекомендуется пристраи- вать к зданиям, внутри которых размещаются потребители с наи- большей нагрузкой. При этом необходимо соблюдать требования правил устройства электроустановок и противопожарных норм, предусматривать подъем уровня полов в помещениях ТП и РУ выше уровня примыкающего взрывоопасного помещения, отде- лять помещения РП и РУ от смежных взрывоопасных помеще- нии—глухой несгораемой стенкой, создавать избыточное давление (подпор воздуха) в помещениях РП и РУ. Кабельные проклад- ки при этом выводятся из электропомещения за пределы здания, а затем вновь заводятся в помещения, где размещены технологи- ческие объекты. Как правило, не предусматривается питание объектов, техно- логически не связанных с установкой, от ТП, расположенной на территории установки. Для ТП и РТП, расположенных на установках и в общеза- водском хозяйстве, предусматривается следующее основное обо- рудование: комплектные распределительные устройства (КРУ) 6 кВ заводского изготовления; комплектные трансформаторные подстанции (КТП) 6/0,4—0,23 кВ заводского изготовления, состо- ящие из силовых трансформаторов с масляным заполнением мощностью от 630 до 2500 кВА и комплектных распределительных устройств 0,4 кВ. На ГПП и ТП, питающих потребителей первой и второй кате- горий, следует предусматривать два трансформатора, выбирая мощность трансформаторов таким образом, чтобы в аварийных случаях можно было бы в течение длительного времени обеспе- чить 100% нагрузки одним трансформатором. На ТП, питающей потребителей третьей категории, проектируют один трансфор- матор. В проектах электроснабжения НПЗ и НХЗ следует преду- сматривать хранение на складе резервных трансформаторов, 185
общих для всех ТП завода (по одному трансформатору каждого типоразмера). Это позволяет в кратчайшие сроки восстановить нормальную работу ТП при выходе из строя трансформаторов. Для ГПП и ТП, питающих потребителей первой и второй ка- тегорий, проектируется подача электроэнергии, как минимум, по двум линиям от независимых источников питания, причем каж- дая линия должна быть рассчитана на 100% нагрузки. ТП, пита- ющие потребителей третьей категории, снабжаются электро- энергией по одной линии. Силовое электрооборудование. К силовому электрооборудова- нию НПЗ и НХЗ относятся распределительные устройства, элек- тродвигатели и прочие электроприемники с пусковой и защитной аппаратурой к ним. При проектировании НПЗ и НХЗ следует учитывать, что все механизмы, имеющие электрический привод (насосы, компрессо- ры и т. д.), поставляются комплектно с электродвигателями. Вы- бор двигателя зависит от рода тока, напряжения, мощности, ис- полнения. Наибольшее распространение на НПЗ и НХЗ получи- ли асинхронные электродвигатели трехфазного тока с коротко- замкнутым ротором. Необходимую мощность двигателя для электропривода нахо- дят по каталогам оборудования. Рекомендуется максимально использовать низковольтные электродвигатели, избегая по воз- можности применения высоковольтных двигателей. При выборе единичной мощности электродвигателя следует проверять воз- можность его прямого пуска от питающей сети. Взрывозащищенные высоковольтные электродвигатели в про- дуваемом исполнении мощностью до 800 кВт могут быть запроек- тированы с разомкнутым циклом вентиляции; для более мощных электродвигателей рекомендуется, как правило, проектировать замкнутый цикл вентиляции. При выборе электродвигателей к насосам и компрессорам сле- дует выполнять поверочные расчеты, которые учитывают рас- хождение между числом оборотов привода и агрегата. Выбор аппаратуры управления и защиты электродвигателей и других приемников энергии проводят в зависимости от принятого способа управления (ручное, дистанционное, автоматическое), рода тока, напряжения и мощности, необходимости защиты эле- ктроприемников от перегрузки, короткого замыкания, исчезнове- ния напряжения. При ручном способе приемники управляются с помощью ру- бильников, выключателей, переключателей, ручных пускателей и автоматов, при дистанционном — с помощью магнитных пускате- лей и контакторов. Выбор аппаратуры по роду тока, напряжению и мощности заключается в отыскании по каталогам аппаратов, соответствующих показателям подключаемого приемника. Для защиты электродвигателей от перегрузки и коротких за- мыканий проектом предусматриваются плавкие предохранители, тепловые реле, тепловые элементы или реле максимального тока, 186
а для защиты от снижения и исчезновения напряжения—реле напряжения или нулевые катушки выключателей. Следует пре- дусматривать встраивание элементов защиты в аппараты управ- ления. В зависимости от места установки применяют аппараты уп- равления общего назначения или взрывозащищенные. При проек- тировании НПЗ и НХЗ нужно всюду, где это допустимо, приме- нять аппараты управления общего назначения, которые отлича- ются большей надежностью и долговечностью в работе, а так- же значительно меньшей стоимостью в сравнении с аппаратами управления взрывозащищенных типов. При проектировании технологических установок в качестве пусковой аппаратуры для двигателей напряжением 380 В сле- дует применять магнитные пускатели типа П, блоки управления, которые состоят из автоматических воздушных выключателей и контакторов и комплектуются в щиты станций управления (ЩСУ), магнитные пускатели с масляным наполнением серии ПМ-Э. В тех случаях, когда электроприемники размещаются во взрывоопасных помещениях, а для управления используются магнитные пускатели нормального исполнения, необходимо пре- дусматривать вынос пускателей в отдельные электрощитовые по- мещения. У электроприемников следует устанавливать только взрывозащищенные кнопки, ключи или посты управления. Как правило, в наружных взрывоопасных установках так- жеприменяют пусковые аппараты общепромышленного исполне- ния, проектируя их размещение вне взрывоопасной зоны (снару- жи или в ближайшем помещении). Для управления электродвигателями напряжением 6 кВ ис- пользуют масляные выключатели, устанавливаемые в камерах комплектных распределительных устройств на подстанциях и имеющие дистанционное управление. Электрические сети. Для передачи и распределения электро- энергии на НПЗ и НХЗ проектируются электрические сети. Для связи ТЭЦ с энергосистемой, подключения главных понизитель- ных подстанций и подстанций глубокого ввода 35—110/6 кВ предусматриваются воздушные линии электропередачи. По тер- ритории НПЗ и НХЗ электроэнергия передается, как правило, с помощью кабельных линий электропередачи; если передавае- мая от ТЭЦ и ГПП при напряжении 6—10 кВ мощность пре- вышает 30 МВт, то рекомендуется рассмотреть возможность и целесообразность применения гибких и жестких токопрово- дов. Наружные электрические сети проектируются для прокладки как по территории завода (межцеховые кабельные сети), так и вне помещений на территории установок и цехов (наружные внутрицеховые кабельные сети). Прокладка кабельных сетей проектируется в туннелях, непроходных каналах, траншеях и на эстакадах. 1S7
Для прокладки кабелей 6—10 кВ от распределительного устройства ТЭЦ до ограждения завода проектируются подзем- ные сдвоенные кабельные каналы (при количестве кабелей до 20) и кабельные туннели (при количестве кабелей выше 20). С целью повышения надежности электроснабжения следует преду- сматривать прокладку рабочих и резервных кабелей в разных от- делениях сдвоенного канала, а в одиночном канале — на разных стенках. Прокладка межцеховых кабельных сетей для удобства экс- плуатации и повышения надежности проектируется по стойкам и эстакадам совместно с технологическими трубопроводами или на специальных кабельных эстакадах. На эстакадах НПЗ и НХЗ, где проложены технологические трубопроводы с горючими газа- ми и ЛВЖ, допускается размещать не более 30 бронированных и небронированных силовых и контрольных кабелей, стальных труб с изолированными проводами. Если число кабелей превы- шает 30, их следует прокладывать на специальных кабельных эстакадах и галереях. Кабельные линии, проложенные на эстака- дах, должны быть защищены от действия прямых солнечных лу- чей. Если число кабелей превышает 12, они должны быть отделе- ны от технологических трубопроводов огнестойкой перегородкой. Для подземной прокладки кабелей проектируют траншеи (ес- ли число силовых кабелей не превышает 6), одинарные или сдво- енные каналы, в которых для защиты от пожара через каждые 50 м и на вводах в здания предусматриваются перемычки из пе- ска. При проектировании генерального плана НПЗ и НХЗ отво- дятся специальные зоны для прокладки кабелей, как правило, параллельно дорогам. При прокладке в траншеях следует предусматривать защиту силовых и контрольных кабелей от механических повреждений. С этой целью проектируется подсыпка и предварительная засып- ка кабелей песком или неслеживающимся грунтом. Затем тран- шея закрывается плитами. При проектировании технологических установок стремятся проложить сети по стойкам и эстакадам с технологическими трубопроводами, а при отсутствии такой воз- можности осуществляют прокладку бронированных кабелей в траншеях и каналах. Кабельные каналы на установках рекомен- дуется полностью засыпать песком. При выборе типа проводов и кабелей следует руководство- ваться следующими соображениями, изложенными в ПУЭ: 1) во взрывоопасных зонах любого класса могут использо- ваться провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией, ка- бели с резиновой, поливинилхлоридной и бумажной изоляцией в резиновой, поливинилхлоридной и металлической оболочках; 2) провода и кабели с алюминиевой оболочкой и алюминие- выми жилами допускается применять во взрывоопасных зонах классов В-16, В-1г, В-П, В-Ша и не разрешается применять в зо- нах классов В-I и В-I а; 3) провода и кабели с полиэтиленовой изоляцией или оболоч- 188
кой запрещается применять во взрывоопасных и пожароопасных зонах всех классов; 4) в зонах классов В-I и В-Ia применяют провода и кабели с медными жилами. В проекте должно быть представлено обоснование применения медных кабелей. В качестве обоснования служит расчет класса взрывоопасности зоны, выполняемый проектировщиками-техноло- гами. Электрическое освещение. Для НПЗ и НХЗ проектируются три системы освещения: общее, местное и комбинированное. Общее ос- вещение служит для создания необходимой при ведении технологи- ческого процесса освещенности; местное освещение применяется в тех случаях, когда общее освещение не обеспечивает достаточной освещенности рабочих мест. Для создания общего освещения све- тильники соответствующим образом размещаются на площади по- мещения; при местном освещении светильники устанавливают не- посредственно у рабочих мест (измерительных приборов, пультов управления и т. п.). Комбинированным называется освещение светильниками общего и местного освещений. Для создания условий безопасной эксплуатации на НПЗ и НХЗ необходимо предусматривать два вида электрического ос- вещения: рабочее и аварийное. Рабочее освещение предназнача- ется для обеспечения нормальных условий видимости в помеще- ниях и на открытых площадках предприятия. Аварийное освеще- ние служит для обеспечения возможности продолжения работы или, если это необходимо для безопасной эвакуации людей в тех случаях, когда внезапно отключается рабочее освещение. Светильники обоих видов освещения следует снабжать от раз- личных источников (разных подстанций, разных секций шин од- ного распределительного устройства). Аварийное освещение про- ектируют для всех установок и объектов, в которых внезапное отключение рабочего освещения может вызвать взрыв, пожар, несчастные случаи с персоналом. Аварийное освещение должно обеспечивать не менее 10% освещенности общего рабочего осве- щения помещения. При нормальных условиях эксплуатации рабо- чее и аварийное освещение действуют одновременно. Освещенность производственных помещений должна обеспечи- вать эксплуатационному персоналу нормальную’ видимость при проведении технологического процесса. Расчет электрического освещения заключается в определении необходимого количества светильников и мощности устанавливав емых в них ламп. Наиболее распространенным и простым мето- дом расчета общего освещения является метод удельной мощно- сти. Расчет по этому методу осуществляют с использованием таблиц, в которых для различных типов светильников в зависи- мости от площади помещения и требуемой освещенности приво- дится удельная мощность в Вт/м2. Для производственных помещений с невзрывоопасной сре- дой, для адмхозблоков и бытовых помещений рекомендуется ши- 189
роко применять люминесцентные светильники. В помещениях с взрывоопасными зонами используют специальные взрывозащи- щенные светильники. В проектах зданий следует предусматри- вать возможность обслуживания светильников (смену ламп, чи- стку арматуры) с помощью стремянок, передвижных, ручных и телескопических вышек. Наружное освещение территории НПЗ и НХЗ проектируется комбинированным. Для освещения дорог применяют ртутные или люминесцентные лампы, а для общего освещения террито- рии резервуарных парков, сливо-наливных эстакад, градирен, нефтеловушек, прудов дополнительного отстоя и т. п.— прожек- торы заливающего света. Светильники подвешивают на типовых железобетонных опорах, а прожекторы устанавливают на мач- тах или высоких зданиях и сооружениях. Предпочтительнее уст- ройство наружного прожекторного освещения. Управление на- ружным освещением проектируют дистанционным и централизо- ванным, причем рекомендуется разделять управление по видам освещения: 1) освещение дорог; 2) освещение зоны резервуар- ных парков; 3) освещение газгольдеров, градирен, складов и т. д. Питание освещения помещений технологической установки предусматривается от специальных щитков, расположенных в опе- раторных или других производственных помещениях, имеющих свободный доступ дежурного персонала. Наружное освещение технологической установки должно питаться от групповых щит- ков наружного освещения с выключателями, расположенных на установке. В проекте освещения НПЗ и НХЗ предусматривается также светоограждение высоких сооружений (дымовых труб, колонн, этажерок), выполняемое по действующим нормативам Министер- ства гражданской авиации. 7.3. ВОДОСНАБЖЕНИЕ НПЗ и НХЗ потребляют воду на производственные цели, хо- зяйственно-питьевые нужды, пожаротушение. Производственное водопотребление. Вода в производстве по- требляется для следующих целей: охлаждение нефтепродуктов; обессоливание сырой нефти; охлаждение компрессоров и тяго- дутьевых машин; охлаждение уплотнений насосов; промывка неф- тепродуктов; приготовление растворов реагентов; промывка неф- теаппаратуры перед ее ревизией и ремонтом; смыв полов в про- изводственных помещениях; смыв мощеных территорий аппа- ратных дворов. Приведенной классификацией производственного водопотреб- ления необходимо пользоваться при выборе вида (а следователь- но, и качества) воды, подаваемой потребителям, а также для пра- вильного определения схемы водоснабжения. Так, для охлаждения и обессоливания используется оборот- ная вода, для промывки нефтепродуктов и приготовления реа- гентов— только свежая вода из пресноводных водоемов. Смыв 190
полов и мощеных территорий, промывка нефтеаппаратуры, по- полнение систем оборотного водоснабжения могут осуществлять- ся очищенными промстоками. Производственные нужды лабора- торий удовлетворяются водой только питьевого качества. Согласно «Нормам технологического проектирования произ- водственного водоснабжения, канализации и очистки сточных вод предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промыш- ленности, ВНТП 25—79», качество воды для производственного водопотребления должно отвечать определенным требованиям. Требования, предъявляемые к качеству оборотной и свежей воды, а также очищенных промышленных стоков, возвращаемых на подгорное водопотребление, приведены в табл. 7.1. ТАБЛИЦА 7.1. Требования, предъявляемые к качеству воды и очищенных промстоков Показатели качества Оборотная вода Свежая вода Очищенные промышлен- ные стоки, возвращаемые на повторное водопотреб- ление Взвешенные вещества, мг/л 25 25 4-6 Взвешенные вещества в паводок, мг/л — 100 — Сульфаты, мг/л Хлориды, мг/л 500 130 500 300 50 300 Общее солесодержание, мг/л 2000 500 2000 Временная жесткость, мг-экв/л 15 2,5 15 Постоянная жесткость, мг-экв/л 5 5 pH 7—Я ,5 7—8,5 6,9-8,5 Нефтепродукты, мг/л 25 (для — 2—3 первой системы) 15 (для второй системы) — — В технике водоснабжения и канализации на НПЗ и НХЗ неф- тепродуктами называются все малополярные или неполярные ве- щества, растворимые в гексане. , Биохимическая потребность в кислороде (БПК) косвенно по- казывает суммарное количество биологически окисляемых ве- ществ, загрязняющих воду. Приведенные показатели качества действительны в том слу- чае, если источником водоснабжения предприятия является прес- новодный водоем. В системах оборотного водоснабжения НПЗ и НХЗ, распола- гаемых на морских побережьях, как правило, используется мор- ская вода, резко отличающаяся от пресной солесодержанием и жесткостью, 191 t
Нормативные требования к качеству свежей морской и обо- ротной воды представлены в табл. 7.2. ТАБЛИЦА 7.2. Требования к качеству воды на НПЗ и НХЗ, применяющих в качестве свежей морскую воду Показатели качества Свежая вода Оборотная вода Взвешенные вещества, мг/л 30 30 Взвешенные вещества во время шторма, мг/л 100 — Сульфаты, мг/л 3000 7500 Хлориды, мг/л 20 000 30 000 Общее солесодержание, мг/л 35 000 50 000 Карбонатная жесткость, мг-экв/л 3,4 3,4 Общая жесткость, мг-экв/л ‘ 127,6 190 БПКполв, мг/л 10 20 ,02 pH 7,5 7,5- 7,8 Нефтепродукты, мг/л (только для первой системы оборотного водоснабжения) — 25 Применяя морскую воду следует помнить, что она обладает повышенными, по сравнению с пресной водой, коррозионной ак- тивностью и способностью к накипеобразованию. Расход воды на производственное водопотребление зависит от типа предприятия, его состава, «возраста» и технического уров- ня эксплуатации. Расход воды на 1 т перерабатываемой нефти приводится в табл. 7.3. ТАБЛИЦА 7.3. Расход воды на НПЗ и НХЗ различного типа Тип завода Удельный расход воды (в м’/т перерабатываемой нефти) оборотной свежей всего НПЗ топливного про- филя НПЗ топливно-масля- ного профиля НХЗ 7-19 10-27 18-37 0,25-0,85 0,60-1,70 1,60-2,60 7,25-19,85 10,6—28,70 19,6—39,60 Современный НПЗ топливного профиля мощностью 12 млн. т/год по перерабатываемой нефти потребляет: м’/ч м’/сутки м’/год Свежей воды 375 9000 300000 Оборотной 10 500 252 000 84000000 воды Всего 10 875 261000 87000000 192
Хозяйственно-питьевое водопотребление. К хозяйственно-пи- тьевому водопотреблению относится расход воды: на питьевые ну- жды; на санитарно-гигиенические нужды (в санузлах, душевых и т. п.); для приготовления пищи в заводских столовых; для стир- ки спецодежды в заводских прачечных; на медицинские процеду- ры в заводских медпунктах. По своему качеству вода должна удовлетворять требовани- ям ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая». Расход питьевой воды зависит от численности персонала и степени оснащенности предприятия бытовыми помещениями, сто- ловыми, медпунктами и т. д. Для упомянутого выше НПЗ мощностью 12 млн. т/год расход питьевой воды составляет: 16,0 м3/ч; 130,0 м3/сутки; 47 000,0 м3/год. Противопожарное водопотребление. Подобное водопотребле- ние, само собой разумеется, появляется только в случае возник- новения пожара на - НПЗ или НХЗ. Для пожаротушения могут быть использованы свежая вода, оборотная вода любой системы и очищенные промстоки. Расход воды на пожаротушение зависит от того, где воз- ник пожар, какой продукт горит, на какой площади и в каком объеме. Согласно «Противопожарным нормам проектирования пред- приятий, зданий и сооружений нефтеперерабатывающей и нефте- химической промышленности. ВНТП-28—79», в расчет должны приниматься два одновременных пожара на предприятии: пер- вый— в производственной зоне, где располагаются основные пере- рабатывающие цеха и установки; второй — в зоне сырьевых или товарных складов (парков). Расход воды определяется расчетом для наиболее крупных, условно горящих технологической установки и парка с наиболее пожароопасными веществами. В любом случае расчетный рас- ход воды не должен быть менее: 1) в производственной зоне — 120 л/с для стационарных средств пожаротушения плюс 50 л/с для передвижных; 2) в зоне сырьевых или товарных парков — 150 л/с. Таким образом, минимальный расчетный расход воды на по- жаротушение НПЗ или НХЗ составляет 320 л/с, или 1150 м3/ч. Для НПЗ топливного профиля мощностью 12 млн. т/год, расчет- ный расход воды на пожаротушение составляет 430 л/с, или 1550 м3/ч. Источники водоснабжения. НПЗ и НХЗ, а также всегда со- путствующие им ТЭЦ, ГРЭС или тепловая котельная своим большим водопотреблением (1—6 м3/с) и требованием беспере- бойности водоснабжения обязывают проектировщиков изыски- вать крупные и надежные источники производственного водоснаб- жения. Часто именно этот фактор является решающим и всегда одним из главных при выборе площадки строительства НПЗ и НХЗ. 7—261 193
Источниками производственного водоснабжения могут слу- жить реки и озера, моря, а также искусственно создаваемые во- дохранилища на небольших реках. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения НПЗ и НХЗ в ка- честве источника водоснабжения чаще всего используют подзем- ные воды. Последние требуют минимума затрат на обработку с целью доведения их качества до норм питьевой воды. Комплекс инженерных сооружений по забору, обработке и пе- рекачке воды до предприятия называют сооружениями внешнего или внеплощадочного водоснабжения. Данные инженерные соо- ружения весьма специфичны, поэтому их проектирование возло- жено на специализированные проектные институты (Водоканал- проекты) Госстроя СССР. Задания на проектирование сооруже- ний внешнего водоснабжения разрабатываются при участии про- ектировщиков НПЗ и НХЗ аналогично изложенному в разделе «Теплоснабжение». Системы и схема водоснабжения НПЗ и НХЗ. Количество раздельных систем водоснабжения определяется видами водо- потребления. Наиболее типичными для современных НПЗ и НХЗ являются системы: 1) свежей воды; 2) оборотного водоснабже- ния; 3) производственно-противопожарного водоснабжения; 4) хозяйственно-питьевого водоснабжения. Все системы водоснабжения, располагаемые в пределах пло- щадки НПЗ и НХЗ, называются внутриплощадочными сооруже- ниями и сетями водоснабжения. Схема водоснабжения НПЗ и НХЗ определяется совокупностью потребных систем водоснабже- ния. Принципиальная схема водоснабжения приведена на рис. 7.5. 1. Система свежей воды служит: для забора воды из источни- ка водоснабжения; для обработки воды; для постоянной подачи воды на промывку нефтепродуктов, приготовление реагентов и на ТЭЦ; для первичного заполнения и дальнейшей подпитки (при недостатке очищенных производственных и ливневых стоков) си- стем оборотного и производственно-противопожарного водоснаб- жения. Система состоит из водозаборных сооружений, береговой на- сосной станции первого подъема, очистных сооружений, насосной станции второго подъема, кольцевой сети водопровода на терри- тории НПЗ и НХЗ, водоводов, соединяющих насосные станции и водопроводную сеть предприятия. Очистные сооружения проектируются в том случае, если ка- чество воды из водоема не удовлетворяет нормативным требова- ниям, а насосная станция второго подъема — при большой раз- ности геодезических отметок между уровнями водоема и площад- ки предприятия. 2. Оборотное водоснабжение предприятия служит для много- кратного использования воды при поверхностном охлаждении в холодильниках нефтепродуктов или других веществ, для охлаж- дения компрессорных агрегатов, подшипников насосов я тяго- дутьевых машин, 194
Источник Рис 7,5. Принципиальная схема водоснабжения НПЗ и НХЗ: / — водопровод свежей воды; // — водопровод оборотной воды; III — производственно-про- тивопожарный водопровод; /V — хозяйственно-питьевой водопровод; / — водозабор и береговая насосная станция свежей воды; 2 — водозабор я насосная стан- ция питьевой воды* 3 — блок оборотного водоснабжения; 4 — повысительная противопо- жарная насосная станцпя', 5 —очистные сооружения производственных стоков; 6 — техно- логические установки; 7 — сырьевые и товарные парки. С течением времени герметичность холодильной аппаратуры нарушается; вследствие этого оборотная вода загрязняется ох- лаждаемым веществом, а в случае образования в холодильниках свищей поступление охлаждаемого вещества в оборотную воду достигает значительных размеров. Ассортимент охлаждаемых оборотной водой веществ весьма разнообразен. В их числе име- ются коррозионно-активные неорганические и синтетические жир- ные кислоты. Для того чтобы локализовать распространение про- сочившихся в оборотную воду веществ и тем самым предотвра- тить загрязнение и коррозионное разрушение всей холодильной аппаратуры на НПЗ и НХЗ проектируются обособленные систем'ы оборотного водоснабжения. Первая система оборотного водоснабжения служит для охла- ждения или конденсации нефтепродуктов, содержащих углеводо- роды Сэ и выше; для охлаждения уплотнений насосов; из этой же системы подается вода на обессоливание нефти. Вторая система оборотного водоснабжения используется: для охлаждения или конденсации нефтепродуктов, содержащих угле- водороды С4 .и ниже; для охлаждения компрессорных агрегатов, подшипников насосов и тягодутьевых машин; для охлаждения инертных газов и жидкостей. 7* 195
Третья система оборотного водоснабжения (ныне повсемест- но исключаемая) предназначена для охлаждения нефтепродуктов путем непосредственного их контакта с водой. Четвертая система оборотного водоснабжения делится на ряд самостоятельных водооборотных циклов, предназначенных для водоснабжения производств неорганических и синтетических жирных кислот. Каждая система оборотного водоснабжения включает в себя блок оборотного водоснабжения, распределительную водопровод- ную сеть охлажденной воды и возвратную водопроводную сеть горячей воды. Блок оборотного водоснабжения состоит из: насосной, водоох- ладителей-градирен, нефтеотделителей (для первой- системы обо- ротного водоснабжения), установки по обработке воды для пред- отвращения коррозии, карбонатных отложений и биологичес- ких обрастаний холодильной аппаратуры и трубопроводов (для первой и второй систем оборотного водоснабжения), продукто- ловушки (для четвертой системы оборотного водоснабжения про- изводства синтетических жирных кислот), нейтрализатора (для четвертой системы оборотного водоснабжения производства неор- ганических кислот). 3. Система производственно-противопожарного водоснаб- жения, как правило, потребляет очищенные производственные и ливневые стоки и служит для подпитки систем оборотного водо- снабжения, для подачи воды для промывки нефтеаппаратуры пе- ред ее ревизией и ремонтом, для подачи воды на пожаротушение. Система состоит из кольцевого водопровода с пожарными гид- рантами и повысительной насосной с резервуарами противопо- жарного запаса воды. Назначение насосной — обеспечение увели- чения расхода и напора воды при возникновении пожара. 4. Система хозяйственно-питьевого водоснабжения использу- ется для подачи воды питьевого качества на питьевые нужды, в столовые, медпункты, лаборатории, бытовые .помещения, душе- вые, санузлы и т. п. Система состоит из водозаборных сооруже- ний, насосной станции, сооружений по обработке воды (при необ- ходимости), водопровода и внутреннего, санитарно-технического оборудования зданий, Глава 8 ОХРАНА ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВРЕДНЫМИ ВЫБРОСАМИ НПЗ И НХЗ Быстрые темпы роста нефтеперерабатывающей и нефтехими- ческой промышленности делают исключительно важной задачу охраны внешней среды от загрязнений вредными выбросами НПЗ и НХЗ. Поэтому в ходе разработки проектов следует предусмат- 196
ривать комплекс мероприятий, призванных сократить потери не- фтепродуктов и реагентов, вредные выбросы в атмосферу, воду, почву-. 8.1. ИСТОЧНИКИ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ Основными вредными веществами, выбрасываемыми в атмо- сферу на НПЗ и НХЗ, являются углеводороды, сернистый газ, сероводород, окись углерода, аммиак, фенол, окислы азота и т. д. К числу наибодее крупных источников загрязнения атмосфе- ры относятся: резервуары, в которых хранятся нефть, нефтепро- дукты, различные токсичные легкокипящие жидкости; очистные сооружения; некоторые технологические установки (АВТ, ката- литический крекинг, производство битумов и др.); факельные си- стемы. . Резервуары. Из резервуаров, входящих в состав промежуточ- ных,- сырьевых и товарных парков, углеводороды выделяются при «больших» и «малых» дыханиях, -г. е. в процессе закачки и откачки продуктов' и при изменении температуры и давления в газовом пространстве резервуаров. Выброс углеводородов из ре- зервуаров составляет около 40% от общего выброса в атмосферу углеводородов на НПЗ. Объекты канализации и очистки сточных вод. Выбросы серо- водорода и углеводородов на объектах канализации и очистки сточных вод составляют 15—20% общего выброса этих веществ. Источником выделения вредных веществ являются негерметизи- рованные канализационные колодцы, открытые нефтеотделители и нефтеловушки, флотаторы и аэротенки и др.' Узлы оборотного водоснабжения. Оборотная вода, поступаю- щая под давлением 0,2—0,3 МПа на градирни узлов оборотного водоснабжения, как правило, содержит углеводороды и другие вредные вещества, попавшие в нее за счет неплотностей конден- сационно-холодильного оборудования. При снижении давления до атмосферного происходит испарение и выделение в атмосферу этих вредных веществ. Сливо-наливные железнодорожные эстакады. При негерме- тизированном сливе и наливе нефтепродуктов и легковоспламе- няющихся жидкостей в атмосферу выделяются пары из цистерн в количестве 0,1—0,5% от объема наливаемого продукта. Технологические установки. На технологических установках имеются как неорганизованные, так и организованные источники выбросов. Причиной выделения в атмосферу углеводородов, се- роводорода, аммиака, фенолов является несовершенство техно- логического процесса, недостаточно высокий технический уровень оборудования, нарушения режима эксплуатации. Вредные веще- ства выделяются через неплотности в насосно-компрессорном оборудовании и арматуре, из открытых лотков, не закрытых воз- душников отдельных аппаратов. 197
Специфические выбросы в атмосферу имеют место на уста- новках каталитического крекинга и производства битумов. Эти установки загрязняют атмосферу окисью углерода, а установки каталитического крекинга, кроме того, и катализаторной пылью На газофракционирующих установках эксплуатируются га- зомоторные компрессоры, которые являются источником загряз- нения атмосферы окисью углерода и окислами азота. Факельные трубы. Горящие факельные трубы НПЗ и НХЗ представляют собой источник выделения в атмосферу большого количества окислов серы, азота и углерода, а также неполностью разложившихся углеводородов. При открытом сжигании в фа- кельных устройствах тяжелых компонентов в атмосферу выделя- ется значительное количество дыма. Кроме того, факельные све- чи являются источником вредного светового излучения. Дымовые трубы. При использовании в качестве топлива неф- тезаводских печей и заводских ТЭЦ неочищенного газа и серни- стого мазута в атмосферу выделяются сернистый ангидрид и оки- слы азота. Поскольку зимой увеличивается количество сжигаемо- го топлива, в этот период заметно возрастает загрязнение атмо- сферы сернистым ангидридом и окислами азота. ТАБЛИЦА 8.1. Распределение выбросов вредных веществ в атмосферу по основным источникам от общего количества выбросов Источники загрязнения атмосферы Ингредиенты выбросов, а углеводо- роды со so, NO, H,s твердые Резервуары 40,7 — — — 9.6 — Градирни и нефтеотде- 14,6 — — — 9,5 — лятели Очистные сооружения 12,4 — — 20,3 — Сливо-наливные эста- 3,1 —- — — — — кады 72,6 Дымовые трубы — 43,4 56,9 -— — Факельные стояки Выбросы на установках: 3,5 4,8 19,9 5,4 44,6 4,7 вакуумсоздающие си- — —— — —— стемы АВТ вентиляционные . си- 2,0 — — — 2,8 0,7 стемы 30,7 2,5 регенераторы устано- — — —- 23,3 вок каталитическо- го крекинга 10,5 14,7 газомоторные ком- — — — прессоры узлы рассева и пнев- — — — — — 29,5 мотранспорта ката- лизаторов 19,4 негерметичность обо- — — — — — рудования 10,6 7,3 13,2 Прочие источники 4,3 20,7 41,8 198
В табл. 8.1 приводятся данные о доле различных источников выбросов в атмосферу в общей величине выброса, полученные в результате обследований и паспортизации источников выбросов. 8.2. ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ На основании результатов многолетних исследований опреде- лены направления борьбы с загрязнением атмосферы, вредными выбросами НПЗ и НХЗ. В проектах строительства новых и ре- конструкции действующих предприятий предусматривается комплекс мероприятий по снижению выбросов в атмосферу угле- водородов, сероводорода, окислов серы и азота, окиси углерода и других вредных веществ. Резервуарные парки. С целью значительного сокращения по- терь углеводородов хранение нефти и легкокипящих продуктов на товарно-сырьевых базах НПЗ и НХЗ предусматривается в на- стоящее время только в резервуарах с понтонами и плавающими крышами. В промежуточных парках технологических установок заметное снижение выбросов достигается применением газоурав- нительных систем. Для предотвращения контакта некоторых про- дуктов с кислородом воздуха хранение этих продуктов организу- ется под азотной «подушкой». Весьма эффективным мероприятием, предотвращающим вы- брош—вредных веществ в атмосферу, является проектирование комбинированных установок и установок, работающих по схеме прямого питания. В проектах следует в максимально возможной' степени предусматривать подачу продуктов с одной установки на другую, минуя промежуточные резервуарные парки,’ через буферные емкости, снабженные «подушкой» инертного или угле- водородного газа. Системы водоснабжения и канализации. Сокращение выбро- сов вредных веществ в атмосферу с градирен оборотного водо- снабжения достигается путем ликвидации источников поступле- ния этих веществ в оборотную воду. В проектах предусматрива- ется широкое внедрение воздушного охлаждения, герметизация трубных пучков и крышек водяных холодильников, ликвидация узлов охлаждения продуктов непосредственным смешением. При проектировании вакуумных систем следует избегать применения барометрических конденсаторов смешения, что позволяет отка- заться от эксплуатации третьей системы оборотного водоснабже- ния, которая является крупным источником выделения в атмо- сферу паров углеводородов и сероводорода Чтобы ликвидировать или значительно сократить вредные выбросы нефтеловушек, нефтеотделителей и других устройств канализационных систем, в проектах предусматривается внедре- ние систем закрытого дренажа, герметизация колодцев, сооруже- ние нефтеловушек закрытого типа. Необходимо, чтобы в проек- тах НПЗ и НХЗ учитывалась очистка нефтеловушек, ликвидация 199
накапливающихся в них остатков. С этой целью проектируются специальные установки по сжиганию шламов. Сливо-наливные эстакады. С целью сокращения потерь про- дуктов при сливе следует применять только освоенные серийно установки герметизированного слива нефтепродуктов. Переход на полностью герметизированный налив нефтепродуктов и легко- кипящих веществ в ближайшее время неосуществим в связи с от- сутствием серийного выпуска технических средств для этой це- ли. Поэтому в проектах необходимо предусматривать комплекс организационно-технических мероприятий, позволяющих снизить потери при наливе — внедрение ограничителей налива, телескопи- ческих стояков, организацию налива продуктов в слой жидкости, а не открытой струей. Факельные трубы. Для сокращения вредных выбросов от го- рящих факелов в проектах применяется комплекс мероприятий, которые: 1) предотвращают сброс на факел; 2) позволяют в максимально возможной степени утилизировать сброшенные в факельную систему пары и газы; 3) улучшают условия сгорания на факеле. Для предотвращения частого сброса на факел установочное давление предоханительных клапанов и, соответственно, расчет- ное давление аппаратов принимается на 15—20% выше рабочего, технологического давления. В проектах детально прорабатыва- ются мероприятия по увязке газового баланса с тем, чтобы по- лучаемые в технологических процессах углеводородные газы использовались как топливо, а не сжигались бесполезно на фа- келах. В проекты НПЗ, НХЗ и отдельных крупных комплексов вклю- чаются общезаводские и специализированные факельные систе- мы, состоящие из коллекторов и факельных хозяйств, основы про- ектирования которых изложены в гл. 5. Схемы факельных хо- зяйств обеспечивают возврат газов в переработку, сокращение доли сжигаемых на факеле продуктов. Чтобы улучшить условия эксплуатации факельных труб, применяется бездымное сжигание газа, а также системы автома- тизированного зажигания факела. Дымовые трубы. Для снижения выброса сернистого ангидри- да при сжигании топлива в проектах НПЗ и НХЗ необходимо предусматривать следующие мероприятия: полное использование сухого газа для топливных нужд; очистку сухих газов от серы; приготовление для собственных нужд НПЗ малосернистого ма- зута; объединение дымопроводов от всех печей установки с це- лью строительства на установке одной высокой дымовой трубы взамен множества мелких труб. Выбросы вакуумсоздающих систем. Как следует из табл. 8.1, вакуумсоздающие системы АВТ являются наиболее крупным ис- точником выброса в атмосферу сероводорода. Для ликвидации этого выброса запроектированы узлы утилизации выхлопа из по- следней ступени эжектора путем сжигания его в трубчатой печи. 200 '
Разработаны также проекты очистки выхлопа от сероводорода раствором моноэтаноламина. Выбросы на технологических установках. Сокращению вред- ных выбросов в атмосферу на технологических установках спо- собствуют: применение укрупненных и комбинированных устано- вок, что розволяет уменьшить число единиц оборудования; ис- пользование в проектах насосов с торцовыми уплотнениями и бес- сальниковых герметичных электронасосов; применение более со- вершенных конструкций теплообменного оборудования. С целью сокращения потерь в проектах стремятся широко использовать поршневые компрессоры без смазки, центробежные машины. Раз- работаны новые конструкции компрессоров, которыми оснащают- ся проектируемые газофракционирующие установки. Этими же ма- шинами заменяются устаревшие газомоторные компрессоры на реконструируемых установках. Сокращение выбросов окиси углерода на установках катали- тического крекинга и производства битумов достигается дожи- том отходящих газов в специальных печах и котлах-утилизаторах. Для уменьшения выбросов катализаторной пыли проектируются узлы очистки газов от пыли с помощью циклонов и электрофильт- ров. Вместе с тем сокращению выбросов катализаторной пыли способствует совершенствование применяемых катализаторов, повышение их устойчивости к истиранию. 8.3. СТОЧНЫЕ ВОДЫ, ИСТОЧНИКИ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКА, СИСТЕМЫ КАНАЛИЗАЦИИ Классификация сточных вод. По роду образования различа- ют производственные и непроизводственные сточные воды. Производственные сточные воды, согласно «Норм технологи- ческого проектирования производственного водоснабжения, кана- лизации и очистки сточных вод предприятий нефтеперерабатыва- ющей и нефтехимической промышленности. ВНТП 25—79», в свою очередь делятся на две группы, в основном, по признаку возможности их повторного использования. В канализационной технике эти группы стоков именуются стоками первой системы ка- нализации и стоками второй системы канализации. Удельное количество производственных сточных вод, обра- зующихся на 1 т перерабатываемой нефти, показано в табл. 8.2. ТАБЛИЦА 8.2. Количество сточных вод, образующихся при переработке нефти (в расчете на 1 т нефти) Тип завода Количество производственных сточных вод, м’/т нефти первой системы второй системы НПЗ топливного профиля НПЗ топливно-масляного профиля НХЗ 0,23—0,25 0,40—1,50 2,0—3,0 0,10-0,20 0,10-0,25 1,20-2,00 201
К непроизводственным сточным водам относятся: ливневые и талые воды (собираемые с незастроенных территорий); хозяйст- венно-фекальные сточные воды. Количество сточных вод разного вида зависит от типа и соста- ва НПЗ и НХЗ, их географического расположения и числа рабо- тающих на предприятии. Расчетное абсолютное и относительное количество сточных вод в их годовом балансе можно показать на примере НПЗ топ- ливного профиля, расположенного на Северо-Западе СССР: Сточные воды первой системы канали- 8 505 000 м3/год (72%) зации Сточные воды второй системы канали- 2 065 000 . (17%) зации Ливневые и талые сточные воды (с не- 800 000 . (7%) застроенных территорий) • Хозяйственно-фекальные сточные воды 450 000 . (4%) Всего 11 820 000 м3/год (100%) Источники образования и характеристика сточных вод. I. Про- изводственные сточные воды первой системы канализации обра- зуются за счет: 1) использования и последующего сброса загрязненной неф- тепродуктами воды при охлаждении уплотняющих устройств на- сосов, после промывки нефтепродуктов вслед за их защелачива- нием, после промывки нефтеаппаратуры и железнодорожных цистерн, при смыве полов в производственных помещениях; 2) сброса подтоварной воды из резервуаров для хранения нефтепродуктов; 3) сброса конденсата водяного пара, загрязненного нефте- продуктом в результате образования свищей на теплообменных трубках паровых нагревателей; 4) сбора ливневых и талых вод с производственных террито- рий, загрязненных нефтепродуктами. 'Усредненная характеристика загрязненности сточных вод (рН = 7,8-н8,6) первой системы (в мг/л): Взвешенные вещества (механические примеси) <100 Общее солесодержание ’ <2000 Нефтепродукты <5000 БПКооян 250-450 Величина БПКполн — биохимическая потребность стока в ки- слороде за 20 дней, показатель, характеризующий загрязнен- ность стока биологически окисляемыми органическими вещест- вами. Сточные воды первой системы после их очистки используют- ся повторно. II. Производственные сточные воды второй системы канали- зации представляют собой стоки нескольких видов, каждый из 202
которых обладает только ему присущим специфическим загряз- нением. Ниже приводятся наиболее типичные представители стоков второй системы. 1. Стоки ЭЛОУ (pH = 7,5 ч-7,8) образуются при электрообес- соливании сырой нефти, за счет непосредственного контакта неф- ти с водой, загрязнения и сброса последней. Количество стоков на 1 т перерабатываемой нефти составляет 0,1—0,18 м3. Характе- ристика загрязненности стока (в мг/л): Взвешенные вещества <1000 Общее солесодержание <50 000 Нефтепродукты < 10 000 Поверхностно-активные вещества 80—100 Фенолы 15—20 БПКполн 300-500 2. Концентрированные сернисто-щелочные стоки (pH =14) об- разуются при переработке сернистых и высокосернистых нефтей за счет непосредственного контакта водяного пара и его конден- сата с нефтепродуктами и реагентами, участвующими в техноло- гическом процессе. Конденсат водяного пара, загрязняясь, превращается в серни- сто-щелочной раствор, отстаивается и сбрасывается. Характеристика загрязненности стока (в мг/л): Нефтепродукты 3000 Сера (общая) 35000 Фенолы 5000 Общая щелочность 100000 Сульфиды 26 000 БПКполи 75000 3. Стоки производств неорганических кислот образуются в ос- новном за счет сбора ливневых и талых вод с производственных площадок, загрязненных кислотами в результате их утечек, про- ливов и т. п. Концентрация кислот в стоке поэтому непостоянна. 4. Стоки производств синтетических жирных кислот (pH = 4) образуются аналогична стокам первой системы, Но по составу, разумеется, полностью от них отличаются. Характеристика загрязненности стока (в мг/л): Парафин и парафиноподобные вещества <150 БПКполн 7 200 Стоки второй системы после очистки сбрасываются в водоем, III. Ливневые сточные воды (с незастроенных ’территорий) названы так по источнику их образования. Они загрязнены смы- ваемыми с поверхности земли механическими примесями и не- значительным количеством (до 125 мг/л) нефтепродукта. После отстаивания ливневые сточные воды используются для нужд водоснабжения предприятия. IV. Хозяйственно-фекальные сточные воды образуются в сан- узлах, душевых, бытовых помещениях, прачечных и столовых. После очистки они сбрасываются в водоем. 203
Системы канализации сточных вод. Набор образующихся стоков, технология их очистки, а также возможность повторного использования некоторых стоков определяют число раздельных систем и подсистем канализации. На НПЗ и НХЗ, как правило, проектируются четыре системы канализации. I. Первая система канализации служит для сбора, отведения и очистки производственно-ливневых сточных вод. Данные стоки подвергаются последовательно механической, физико-химической и биохимической очистке с последующим фильтрованием. В составе механической очистки стоков предусматриваются: 1) песколовки для задержания грубых минеральных примесей; 2) нефтеловушки для извлечения основной массы нефтепродук- тов и осаждения более мелких минеральных примесей; 3) от- стойники для дальнейшего отделения нефти и осаждающихся взвесей. Физико-механическая очистка осуществляется на напо’рных флотационных установках, с обработкой стоков коагулянтом и флокулянтом, для удаления эмульгированных нефтепродуктов. В аэротенках-смесителях проводится биохимическая доочист- ка стоков в смеси с биогенными добавками, необходимыми для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов (активный ил)', участвующих в процессе очистки. Процесс биохимической очистки является искусственно интен- сифицированным процессом самоочищения естественных водое- мов. Очищенные таким образом стоки используются после фильт- рования для производственного водоснабжения предприятия в смеси с лйвневыми водами. Уловленные в процессе очистки сто- ков нефтепродукты возвращаются на переработку. В табл. 8.3 приведены показатели остаточных загрязнений в очищенных сточных водах первой системы в сравнении с требо- ваниями к допустимым загрязнениям свежей воды, используемой для производственного водоснабжения. ТАБЛИЦА 8.3. Характеристика остаточной загрязненности очищенных сточных вод (в мг/л) Загрязнитель Свежая вода (pH - 7 -4-8,5) Очищенные стоки первой системы (pH — 6,9 —j— 8,5) Взвешенные вещества < 25 4-6 Сульфаты <130 < 500 Хлориды < 50 < 300 Общее солесодержание <500 <2000 Нефтепродукты — 2—3 ЬПКполв < 10 5—7 II. Вторая система канализации служит для сбора* отведения и очистки производственных сточных вод, повторное использова- 204
ние которых даже после очистки (ныне доступными методами), как правило, не представляется возможным. Выше было показа- но, что данные сточные воды являются суммой разнообразных по загрязнениям стоков. Технология механической и физико-хи- мической очистки каждого вида стока различна. Поэтому вто- рая система канализации в свою очередь делится на следующие подсистемы: стоков ЭЛОУ; концентрированных сернисто-щелоч- ных стоков; стоков, загрязненных неорганическими кислотами; стоков, загрязненных синтетическими жирными кислотами, и другие подсистемы, определяемые наличием специфических ви- дов стоков. Стоки ЭЛОУ подвергаются очистке, по технологии аналогич- ной очистке стоков первой системы, с той лишь разницей, что био- химическая очистка осуществляется, как правило, в две ступени. Биохимическая очистка стоков ЭЛОУ проходится в смеси с ос- тальными стоками второй системы, предварительно очищенными на собственных механических или физико-химических очистных сооружениях. Кроме того, на биохимическую очистку стоков вто- рой системы в качестве биогенной добавки может быть подана необходимая для этой цели часть механически очищенных и обеззараженных хозяйственно-фекальных стоков. Концентрированные сернисто-щелочные стоки обрабатываются на установках по обезвреживанию или регенерации щелочи и да- лее проходят биохимическую очистку в смеси с остальными сто- ками второй системы. Стоки, загрязненные неорта ются нейтрализации, после чего также в смеси с другими стока- ми своей системы поступают на биохимическую очистку. Стоки СЖК проходят механическую очистку в продуктоло- вушках, затем нейтрализуются и далее направляются на совме- стную биохимическую очистку стоков второй системы. Остаточные загрязнения очищенных стоков второй системы характеризуются следующими показателями (в мг/л): Взвешенные вещества Общее солесодержание (сухой остаток) Нефтепродукты 20—25 фенолы 0,1 5000-6000 БПКполн Ю-20 Растворенный кислород 2 Очищенные сточные воды второй системы сбрасываются в во- доем с соблюдением «Правил охраны поверхностных вод от за- грязнений сточными водами». Нередко эти «Правила» обусловливают необходимость допол- нительной очистки сточных вод. В таких случаях применяется ли- бо фильтрование, либо флотация стоков с дальнейшим их пребы- ванием в биологических прудах в течение 5—10 суток. Проектами ряда новых заводов предусмотрены, а на некото- рых заводах уже действуют установки термического обезврежи- вания стоков (УТОС). На данных установках стоки ЭЛОУ после механической и физико-химической очистки подвергают упар- 205
ке с повторным использованием конденсата и утилизацией полу- ченных солей. В настоящее время имеются проектные разработки схем «бессточных заводов». III. Третья система канализации служит для сбора, отведе- ния и аккумулирования ливневых и талых вод с незастроенных территорий. После отстаивания в прудах-накопителях ливневые воды смешиваются с очищенными сточными водами первой си- стемы и подаются на производственное водоснабжение предпри- ятия. IV. Четвертая система канализации служит для сбора, отве- дения и очистки хозяйственно-фекальных сточных вод. После очи- стки данные стоки сбрасываются в водоем. Повторному их ис- пользованию препятствуют санитарно-гигиенические требования. 8.4. РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ И ВРЕМЕННО СОГЛАСОВАННЫХ ВЫБРОСОВ ДЛЯ НПЗ И НХЗ В целях усиления защиты атмосферы от загрязнений, улучше- ния контроля за вредными выбросами ведется работа по установ- лению для каждого промышленного предприятия предельно до- пустимых выбросов вредных веществ (ПДВ). Предельно допустимый выброс является научно-техническим нормативом, устанавливаемым для каждого конкретного источ- ника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы вредных веществ от него и всей совокупности источников города или другого населенного пункта не создадут приземных концентра- ций, превышающих установленные нормативы качества воздуха. В тех случаях, когда на предприятии величина ПДВ по. объек- тивным причинам не может быть достигнута в настоящее время, по согласованию с органами Госкомгидромета планируется по- этапное, с указанием продолжительности каждого этапа сниже- ние выбросов до величин, обеспечивающих соблюдение ПДВ. На этот период для предприятий устанавливаются величины времен- но согласованных выбросов (ВСВ). Величины ПДВ и ВСВ устанавливаются в т/год, а контроль- ные значения — в г/с. Контрольные значения ПДВ и ВСВ не дол- жны быть превышены в любой двадцатиминутный интервал. ПДВ и ВСВ, как правило, устанавливаются для каждого ис- точника загрязнений отдельно. Однако, учитывая- специфику НПЗ и НХЗ, характеризующихся большим числом мелких выбро- сов в атмосферу одного и того же ингредиента, рассредоточен- ных на площадке предприятия, допускается установление ПДВ (ВСВ) подобных ингредиентов для основных источников загряз- нения воздушного бассейна и суммарного ПДВ (ВСВ) для пред- приятия в целом. При наличии на НПЗ и НХЗ производств с крупными выбросами в атмосферу неспецифичных для всего за- вода веществ (серный ангидрид, СЖК, СЖС и т. п.) для них устанавливаются отдельные величины ПДВ (ВСВ). 206
В 1980 г. была начата работа по установлению ПДВ (ВСВ) для всех промышленных предприятий страны, В соответствии с приказами Миннефтехимпрома СССР в 1980—82 г.г. проводи- лось установление ПДВ для 20 нефтеперерабатывающих и неф- техимических заводов. В настоящее время эта работа продолжа- ется для следующей группы предприятий. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ- промышленными выбросами определены в ГОСТ 17.2.3.02—78. При расчете ПДВ и ВСВ для НПЗ и НХЗ руководствуются также «Временной методикой нормирования промышленных вы- бросов в атмосферу», разработанной Главной геофизической об- серваторией и утвержденной Государственным Комитетом СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды в марте 1981 г., отраслевой «Временной инструкцией по установлению до- пустимых выбросов вредных веществ в атмосферу предприятиями Миннефтехимпрома СССР», согласованной Госкомгидрометом СССР и Министерством здравоохранения СССР. Проведение работ по установлению ПДВ (ВСВ) на предпри- ятиях возглавляется ведомственными головными организациями, z функции которых обычно поручаются проектным институтам — генеральным проектировщикам предприятий. В работе участву- ют также отраслевые научно-исследовательские институты и са- ми предприятия. В процессе установления ПДВ для действующего НПЗ или НХЗ предприятия проводят инвентаризацию источников выбро- сов в атмосферу в соответствии с действующими методическими указаниями ЦСУ и Госснаба СССР, оформляют таблицы пара- метров выбросов в атмосферу, согласовывают результаты инвен- таризации источников выбросов с контролирующими органами. Ведомственные головные организации по установлению ПДВ оп- ределяют мероприятия по уменьшению вредных выбросов в ат- мосферу, осуществляют расчеты на ЭВМ рассеивания вредных выбросов как по фактическим данным предприятия, так и с уче- том мероприятий по уменьшению выбросов. Затем ведомственная головная организация с учетом результатов расчетов определяет величину ПДВ или ВСВ, согласовывает предлагаемые значе- ния с органами Госкомгидромета, Министерства здравоохране- ния и соответствующим всесоюзным промышленным объедине- нием. Результаты работы, выполненной ведомственными головными организациями, оформляются в виде тома «Охрана атмосферы и предложения по предельно допустимым выбросам (ПДВ) и вре- менно согласованным выбросам (ВСВ) для предприятий». Струк- тура тома приводится во «Временной методике нормирования про- мышленных выбросов в атмосферу». Расчеты ПДВ и ВСВ, проведенные ведомственными головными организациями, передаются головной городской организации, ко- торая рассматривает представленные материалы, корректирует предложения головных ведомственных организаций, составляет 2Q7
расчет ожидаемого поля концентраций вредных веществ при не- благоприятных метеорологических условиях. Установленные значения ПДВ (ВСВ) должны пересматри- ваться не реже одного раза в 5 лет, и, следовательно, определе- ние ПДВ (ВСВ) в настоящее время является одной из постоян- ных форм работы проектных организаций — генпроектировщиков НПЗ и НХЗ. Для вновь проектируемых предприятий расчетные значения ПДВ устанавливаются проектирующей организацией на всех ста- диях проектирования (обосновывающие материалы, проект, рабо- чие чертежи) по проектным данным и согласовываются с орга- нами Госкомгидромета. Если после установления ПДВ (ВСВ) для предприятия принимается решение о строительстве на нем новых объектов или о реконструкции отдельных цехов, то в объе- ме разрабатываемой технологической документации должны быть представлены материалы о вредных выбросах нового произ- водства, причем величина этих выбросов не должна приводить к превышению ПДВ. Глава 9 РАЗРАБОТКА МОНТАЖНОЙ И СТРОИТЕЛЬНОЙ ЧАСТЕЙ ПРОЕКТА 9.1. МОНТАЖНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Монтажное проектирование является органическим продолже- нием технологической разработки проекта, но осуществляется, как правило, инженерами-механиками, именуемыми в проектной практике монтажниками. Главная цель монтажного проектирова- ния— наиболее рациональное размещение оборудования, зданий и сооружений, трубопроводов и коммуникаций в пространстве проектируемого объекта. Под рациональным размещением оборудования, зданий и со- оружений подразумевается такая компоновка объекта, в кото- рой при соблюдении требований действующих норм и правил од- новременно обеспечивается: 1) технологическая последовательность процесса производ- ства; 2) минимально возможная протяженность всех коммуника- ций; 3) минимально возможные габариты зданий и сооружений, размеры производственных площадей и территории объекта в целом; 4) надежность, безопасность и удобство эксплуатации объекта; 5) удобство проведения ремонтных работ на объекте; 29?
6) максимальная блокировка зданий и строительно-монтаж- ная технологичность возведения объекта; 7) учет «розы ветров», стран света и расположения объекта на генплане завода. Изложенные основные принципы рациональной компоновки зачастую противоречат как один другому, так и действующим нормам и правилам. Например, стремление к сокращению про- изводственных площадей и территорий всегда вступает в противо- речие с удобствами эксплуатации и проведения ремонтных работ, а также с нормативными требованиями противопожарных раз- рывов. Поэтому компоновка объекта является ответственным этапом проектирования, требующим учета и оптимизации мно- гочисленных факторов: технических, экономических, надежно- сти, безопасности и т. д. Выполняющий компоновку объекта проектировщик должен обладать широтой технического кругозора, а также достаточной суммой знаний по смежным частям проекта, позволяющих ему правильно учитывать влияние этих частей проекта на принимае- мые решения. Наиболее сложными объектами монтажного проектирования являются технологические установки НПЗ и НХЗ, насыщенные разнообразным оборудованием, агрегатами, трубопроводами и коммуникациями. Монтажное проектирование технологической установки можно разделить на три этапа. Первый этап включает в себя создание предварительной ком- поновки установки, проработку трубных обвязок оборудования и трубопроводных технологических коммуникаций, разработку первичных строительных заданий на здания и сложные инженер- ные сооружения (этажерки, постаменты). На втором этапе разрабатываются уточненная компоновка, монтажные чертежи (до степени готовности 60—65%) трубных об- вязок и коммуникаций, окончательные строительные задания. На третьем этапе разрабатывается окончательная компоновка установки, завершаются монтажные чертежи, составляются спе- цификации, ведомости объемов работ и задание на составление смет по монтажной части проекта. Технологическая установка компонуется при непременном участии ведущих специалистов, возглавляющих проектирование смежных частей проекта этой же установки: технологов, строите- лей, автоматики и КИП, электриков и сантехников. Основой для компоновки служат: технологическая схема, спе- цификация (экспликация) технологического оборудования и тех- нологические задания на разработку всех смежных частей про- екта. Приступая к компоновке на первом этапе проектировщик-мон- тажник выделяет то оборудование, которое по эксплуатацион- ным характеристикам или (что реже) по требованиям технологи- ческого процесса следует устанавливать в отапливаемых здани- ях (компрессоры, центрифуги, мешалки, фильтр-прессы и т. п.). 2У9
Затем выделяется оборудование, устанавливаемое под навесами (в основном насосы), и оборудование, размещаемое открыто, но на повышенных отметках (специально создаваемых для этой це- ли постаментах и этажерках). Для выделенного оборудования определяются приближенные габариты зданий, постаментов, этажерок и навесов. Чаще всего постаменты одновременно выполняют роль навесов для насосов, располагаемых под ними. Габариты зданий определяются с уче- том вспомогательных помещений: вентиляционных камер, элек- трощитовых и местных операторных. Остальная часть оборудова- ния, устанавливаемая открыто, группируется в технологические блоки. Блоки разделяются по функциональному назначению (трубчатые нагреватели и узлы утилизации теплоты, теплообмен- ники, отстойники и емкости), по высотному габариту и по другим признакам. Затем с привлечением соответствующих специалистов опреде- ляются приближенные габариты помещений и зданий для цен- тральной операторной, распределительно-трансформаторной под- станции и противопожарной водопенной насосной станции. В настоящее время компоновка часто выполняется с помощью макетного метода проектирования. На планшете плана технологической установки в масштабе 1:100, 1:50 или 1:25 располагают макеты зданий, сооружений, оборудования, трубопроводных эстакад, монтажных и противо- пожарных проездов, руководствуясь при этом принципами рацио- нальной компоновки и соблюдая требования действующих норм и правил (главным образом в части противопожарных расстоя- ний). Центральную операторную следует стремиться располагать симметрично относительно технологических блоков, зданий, со- оружений и с наветренной стороны установки, если, разумеется, при этом она не попадет в зону распространения более вредных выбросов от соседнего объекта; и наоборот, здания и оборудова- ние с вентиляционными и вредными выбросами в атмосферу сле- дует по возможности располагать с подветренной стороны уста- новки. Компоновка установки должна исключать застойные зоны, обеспечивая условия для естественной продуваемости территории. Необходимо помнить, что неудачное расположение фасадов зданий относительно стран света и «розы ветров» в первом слу- чае приводит к ухудшению естественной освещенности помеще- ний либо к их чрезмерному нагреву в жаркое время года, а во втором — к нежелательным дополнительным тепловым потерям здания в холодное время года. За сравнительно короткий отрезок времени позволяет ма- кетный метод выполнить несколько вариантов компоновки техно- логической установки. Каждый вариант компоновки подвергается рассмотрению ве- дущих специалистов смежных частей проекта. 210
При обсуждении вариантов уточняются компоновочные реше- ния и выявляется оптимальный вариант. Принятый вариант предварительной компоновки технологической установки перено- сится на чертеж, который размножается и передается исполните- лям для дальнейшего проектирования установки. Степень точности предварительной компоновки определяется недопустимостью последующего увеличения размеров территории установки, числа выбранных зданий, этажерок и постаментов. Разумеется, это требование выполнимо только в том случае, ког- да не изменяется технологическая схема. Следующей задачей монтажников является точное определе- ние потребных габаритов производственных зданий, навесов, по- стаментов и этажерок, а также нагрузок от технологического оборудования и трубопроводов. Решением данной задачи созда- ется возможность разработки промежуточных чертежей зданий и сооружений, необходимых проектировщику-монтажнику в по- следующей работе. Для этого при проектировании зданий и со- оружений прорабатывается, в минимально необходимом объеме, трубная обвязка оборудования и трассировка технологических коммуникаций, уточняется расположение оборудования, точно устанавливается тип и расположение стационарных подъемно- транспортных средств для монтажных и ремонтных работ, опре- деляются монтажные проемы и площадки, проходы и площадки для обслуживания оборудования, выбираются места эвакуаци- онных выходов. При непосредственном участии проектировщиков-строителей, сантехников, электриков, специалистов по КИП и автоматике определяются размеры подсобно-вспомогательных помещений, их взаимное расположение с производственными помещениями, на- мечаются места прокладок вентиляционных воздуховодов, электрических кабелей и трасс КИП и автоматики. С помощью инженеров-строителей уточняется размещение оборудования на перекрытиях этажерок, постаментов и зданий. По несложным од- ноэтажным зданиям, руководствуясь эскизом здания, составлен- ным в результате монтажных проработок и совместных решений специалистов, архитектор разрабатывает промежуточные архи- тектурно-строительные чертежи (план, разрезы, фасады) этих зданий. Так как для разработки строительной части проекта по- стаментов, многоэтажных зданий и этажерок, требуется передать значительный объем информации, проектировщики-монтажники в этих случаях разрабатывают первичные строительные задания. Требования к строительным заданиям приведены в раз- деле 9.2. Параллельно с разработкой строительных заданий на здания и сооружения проектировщики-монтажники прорабатывают труб- ную обвязку блоков технологического оборудования, устанавли- ваемых открыто на нулевой отметке, и трассировку технологиче- ских коммуникаций, связывающих оборудование между собой и установку в целом с объектами общезаводского хозяйства. 211
В процессе такой проработки уточняются состав технологиче- ских блоков и размещение оборудования внутри блоков, распо- ложение технологических блоков, зданий и сооружений на терри- тории установки, а также определяются габариты и расположе- ние трубопроводных эстакад. Одновременно специалисты смежных частей проекта разраба- тывают и передают проектировщикам-монтажникам принципи- альные схемы паротеплоснабжения, водоснабжения, пенопожаро- тушения, предварительные планы прокладок по территории уста- новки электрических кабелей, трасс КИП и автоматики, сетей водопровода и канализации. После того как будут выполнены все необходимые монтаж- ные проработки и получены решения смежников по всем инженер- ным коммуникациям установки, а также разработаны промежу- точные архитектурно-строительные чертежи всех зданий и соору- жений, проектировщик-монтажник приступает к разработке про- межуточной (уточненной) компоновки технологической установки. На данном этапе проектировщик-монтажник должен на основе собственных разработок, а также разработок смежников уточнить, дополнить и по возможности улучшить ранее принятые компоно- вочные решения. При разработке уточненной компоновки, строго говоря, недо- пустимо принимать решения, ведущие к- увеличению ранее опре- деленных размеров территории технологической установки, чи- сла зданий, постаментов и этажерок или изменению их объемно- планировочных и конструктивных решений, уже разработанных в промежуточных строительных чертежах. В практике проектиро- вания такие случаи, однако, не являются исключением, и они, как правило, говорят о некачественной работе проектировщиков на первом этапе проектирования. Обнаруженные на последующих этапах проектирования ошибки, недоработки и неудачные реше- ния предыдущих этапов подлежат обязательному устранению. На уточненную компоновку наносятся все здания, сооруже- ния, оборудование и трубопроводные эстакады, приводятся их привязки, точность которых на данном этапе может находиться в пределах ±1,0 м. На данной компоновке показывается также размещение электроприводной арматуры, расположение монтаж- ных и противопожарных проездов. Уточненная компоновка технологической установки заменяет собой предварительную и передается всем смежникам для после- дующей работы. В процессе дальнейшей разработки чертежей трубных обвя- зок оборудования и трубопроводных коммуникаций, при степени готовности чертежей 60—65%, выявляются окончательные при- вязки оборудования, точное размещение и привязка трубопрово- дов, опор под трубопроводы и нагрузок на опоры, определяются расположение и размеры площадок для обслуживания оборудо- вания, арматуры и КИПиА. На данной стадии проектировщики-монтажники разрабатыва- 212
ют окончательные строительные задания по всем зданиям, соору- жениям и блокам технологического оборудования. Дальнейшее монтажное проектирование протекает парал- лельно строительному во взаимной увязанности с ним. Готовые строительные чертежи проверяются на соответствие выданным строительным заданиям и согласовываются проектировщиками- монтажниками. Окончательная компоновка технологической установки разра- батывается после выдачи всех строительных заданий, когда сте- пень готовности смежных частей проекта достигает 50—60%. После завершения разработки монтажных чертежей установ- ки составляются спецификации и ведомости объемов монтажных работ. Вся проектная документация проверяется, оригиналы под- писываются, с них снимаются копии и отправляются заказчику в заранее оговоренном числе экземпляров. Дополнительные копии заказных спецификаций и ведомостей объемов работ передаются специалистам-сметчикам в качестве задания на составление смет монтажной части проекта. 9.2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ Строительные задания — это исходные данные, на основании которых архитекторы и инженеры-строители проектируют зда- ния и сооружения для данного конкретного объекта. Разработчиками строительных заданий являются проектиров- щики-монтажники, электрики, сантехники, специалисты по авто- матизации производственного процесса, а также технологии. Выполняя строительное задание следует иметь в виду, что в целях индустриализации строительства здания и сооружения большей частью проектируются сборными, из унифицированных железобетонных и бетонных элементов. Унификация сборных элементов базируется на строительном модуле, выражающем кратность соотношения размеров зданий, сооружений и их частей. Поэтому задаваемые размеры зданий и сооружений должны быть кратны 6 м по горизонтали и 0,6 м по вертикали. Кроме того, по возможности, следует стремиться к созданию Зданий, которые своей конфигурацией в плане прибли- жаются к квадрату. Именно в таких зданиях, при прочих равных условиях, стоимость 1 м2 производственной площади мини- мальна. На здания и сложные инженерные сооружения составляются два вида строительных заданий — первичное (предварительное) и окончательное, на остальные сооружения — одно (окончательное) по каждому сооружению. В первичных строительных заданиях графически изображают- ся поэтажные планы и разрезы производственных зданий и со- оружений с размещенным в них оборудованием, даются привяз- ки оборудования к строительным осям, размеры помещений, от- метки перекрытий, постоянные нагрузки от каждой единицы обо- 213
рудования и временные нагрузки, возникающие при монтаже и ремонтных работах; указываются размеры монтажных проемов и площадок, проходов и площадок для обслуживания, задаются места эвакуационных выходов, приводится шумовая характери- стика оборудования. Технологи дополняют строительное задание наименованием обращающихся в производственном процессе веществ, их классом опасности; обозначениями классов и категорий взрывопожаро- опасности производственных зон и помещений; сведениями о на- личии или отсутствии постоянных рабочих мест; характеристикой работы обслуживающего персонала потребной для расчета есте- ственного и искусственного освещения. Таким образом, первичные строительные задания должны со- держать объем информации, необходимый для определения ос- новных архитектурно-строительных решений, выбора и расчета строительных конструкций, разработки промежуточных архитек- турно-строительных чертежей зданий и сооружений (поэтажные планы, разрезы и фасады зданий, опалубочные чертежи железо- бетонных постаментов и этажерок или монтажные схемы метал- лических постаментов и этажерок). Точность первичных строи- тельных заданий должна обеспечивать последующую неизмен- ность принятых на их основе объемно-планировочных и основных конструктивных, строительных решений зданий и сооружений. В окончательных строительных заданиях уточняются сведе- ния о первичных строительных заданиях и дополнительно при- водится информация, нужная для окончательной разработки строительной части проекта. В составе дополнительной информации содержатся исчерпы- ‘ вающие данные для строительного проектирования фундаментов под оборудование, опор для трубопроводов, трубопроводных эстакад, обслуживающих площадок и лестниц. Там же приводят- ся сведения об отверстиях в стенах и в перекрытиях для прохода трубопроводов. Окончательные строительные задания разрабатываются в графической форме с приведением всех необходимых размеров, привязок, отметок и нагрузок. 9.3. СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Строительная часть проекта объектов НПЗ и НХЗ обычно состоит из четырех разделов: 1) архитектурно-строительного; 2) отопления и вентиляции (ОиВ); здесь же при необходимо- сти приводится раздел о кондиционировании воздуха; 3) водоснабжения и канализации (ВиК); сюда же включает- ся обычно раздел водопенного пожаротушения; 4) генплана. Подробно вопросы строительного проектирования освещены в специальной литературе. Здесь рассматриваются только основ- 214 -
ные принципы строительного проектирования и взаимодействие проектировщиков-строителей со смежниками в процессе разра- ботки проекта. К основным принципам строительного проектирования отно- сятся следующие: 1. Надежность — способность зданий и сооружений длитель- ное время, исчисляемое десятками лет, выдерживать нагрузки и воздействия как внутренние (от оборудования, трубопроводов, перерабатываемых веществ), так и внешние (атмосферные и сей- смические). Надежность зданий и сооружений создается за счет должного учета всех нагрузок и воздействий, выбора наиболее рациональной конструктивной схемы, правильного расчета на прочность и устойчивость, применения соответствующих строи- тельных материалов и конструкций^ защиты последних от агрес- сивного воздействия применяемых в процессе производства кислот и щелочей. 2. Противопожарная устойчивость — способность зданий и со- оружений противостоять пожарам при одновременном обеспече- нии максимума безопасности персоналу. В соответствии с дей- ствующими нормами производственные процессы по взрывной и пожарной опасности отнесены к шести категориям. К категории А (взрывопожароопасные) относятся производст- ва, в которых обращаются: горючие газы с нижним пределом взрываемости 10% и менее к объему воздуха; жидкости с темпе- ратурой вспышки паров 28°С и менее при условии, что указанные газы и жидкости могут образовать взрывоопасные смеси в объ- еме, превышающем 5% объема помещения; вещества, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воз- духа или друг с другом. К категории Б (взрывопожароопасные) относятся производ- ства, где обращаются: горючие газы с нижним пределом взры- ваемости более 10% к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров от 28 до 61°С включительно;, жидкости, нагретые в условиях производства до температуры вспышки и выше; горю- чие пыли или пыли с нижним пределом взрываемости 65 г/м3 и менее к объему воздуха при условии, что указанные газы, жидко- сти и пыли могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения. К категории В (пожароопасные) относятся производства, где обращаются:, жидкости с температурой вспышки паров выше 61° С; горючие пыли или волокна с нижним пределом взрываемо- сти более 65 г/м3 к объему воздуха; вещества, способные только гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха иди друг с другом; твердые сгораемые вещества и материалы. К категории Г (невзрыво- и непожароопдсные) относятся про- изводства, где обращаются несгораемые вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии; твердые, жидкие и газообразные вещества сжигаются или утилизируются в качестве топлива,. . 215
К категории Д (невзрыво- и непожароопасные) относятся производства, где обращаются несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии. К категории Е (взрывоопасные) относятся производства, в ко- торых обращаются: горючие газы без жидкой фазы и взрыво- опасной пыли в таком количестве, что они могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема поме- щения, и в котором по условиям технологического процесса возможен только взрыв (без последующего горения); вещества, способные взрываться (без последующего горения) при взаи- модействии с водой, кислородом воздуха или друг, с дру- гом. Противопожарность зданий и сооружений в зависимости от категории взрыво- и пожароопасности размещаемого в них про- изводства обеспечивается за счет соответствующей степени огне; стойкости, противопожарной защиты и сигнализации, членения зданий несгораемыми стенами — брандмауэрами, четкой органи- зации эвакуационных путей и выходов и других мероприятий. Так, помещения с разными категориями производств во избежание распространения пожара разделяются брандмауэрами и оборуду- ются индивидуальными системами вентиляции. Помещения с ка- тегориями производств А, Б и Е оборудуются стационарными си- стемами пенопожаротушения, остальные, помещения — противопо- жарным водопроводом. Над помещениями с производствами ка- тегории А, Б и Е не допускается размещение помещений других категорий. 3. Огнестойкость — способность зданий и сооружений выдержи- вать в течение определенного отрезка времени воздействие от- крытого огня или Высокой температуры без деформаций и раз- рушений. Огнестойкость зданий и сооружений определяется пределом огнестойкости их основных строительных конструкций: стен, ко- лонн, перекрытий, покрытий и внутренних перегородок. Предел огнестойкости конструкций зависит от их возгораемости (несгора- емые, трудносгораемые и сгораемые) и минимального размера сечения конструкции. Предел огнестойкости строительной конструкции определяет- ся временем в часах от начала испытания конструкции на огне- стойкость до возникновения одного из следующих признаков: об- разование в конструкции сквозных трещин или отверстий; повы- шение температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140°С или в любой точке более чем на 180°С; потеря конструкцией несущей способности (обрушение). Например, кирпичные стены толщиной 38 см имеют предел огне- стойкости 11 ч и 2,5 ч при толщине 12 см. По огнестойкости здания и сооружения делятся на пять степе- ней. Степень огнестойкости назначается в зависимости от катего- рии взрывопожароопасности производства, размещаемого в здании. 216
Здания и сооружения, возводимые на территории НПЗ илй НХЗ в любом случае должны быть не ниже второй степени огне- стойкости. Это означает, что основные строительные конструкции зданий и сооружений должны быть несгораемыми, а их предел огнестойкости не должен быть ниже: для несущих стен, брандма- уэров и колонн — 2—2,5 ч, для внутренних перегородок — 0,25— 0,5 ч, для перекрытий —0,75—1 ч и для покрытий — 0,25—0,5 ч. 4. Взрывоустойчивость — неразрушаемость основных строи- тельных конструкций при взрыве внутри здания. Взрывы потен- циально возможны при аварийных ситуациях в помещениях с производствами категории А, Б и Е. Разрушение конструкций предотвращается за счет взрывных проемов, роль которых вы- полняют оконные и дверные проемы, а также аэрационные" фона- ри либо, при недостаточной площади последних, дополнительно устраиваемые легкосбрасываемые панели покрытия. Общая пло- щадь взрывных проемов должна быть не менее 0,05 м2 на 1 м3 взрывоопасного помещения. Масса 1 м2 легкосбрасываемых па- нелей не должна превышать 120 кг. Производственные здания категорий А, Б и Е проектируются, как правило, одноэтажными. Если же по условиям технологичес- кого процесса требуется многоэтажное здание, то в этом случае в перекрытиях, расположенных друг над другом взрывоопасных производственных помещений, устраиваются сквозные проемы, площадь каждого из которых должна быть не менее 15% площади наибольшего из помещений. 5. Йндустриальность строительства — возможность возведения (сборки) зданий и сооружений из конструкций и блоков заранее изготовленных в заводских условиях. Для обеспечения индустри- альное™ строительства проектировщики, соблюдая строительный модуль, в первую очередь должны стремиться применить в проек- тах сборные бетонные и железобетонные конструкции: фундамент- ные блоки, колонны, ригели, балки, фермы, стеновые панели, пане- ли покрытий, перекрытий и т. д. Применение кирпича, конструк- ций из монолитного бетона и железобетона, изготовляемых непо- средственно на строительной площадке, допускается только в обо- снованных случаях. Применение металла в строительстве допустимо только в тех случаях, когда его невозможно заменить другим строительным ма- териалом либо когда его применение даст ощутимый экономиче- ский эффект. Применение металлопроката в таких сооружениях, как этажер- ки с производствами категории А и Б, снижает уровень индустри- альности строительства из-за необходимости последующей обето- нировки металлоконструкций первого этажа, включая перекрытие. Обетонировка требует больших затрат ручного труда. 6. Обеспеченность условий промсанитарии и гигиены труда: естественного освещения, температуры, воздухообмена, влажности воздуха, минимально необходимых бытовых удобств (комнаты приема пищи, курительные, туалеты). 217
7. Экономичность — минимально возможная стоимость строи- тельства и эксплуатации зданий и сооружений при высокой степе- ни надежности, противопожарности, индустриальности и обеспе- ченности условий промсанитарии и гигиены труда. Проектировщики-строители включаются в работу на стадии разработки предварительной компоновки технологической установ- ки и первичных строительных заданий. Их совместной с проекти- ровщиками-монтажниками и другими смежниками задачей являет- ся создание в компоновочных решениях предпосылок для последу- ющего воплощения в проекте основных строительных принципов. . Архитектурно-строительное проектирование делится на два эта- па, обусловленных последовательностью разработки проекта в целом. Первый этап начинается после получения первичных строи- тельных заданий на здания и сооружения и заканчивается разра- боткой промежуточных архитектурно-строительных чертежей этих зданий и сооружений. Без промежуточных архитектурно-строи- тельных чертежей последующая проектная работа смежников за- труднительна, а зачастую просто немыслима. Второй этап начинается после получения окончательных строи- тельных заданий и заканчивается разработкой архитектурно-строи- тельного раздела проекта в полном объеме. Содержание первичных и окончательных строительных заданий изложено в предыдущем разделе. - На первом этапе разрабатываются объемно-планировочные ре- шения и конструктивные схемы зданий и сооруженний, учитыва- ются все нагрузки и воздействия, выполняются расчеты на проч- ность и устойчивость, определяются тип и размеры конструктивных элементов, разрабатываются поэтажные планы, разрезы, фасады зданий и сооружений. Промежуточные архитектурно-строительные чертежи являются подосновой для конструктивной разработки смежных частей проек- та: монтажной, электротехнической, автоматики, ОиВ, ВиК. По- этому они должны нести достаточный объем информации и оста- ваться неизменными в части объемно-планировочных и основных строительных конструктивных решений, при условии неизменности первичных строительных заданий. На поэтажных планах, разрезах и фасадах промежуточных ар- хитектурно-строительных чертежей указываются: взаимное распо- ложение и размеры производственных и вспомогательных помеще- ний, категория пожарной опасности, расположение и размеры окон- ных, дверных и монтажных проемов, а также лестничных клеток, сетка колонн, отметки перекрытий и покрытий, подкрановые пути и пути кран-балок, сечения и материал основных конструктивных элементов зданий и сооружений. На втором этапе, после получения окончательных строительных заданий от всех смежников разрабатываются окончательные архи- тектурно-строительные чертежи всех зданий, строительные черте- жи сооружений, фундаментов под оборудование, каналов, лотков, 218
обслуживающих площадок и т. д. Разработанные чертежи согла- совываются с авторами строительных заданий. На основе выпол- ненных чертежей и окончательной компоновки составляется свод- ный план фундаментов установки. Сводный план фундаментов дает возможность качественного решения прокладки всех подземных коммуникаций технологиче- ской установки; кроме того, он облегчает работу строителей при разработке проекта производства работ и выносе строительных осей зданий и сооружений в натуру на стройплощадке. Рабочая документация архитектурно-строительного раздела проекта технологической установки, как минимум, состоит из трех основных комплектов чертежей: АР — архитектурные решения; КЖ — конструкции железобетонные; КМ — конструкции металли- ческие. Каждый комплект дополняется ведомостями объемов строительных работ и ведомостями потребности в материалах, комплект КМ — спецификацией на металлоконструкции. По окон- чании разработки архитектурно-строительного раздела копии ука- занных ведомостей передаются сметчикам в качестве задания на составление смет. Раздел отопления и вентиляции (ОиВ) выполняется на основе заданий смежников и промежуточных архитектурно-строительных чертежей. Задания на отопление и вентиляцию выдают проекти- ровщики-технологи, электрики и специалисты в области КИПиА, каждый по своим помещениям (операторные, РТП). Задания на ОиВ могут быть составлены только после разработки предвари- тельной компоновки. Целью раздела ОиВ является обеспечение в производственных и вспомогательных помещениях приемлемых са- нитарно-гигиенических и безопасных условий труда: температуры и влажности воздуха, удаления вредностей, воздухообменов, пред- отвращения загазованности помещений сверх допустимых пре- делов. На этапе создания предварительной компоновки установки проектировщики ОиВ, не имея заданий и руководствуясь лишь своим опытом работы, должны определить приближенно число, размеры и размещение вентиляционных камер (помещений для размещения вентиляционно-отопительного оборудования) по каж- дому зданию. После получения предварительной компоновки установки и за- даний смежников проектировщики ОиВ, опять же с известной до- лей приближения, разрабатывают схемы отопления и вентиляции каждого здания, осуществляют выбор отопительно-вентиляцион- ного оборудования и определяют число и размеры вентиляцион- ных камер, которые затем вписываются в первичные строительные задания на здания. На стадии разработки первичных строитель- ных заданий должны также предварительно намечаться места для прокладки воздуховодов. По получении промежуточных архитектурно-строительных чер- тежей зданий проектировщики Он В выполняют необходимые рас- четы, разрабатывают окончательные схемы отопления и венти- ляции, определяют набор и тип отопительно-вентиляционного 219
оборудования, после чего выдают задания на электроснабжение вентагрегатов, теплоснабжение, контроль и автоматизацию систем ОиВ. В процессе разработки чертежей точно определяется место установки оборудования, увязывается со смежниками расположе- ние отопительных приборов, места прокладки трубопроводов и воздуховодов систем ОиВ. При степени готовности чертежей, рав- ной 60—65%, разрабатываются окончательные строительные за- дания в части ОиВ. По завершении разработки чертежей составляются ведомости объемов работ, спецификации на оборудование и материалы. Ко- пии ведомостей и спецификаций передаются сметчикам в качестве заданий на составление смет. Раздел водоснабжения и канализации (ВиК) разрабатывает системы производственного, противопожарного и хозяйственно- питьевого водоснабжения, а также системы производственной и бытовой канализации. При необходимости в этом же разделе про- ектируется система водопенного пожаротушения. В период разработки предварительной компоновки установки специалисты ВиК совместно с монтажниками устанавливают при- близительные размеры помещений системы водопенного тушения пожаров и места прокладки подземных сетей ВиК, уточняют рас- положение водопотребляющей аппаратуры. После получения предварительной компоновки установки про- ектировщики ВиК разрабатывают схемы производственного водо- снабжения и пенопожаротушения. Эти схемы передаются в каче- стве задания проектировщикам-монтажникам для дальнейшей разработки систем производственного водоснабжения и пенопожа- ротушенйя. Составляются задания на контроль, автоматизацию и электроснабжение упомянутых систем. Далее намечаются схемы противопожарного и хозпитьевого водоснабжения, производственной и бытовой канализации. На предварительной компоновке установки выполняется приближен- ная расстановка противопожарных лафетных стволов и расклад- ка подземных сетей ВиК. Этот материал передается специалистам генплана. На основе промежуточных архитектурно-строительных черте- жей разрабатываются чертежи внутреннего водоснабжения (хоз- питьевого и противопожарного) и канализации зданий. Составля- ется окончательное строительное задание на отверстия в стенах, перекрытия и фундаментных зданий для прохода труб ВиК. При разработке промежуточной компоновки установки уточня- ется расположение лафетных стволов, подземных сетей и соору- жений ВиК- Окончательная разработка чертежей подземных коммуника- ций ВиК — планов и профилей — осуществляется на основе свод- ного плана фундаментов установки и решений проектировщиков- генпланистов по вертикальной планировке территории уста- новки, Разработка рабочей документации ВиК завершается со- 220
ставлением ведомостей объемов работ, спецификаций на обору- дование и материалы, а также заданием на составление смет. Раздел генплана решает планово-высотную привязку установ- ки на территории НПЗ и НХЗ, монтажные и противопожарные проезды и въезды, вертикальную планировку и благоустройство территории установки. После получения предварительных компоновки, установки и раскладки подземных коммуникаций от всех смежников генпла- нисты составляют сводный план (также предварительный) под- земных коммуникаций, на этом же плане намечают расположение и размеры монтажных и противопожарных проездов. Сводным планом уточняются компоновочные решения установ- ки и увязывается размещение подземных коммуникаций. Чертежи раздела генплана разрабатываются на топографиче- ской основе площадки, занимаемой установкой, после получения окончательной ее компоновки и- сводного плана фундаментов. В составе чертежей генплана обязательно составляется окончатель- ный сводный план подземных коммуникаций. Этот план служит завершающим средством контроля взаимной увязки в располо- жении фундаментов и всех подземных коммуникаций. Кроме того, сводный план подземных коммуникаций, как и сводный план фундаментов, облегчает разработку проекта про- изводства строительно-монтажных работ. Строительное проектирование было рассмотрено на примере разработки рабочей документации. В случае разработки проекта или утверждаемой части рабочего проекта установки объем строительной проектной документации значительно сокращается. Так, архитектурно-строительный раздел ограничивается разработ- кой промежуточных чертежей зданий и сооружений, составлением ведомостей объемов работ. Гл а в а 10 СТОИМОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА И РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ Завершающей стадией проектирования НПЗ и НХЗ, а также отдельных установок и цехов, входящих в состав предприятия, является определение сметной стоимости строительства и технико- экономических показателей проектируемого объекта. 10.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СМЕТНОЙ СТОИМОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА Состав сметной документации. При двухстадийном проектиро- вании в состав сметной документации к проекту включаются свод- ный сметный расчет, сводка затрат, объектные и локальные смет- ные расчеты и сметы на проектно-изыскательские работы, а в со- 221
став рабочей документации — объектные и локальные сметы. При одностадийном проектировании в составе рабочего проекта раз- рабатываются сводный сметный расчет, сводка затрат, объект- ные и локальные сметы, сметы на проектно-изыскательские ра- боты. Кроме того, одновременно со сметной документацией в состав проекта включается ведомость сметной стоимости строительства объектов, входящих в пусковой комплекс, а в состав рабочего проекта и рабочей документации — ведомости сметной стоимости строительства объектов пускового комплекса и сметной стоимости товарной строительной продукции. Состав сводного сметного расчета. Сводный сметный расчет выявляет объем капитальных вложений и служит основным доку- ментом, по которому после утверждения проекта осуществляется финансирование строительства предприятия. Сводный сметный расчет составляют на основании смет или сметных расчетов на от- дельные объекты строительства, отдельные виды работ. В сводный сметный расчет включаются сметы и сметные расчеты, определя- ющие размер затрат на приобретение оборудования и его монтаж, строительные работы, а также сметные расчеты на отдельные за- траты, связанные с изъятием земли, набором рабочих и т. д. Сводный сметный расчет состоит из 12 глав: 1) подготовка тер- ритории строительства; 2) основные - объекты строительства; 3) объекты подсобного и обслуживающего назначения; 4) объекты энергетического хозяйства; 5) объекты транспортного хозяйства и связи; 6) наружные сети и сооружения водоснабжения, канализа- ции, теплоснабжения и газоснабжения; 7) благоустройство и озе- ленение территории; 8) временные здания и сооружения; 9) про- чие работы и затраты; 10) содержание дирекции строящегося предприятия и авторский надзор; И) подготовка эксплуатацион- ных кадров; 12) проектные и изыскательские работы. В сводном сметном расчете йз общей стоимости строительства по отдельным статьям расхода выделяют стоимости строительных работ, монтажных работ, оборудования, приспособлений, мебели и инвентаря, прочих затрат. Пример сводного сметного расчета на строительство НПЗ приведен в табл. 10.1. Ниже рассмотрен поря- док отнесения различных расходов на строительство НПЗ и НХЗ к главам сводного сметного расчета. 1. Подготовка территории строительства. В эту главу включа- ют средства на освоение территории строительства, снос и перенос зданий и сооружений, расположенных на отведенном для строи- тельства земельном участке, на возмещение убытков землеполь- зователей и потерь сельскохозяйственного производства, на вос- становление (рекультивацию) земельных участков, предоставлен- ных при строительстве во временное пользование, на создание са- нитарно-защитной зоны, переселение жителей, проживающих на территории санитарно-защитной зоны, а также затраты на снос (перенос) домов и других строений, принадлежащих гражданам на правах личной собственности. 222
ТАБЛИЦА 10.1,-Сводный сметный расчет На строительство НПЗ № объектных смет (расчетов) Главы, объекты работ и задания Стоимость, тыс. руб. строитель- ных работ монтажных работ оборудо- вания, приспо- соблений, мебели и инвентаря прочих за- трат общая стои- мость Глава 1 .1 Отвод участка — — — 4 4 .2 Инженерная подготовка пло- щадки 1190 125 30 — 1345 .3 Снос усадеб- и строений, ком- пенсация за земельный уча- сток, строительство жилых домов для расселения про- живающих на территории площадки 700 1800 2500 Всего 1890 125 30 1804 3849 Г лава 2 2.1 Установка первичной перегон- ки ЭЛОУ-АТ-8 2320 4121 5941 — 12382 2.2 Промпарк установки ЭЛОУ-АТ-8 163 49 5 — 217 2.3 Комбинированная установка ЛК-бу с промпарком 5077 5611 20 tS6 — 31584 ' 2.4 Комбинированная битумная установка с вакуумной пере- гонкой мазута ! 190 649 1040 2879 2.5 Промпарк битумной установки 114 61 18 — 193 2.6 Установка гидроочистки ди- зельного топлива 1126 1432 2779 — 5337 2.7 Промпарк установки гидроочи- стки дизельного топлива 166 26 7 1 200 2.8 Установка гидроочистки керо- сина 996 955 2707 42 4700 2.9 Промпарк установки гидроочи- стки керосина 145 33 30 2 210 2.10 Установка каталитического ри- форминга 1698 2201 8070 — 11 969 2.11 Промпарк установки рифор- минга 61 24 38 — 123 2.12 Газофракционирующая уста- новка (ГФУ) 1403 1195 3194 — 5792 2,13 Парк сырья ГФУ ПО .90 275 — 475 2.14 Топливное хозяйство 51 43 56 —— 150 2.15 Установка получения серы с узлом регенерации моноэта- ноламина 550 250 555 — 1355 2.16 Воздушная компрессорная и производство инертного газа 292 227 1230 1749 223
П родолжениб 1 № объектных смет (расчетов) Главы, объекты работ и задания Стоимость, тыс. руб. строитель- ных работ монтажных работ оборудо- вания, приспо- соблений, мебели и инвентаря прочих за- трат общая стои- мость 2.17 Реагентное хозяйство 681 272 664 1617 2.18 Товарно-сырьевая база 7791 2932 2407 106 13236 2.19 Автоматические станции сме- шения и парки компонентов 651 625 1775 -— 3051 2.20 Межцеховые коммуникации 8575 4628 ' 226 —— 13 429 2.21 Факельное хозяйство 333 170 222 725 Всего 33 493 25 594 52135 151 111 373 Глава 3 3.1 Заводоуправление с АТС 550 30 100 —- 680 3.2 Столовые 258 23 124 405 3.3 Пожарное депо и газоспаса- тельная станция 133 17 128 — 278 3.4 Профтехучилище 760 - 41 108 —- 909 3.5 Санаторий-профилакторий 299 18 35 — 352 3.6 Лаборатории 321 15 247 —— 583 3.7 Бытовые помещения 540 14 40 — 594 3.8 Прачечная спецодежды 136 10 43 <— 189 3.9 Ремонтно-механнческая база 2016 275 1338 27 3656 3.10 Складское хозяйство 526 19 23 — 568 3.11 База оборудования дирекции 1200 50 250 1500 Всего 6739 512 2436 27 9714 Глава 4 4.1 Внеплощадочные кабельные сети и ЛЭП от ТЭЦ до ПГВ 70 178 15 35 298 4.2 Подстанция глубокого ввода (ПГВ) 267 59 300 —— 626 4.3 РП, ТП и РТП 89 30 330 — 449 4.4 Межцеховые кабельные сети и эстакады 518 2766 7 — 3291 4.5 Заземление и грозозащита 5 191 —— — 196 4.6 Конденсатные станции 184 154 207 —• 545 4.7 Внутризаводские тепловые сети 1479 1819 221 — 3519 ( । Всего 2612 5197 1080 35 8924 224
Продолжение - — Стоимость, тыс. руб. и в з S •с S’ й t и 3 оборудо- вания, « X о а л Главы, объекты работ и задания >? ° X приспо-• а о (0 «а X « р соблений, И S л № об смет CTpOf НЫХ ] Ко о « Я о. мебели и инвентаря прош трат в§ Q 3 Глава 5 5.1 Внешний железнодорожный транспорт 6374 559 546 85 9 7488 1285 5.2 Внутризаводской железнодо- рожный транспорт 1165 35 — 160 6270 5.3 Внешние автодороги 6105 -5 — 5.4 Внутризаводские автодороги 4284 3 178 — 4465 5.5 Объекты связи и сигнализации 53 133 40 — 226 5.6 Охранная сигнализация 45 174 10 — 229 ( Всего 18 026 909 1019 9 19 963 Глава 6 6.1 Внешнее водоснабжение 5157 162 191 — 5510 6.2 Внутреннее водоснабжение и 9265 503 1814 . — И 582 канализация 6.3 Очистные сооружения и сети 15 980 1076 2256 — 19-312 К ним Всего 30 402 1741 4261 1 — 36404 Г лава 7 7.1 Вертикальная планировка, бла- гоустройство и озеленение 1978 — . — — 1978 площадки 7.2 Ограждение территории 116 — — — 116 Всего 2094 — — 2094 Глава 8 8.1 Временные здания ния И сооруже- 5524 273 243 6040 9.1 Прочие затраты Л чава 9 " 5048 1806 91 1219 8164 8-261 225
Продолжение № объектных 1 смет (расчетов) 1 Главы, объекты работ и задания Стоимость, тыс. руб. строитель- ных работ монтажных работ оборудо- вания, приспо- соблений, мебели н инвентаря 1 прочих за- j трат общая стои- мость Глава 10 10.1 Содержание дирекции и ав- торский надзор •— — —— 392 392 Глава 11 11.1 Подготовка эксплуатационных — — — 371 371 кадров Глава 12 12.1 Проектные и изыскательские работы — — 3887 3887 Всего ио смете 105 828 36 157 61 295 7895 211 175 Непредвиденные расходы (7% от общей стоимости) 7408 2531 4291 553 14 783 в том числе возвратных сумм Кроме того, долевое участие в строительстве: (885) водоводы питьевой воды 2100 120. 200 — 2420 линии электропередач 160 270 40 — 470 Всего к финансированию 115 496- 39 078 65 826 8448 228 848 2. Основные объекты строительства. Эта глава содержит за- траты на строительство объектов, используемых непосредственно для осуществления технологических процессов переработки неф- ти и нефтехимического синтеза. Во второй главе учитывают стои- мость строительства и монтажа технологических установок и це- хов, а также стоимость оборудования для этих производств, стои- мость сооружения промежуточных резервуарных парков, топлив- ного, реагентного, водородного и факельного хозяйств, производ- ства инертного газа, воздушных компрессорных, парков и автома- тических станций смешения, товарных и сырьевых баз, межцехо- вых коммуникаций. В этой же главе учитываются средства на со- орух<ение автоматизированных систем управления производством и диспетчерских пунктов. 226
3. Объекты подсобного и обслуживающего назначения. В эту главу включаются затраты на строительство объектов, непосред- ственно не связанных с основным производством, но имеющих вспомогательное или обслуживающее назначение:-ремонтно-меха- нических мастерских и цехов, проходных, пожарных депо, газо- спасательных станций, складов катализаторов, смазочных масел, огнеупоров, материальных складов базы оборудования, заводских лабораторий и опытно-исследовательских цехов. Кроме того, в эту главу включается стоимость строительства зданий культурно- бытового назначения, расположенных на предприятии и предна- значенных для обслуживания работающих (бытовые помеще- ния, столовые, прачечные спецодежды, здравпункты и полик- линика, пионерский лагерь, профилакторий, профтехучилище и т. п.). 4. Объекты энергетического хозяйства. В главу включаются расходы по организации электро- и теплоснабжения. В ней учиты- вают стоимость сооружения кабельных эстакад, тоннелей, внутри- площадочных и внеплощадочных электрических сетей, трансфор- маторных подстанций и коммутационных пунктов, подстанций глубокого ввода. В четвертую главу сводного сметного расчета следует также включать затраты на сооружение таких объектов теплоснабжения, как станции перекачки конденсата, внеплоща- дочные и внутриплощадочные тепловые сети. 5. Объекты транспортного хозяйства и связи. Глава содер- жит затраты, связанные с прокладкой железнодорожной ветки предприятия от станции примыкания к железнодорожной маги- страли до промышленной площадки, затраты на реконструкцию станции примыкания, вызванную строительством завода; строи- тельство подъездных путей товарно-сырьевой базы, базы обо- рудования, пререльсовых складов. Кроме того, в главу включают- ся сметные затраты на строительство автодорог вне промплощадки и внутри ее, приобретение транспортных средств, устройство связи и сигнализации, охранную сигнализацию по периметру завода. В эту же главу включаются затраты на строительство промыво- пропарочной станции (ППС). Если в строительстве ППС долевое участие принимает МПС, сумма долевого участия еще раз показы- вается за итогом сметы. 6. Наружные сети и сооружения водоснабжения, канализации, теплоснабжения и газификации. В эту главу включаются затраты на строительство водозаборных сооружений питьевого водоснаб- жения и насосной первого подъема на реке, озере или другом ис- точнике водоснабжения, станции очистки питьевой воды и насос- ной второго подъема, расположенных на территории завода, пло- тин, узлов оборотного водоснабжения, сетей питьевой, химически очищенной, свежей, оборотной (охлажденной и горячей) воды, противопожарно-производственного водопровода, сетей канализа- ции, насосных перекачки стоков, сооружений по очистке стоков, технологических установок по утилизации стоков. Глава содержит также затраты на пенотушение объектов предприятия, газифика- 8* 227
цию (в случае необходимости) цехов и сооружений бытового на- значения. 7. Благоустройство и озеленение территории. Глава содержит затраты на вертикальную планировку промышленной площадки, благоустройство и озеленение территории предприятия, строитель- ство дренажной системы, организацию санитарно-защитной зоны. В эту же главу помещаются затраты, связанные с созданием ог- раждения территории предприятия. 8. Временные здания и сооружения. В главу включаются рас- ходы, связанные с возведением временных зданий и сооружений, которые необходимы для организации строительства НПЗ и НХЗ (складов строительных материалов и оборудования, мастерских и т. п.). Затраты исчисляются в процентах от общей стоимости ра- бот и затрат по главам 1—7 сводного сметного расчета или по на- бору сооружений, оговоренному в проекте организации строитель- ства. 9. Прочие работы и затраты. В этой главе учитываются: до- полнительные затраты на производство работ в зимнее время; стоимость работ по вывозке строительного мусора, ремонту авто- мобильных дорог в летнее время и очистке этих дорог от снега зимой; затраты, связанные с льготами и доплатами работникам строек, установленные правительством, а также доплатами строи- телям за подвижной характер работ, применение прогрессивно- премиальной оплаты труда; затраты на приобретение производ- ственного инвентаря; затраты на организованный набор рабочей силы, на выплату за выслугу лет и повышение зарплаты работаю- щим в районах Крайнего Севера; затраты, связанные с необходи- мостью проводить работы в условиях действующего предприятия; затраты на дополнительный транспорт строительных материалов сверх учтенного единичными расценками; затраты на проведение научно-исследовательских работ. 10. Содержание дирекции строящегося предприятия и автор- ский надзор. В этой главе учитываются средства, необходимые в период строительства завода для осуществления технического надзора за строительством, приемки оборудования и законченных строительством объектов, подготовки будущего производства к эксплуатации, а также- затраты проектных организаций на осу- ществление авторского надзора. 11. Подготовка эксплуатационных кадров. В период, предшест- вующий пуску предприятия, нужно подготовить эксплуатацион- ные кадры. Средства, необходимые для обучения, а также для командирования рабочих на аналогичные предприятия с целью стажировки, учитываются одиннадцатой главой сметного расче- та. Затраты на подготовку кадров включаются в сводный сметный расчет только для вновь строящихся предприятий. 12. Проектные и изыскательские работы. В этой главе учтены затраты, связанные с оплатой услуг проектных организаций по вы- бору промышленной площадки, изыскательским работам, разра- ботке технической документаций (проекта, рабочего проекта, рабо- 228
чей документации) комплектованию оборудования строек. Величи- ну затрат определяют сметными расчетами, которые составляют на основании действующих сборников цен на проектно-изыскатель- ские работы. Смета на проектно-изыскательские работы является неотъемлемой частью сводного расчета. Этой главой заканчива- ется сводный сметный расчет, и затем определяется общая сумма затрат. В сводном сметном расчете учитываются также затраты на долевое участие сторонних организаций в строительстве. НПЗ (НХЗ), а также на долевое участие в строительстве общих для группы предприятий объектов (очистных сооружений, городского наземного пассажирского транспорта, сетей теплоснабжения и водоснабжения* и т. д.). Величина долевого участия НПЗ и НХЗ в строительстве общих объектов определяется по согласованию с Миннефтехимпромом СССР. Общая сметная стоимость строитель- ства, представляемая к утверждению, должна включать в себя - все долевые участия. В сводном сметном расчете отдельной строкой (сверх 12 глав) предусматривают резерв средств на непредвиденные работы и за- траты, который при двухстадийном проектировании НПЗ и НХЗ составляет 7% от общей сметной стоимости строительства, при одностадийном проектировании зданий и сооружений, возводи- мых по типовым и повторно применяемым проектам — 3%, а при одностадийном проектировании по индивидуальным проектам— 3,5%. . . - Сметную стоимость при двухстадийном проектировании, как правило, определяют с помощью укрупненных сметных норм и расценок, укрупненных показателей стоимости строительства (УПСС), разработанных для нефтеперерабатывающей и нефте- химической промышленности, стоимостных показателей объектов- аналогов. При одностадийном проектировании следует использовать сме- ты к типовым и повторно применяемым проектам, привязываемым к местным условиям строительства и сметы, составляемые по ра- бочим чертежам (объектные и локальные). К сводному сметному расчету, представляемому на утвержде- ние, прикладывают пояснительную записку. В этой записке дол- жны быть приведены сведения о том, в каком территориальном районе страны ведется строительство, в каких ценах и нормах со- ставлена сметная документация, как определялась сметная стои- мость оборудования, монтажа оборудования, строительных работ. В этой же записке приводится информация о том, как определя- лась величина средств по главам 8—12. Сводка затрат. В тех случаях, когда в стоимость строительства предприятий включаются капитальные вложения на жилищное строительство, сооружение базы строительной индустрии, объек- тов городского пассажирского транспорта, дорог, путепроводов и других инженерных сооружений составляется сводка затрат. Свод- 229
кой затрат объединяются два и более сводных сметных расчета стоимости на перечисленные виды строительства. Локальные сметы составляют по рабочим чертежам на какой- либо определенный вид работ и затрат, стоимость которых исчис- ляется на основании прейскурантов, укрупненный сметных норм, расценок, ценников и др. Инструкцией СН 202—81 * установлены различные формы для составления локальных смет: на строитель- ные работы и на приобретение и монтаж оборудования. При разработке проекта технологической установки (цеха) НПЗ и НХЗ составляется несколько десятков локальных, смет, в частности сметы на оборудование (стандартное и технологическое, нефтеаппаратуру, насосы, компрессоры, реакторы), трубопроводы и дымопроводы, строительные работы (блоки печей, постаменты, здания насосных и компрессорных, покрытие установки, оператор- ная), отопление и вентиляцию, внутренние и наружные сети во- доснабжения и канализации, монтаж оборудования, электроос- вещение, силовое электрооборудование, кабельные сети, заземле- ние, автоматизацию и КИП и т. д. Объектные сметы. Объектные сметы и объектные сметные рас- четы составляются на основании локальных смет и сметных расче- тов; назначение этих смет — определить общую сметную стоимость строительства отдельных объектов (установок, цехов, резервуар- ных парков, насосных и т. д.). В объектных сметах выделяют сметную стоимость строительных работ, монтажных работ, обору- дования, прочих затрат. В целях улучшения планирования работ строительно-монтажных организаций в сметах приводят также ве- личину стоимости нормативной условно-чистой продукции. В гра- фе 12 объектной сметы приводятся показатели стоимости каждо- го вида работ в расчете на 1 м3 здания, 1 м водопроводных ком- муникаций и т. д. Оформление изменений сметной стоимости в связи с введением дополнительных коэффициентов. В процессе строительства пред- приятий происходит изменение нормативов, вводятся по решени- ям директивных органов повышающие коэффициенты, льготы, компенсации и т. п. Дополнительные средства на возмещение затрат, выявившихся после утверждения проектной документации в связи с этими изменениями необходимо включать в сводный сметный расчет отдельной строкой с последующим изменением итоговых показателей строительства и переутверждением произ- веденных уточнений инстанцией, утвердившей проект. Порядок согласования и утверждения смет. Сводный сметный расчет стоимости строительства представляется заказчиком про- екта на заключение генеральной подрядной организации. Заклю- чение должно быть составлено в течение 45 дней и вместе с про- ектом представляется в утверждающую инстанцию. Сводный смет- ный расчет утверждается одновременно с проектом. Сметы на строительство отдельных зданий и сооружений и на выполнение отдельных видов работ, составленные по рабочим чер- тежам, подлежат утверждению заказчиком. Перед утверждением 230
заказчик направляет сметы на согласование генеральной подряд- ной строительно-монтажной организации. Замечания должны быть представлены строительно^-монтажной организацией в срок не более 45 дней со дня получения смет генподрядчиком. Проект- ная организация — генеральный проектировщик по поручению за- казчика должна внести в проектно-сметную документацию изме- нения, вытекающие из принятых заказчиком замечаний генераль- ной подрядной строительно-монтажной организации. При расчете сметной стоимости строительства следует руковод- ствоваться утвержденными Госстроем СССР «Методическими ука- заниями по определению стоимости строительства предприятий, зданий и сооружений и составлению сметных расчетов и смет» и «Инструкцией о порядке составления смет на проектные и изыска- тельские работы для строительства». 10.2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НПЗ И НХЗ В технико-экономической части проекта НПЗ и НХЗ рассмат- ривается комплекс вопросов, связанных с оценкой эффективности предложенной схемы переработки, выбором сырья и номенклату- ры продукции, обосновывается мощность предприятия, приводят- ся расчеты эффективности капитальных вложений. Проектировщики-экономисты должны приступать к работе над проектом уже на первых этапах проектирования. Особенно это важно при разработке проектов расширения и реконструкции дей- ствующих предприятий. После разработки технологами схемы ма- териальных потоков завода и составления товарного баланса про- ектировщики-экономисты рассчитывают стоимость товарной про- дукции и определяют по средневзвешенным нормативам технико- экономические показатели. Затем экономисты устанавливают, какой должна быть сметная стоимость строительства, чтобы не про- изошло ухудшения технико-экономических показателей по сравне- нию с ранее утвержденными, и сообщают свои выводы и рекомен- дации, которые следует учитывать при дальнейшем проектиро- вании. В состав технико-экономической части проекта НПЗ и НХЗ обычно включают общую технико-экономическую записку, расчет, эксплуатационных затрат и себестоимости продукции, расчет за- трат на подготовку кадров, записку, содержащую детальную ха- рактеристику эксплуатационного штата проектируемого предприя- тия, данные о металлоемкости и материалоемкости. Важным фактором, определяющим выбор схемы НПЗ й НХЗ, является потребность в нефтепродуктах и нефтехимической про- дукции экономических районов страны. В технико-экономической части необходимо охарактеризовать зону распространения про- дукции проектируемого предприятия, привести балансы потребно- сти и производства основных видов нефтепродуктов с учетом меж- районных связей, дать характеристику производства и потребления Ml
аналогичной продукции за рубежом. Базируясь на балансе по- требности и производства продукции, обосновывают принятую глубину переработки нефти (для НПЗ) и принятые методы произ- водства нефтехимической продукции (для НХЗ). Для заводов, проектируемых в новых районах, необходимо оценить их влияние на развитие смежных и других отраслей промышленности в зоне тяготения к этому заводу. В записке к проекту характеризуют также связи проектируемого предприятия с крупнейшими потре? бителями продукции, смежными действующими и проектируемы- ми заводами. В специальном разделе рассматриваются вопросы обеспечения сырьем. Для обоснования обеспеченности НПЗ и НХЗ сырьем ис- пользуются балансы добычи и распределения нефтей (балансы производства и потребления углеводородного сырья) по районам, анализируются возможные варианты доставки сырья на завод и приводятся технико-экономические показатели рекомендуемого варианта. На основе выявленной в технологической части проекта потребности определяются возможные источники обеспечения НПЗ и НХЗ реагентами, катализаторами и адсорбентами. Для оценки эффективности принятой технологической схемы рекомендуется привести, сравнение различных вариантов перера- ботки нефти (углеводородного сырья) на заводе, обеспечивающих выработку необходимого ассортимента продукции. С этой целью приводятся для различных вариантов схемы: состав завода, про- изводительность отдельных установок, качество продукции, тех- нико-экономические показатели. В технико-экономической части проекта необходимо детально рассмотреть вопросы транспорта готовой продукции предприятия с учетом баланса производства и потребления нефтепродуктов по районам, тяготеющим к заводу; следует привести технико-эконо- мические соображения о возможности использования существую- щих или необходимости сооружения новых продуктопроводов и причалов. Здесь же дается таблица грузооборота завода с раз- делением по видам транспорта. В этой части проекта приводятся также сведения об управле- нии предприятием и о расстановке кадров. При проектировании НПЗ и НХЗ специалистами в области управления производст- вом разрабатывается, организационная структура завода; исходя из предусмотренного в проекте уровня централизации и автомати- зации контроля, учета и управления, обосновывается выбор цехо- вой или бесцеховой структуры. Проектировщики определяют по- требность проектируемого завода в кадрах, выделяя максималь- ную смену, сопоставляют определившуюся потребность в кадрах с фактическими штатами передовых действующих заводов в на- шей стране и за рубежом. Следует представить соображения об источниках обеспечения выявленной потребности в кадрах. Проект НПЗ и НХЗ должен содержать технико-экономические показатели предприятия в целом, его отдельных очередей и пуско- вых комплексов, сравнение этих показателей с показателями, 232
предусмотренными в утвержденных перечнях вновь начинаемых строек и в перечнях действующих предприятий, намечаемых к ре- конструкции и расширению. В проекте необходимо привести сопо- ставление полученных показателей с лучшими отечественными и зарубежными аналогами, оценить эффективность капитальных вложений, себестоимость отдельных видов продукции. Основными технико-экономическими показателями НПЗ и НХЗ являются: мощность по сырью и вырабатываемой продук- ции (в натуральном выражении); отбор светлых нефтепро- дуктов (для НПЗ); стоимость товарной продукции; капитальные вложения на новое строительство, расширение или реконструк- цию; основные и оборотные фонды; полная себестоимость товар- ной продукций; затраты производства на 1 руб. товарной про- дукции; прибыль; рентабельность; фондоотдача; срок окупаемо- сти капитальных вложений; численность производственного пер- сонала; производительность труда. Исходными данными для расчета технико-экономических пока- зателей служат технологические показатели (материальные ба- лансы по процессам и заводу в целом, расход реагентов, катали- заторов и топлива), энергетические показатели (расход тепловой и электрической энергии, воды, сжатого воздуха, инертного газа), сметный расчет на строительство завода, прейскуранты отпуск- ных цен на сырье, нефтепродукты, топливо, тепловую и электри- ческую энергию. Мощность по сырью для НПЗ выражается объемом перерабо- танной нефти и газового конденсата, причем следует приводить показатели по объему переработки обессоленной нефти. Мощ- ность НХЗ обычно определяется объемом производимой продук- ции. Отбор светлых нефтепродуктов выражается в процентах и представляет собой отношение суммы вырабатываемых НПЗ бензинов, керосинов, дизельных, и печных топлив к общему объе- му перерабатываемой нефти. В сумму светлых не включаются ароматические углеводороды, сжиженные газы, жидкие па- рафины. Стоимость товарной продукции рассчитывается по действую- щим оптовым ценам, приведенным в прейскурантах и сборниках цен. До 1982 г. при определении технико-экономических показате- лей НПЗ пользовались оптовыми ценами предприятия и средне- союзными ценами. В оптовых ценах предприятия рассчитывали такие показатели как прибыль, рентабельность, окупаемость. Прейскурантами предусматривались различные оптовые цены на сырье и товарную продукцию для нескольких групп заводов. Для того чтобы иметь возможность сравнить технико-экономические показатели различных предприятий пользовались едиными сред- несоюзными ценами, в которых рассчитывали показатели фондоот- дачи и производительности труда. Технико-экономические показа- тели НХЗ рассчитывались только в оптовых ценах. С 1 января 1982 г. введены единые оптовые цены на нефть и нефтепродукты. 235
Все технико-экономические показатели НПЗ с этого времени рас- считываются только в оптовых ценах. Капитальные вложения на строительство, реконструкцию и расширение предприятия определяются по сводному сметному расчету. В технико-экономической записке к проекту проводят ана- лиз структуры капитальных затрат: определяют соотношение за- трат в основное производство, подсобно-вспомогательное хозяй- ство, объекты энергетического хозяйства, транспорт и т. д., сопо- ставляют структуру капиталовложений проектируемого предприя- тия с заводами аналогичной схемы. В тех случаях, когда разраба- тывается проект реконструкций завода, следует привести сравни- тельные данные о структуре капиталовложений до и после рекон- струкции. - Стоимость основных промышленно-производственных фондов при проектировании новых предприятий рассчитывают следующим образом. Из общей суммы капитальных вложений по сводному сметному расчету исключаются затраты, не образующие произ- водственных фондов: расходы на подготовку эксплуатационных кадров (глава 11 сводного сметного расчета); возвратные суммы, получаемые от разборки в процессе строительства зданий, кон- струкций и т. п.; средства, выделяемые по долевому участию НПЗ и НХЗ в строительстве объектов, принадлежащих другим предприятиям и организациям (затраты на строительство очист- ных сооружений, магистральных линий водопровода, канализации и других объектов); средства, выделяемые на строительство вне- площадочных сооружений, переходящих на баланс других орга- низаций (профилактории, диспансеры, техникумы, дороги и со- оружения городского назначения и т. п.). Из общей суммы капитальных вложений исключаются также такие затраты, не имеющие прямого отношения к основной про- изводственной деятельности предприятия, как затраты на снос строений, попавших в санитарно-защитную зону, и ’переселение жителей из поселков, находящихся в этой зоне, объекты внешне- го железнодорожного и автомобильного транспорта, пристани, при- чалы и продуктопроводы от предприятия к причалам и т. п. При расчете основных фондов в проектах расширения и рекон- струкции НПЗ и НХЗ величина основных фондов действующей части принимается по их балансовой стоимости к началу разра- ботки проекта и дополнительной стоимости фондов, вновь вводи- мых по проекту реконструкции и расширения. Если к моменту раз- работки проекта расширения или реконструкции предприятия сметная стоимость освоена неполностью, то в расчете основных фондов наряду с балансовой стоимостью действующих объектов следует учесть стоимость объектов, не завершенных строительством. В тех случаях, когда строительство завода ведется не только за счет средств сводного сметного расчета, но и за счет средств на техническое перевооружение, в общую величину основных фондов следует включить основные фонды, введенные за счет средств на техническое перевооружение. 234 . ’ ~
Стоимость оборотных фондов исчисляется в соответствии с действующими нормативами в процентах от себестоимости товар- - ной продукции. Для НПЗ различного профиля установлены сле- дующие нормативы: завод топливного профиля— 5,2%, топливно- масляного— 6,4%, топливно-масляного с нефтехимическим комп- лексом— 7,0%. Полную себестоимость товарной продукции (эксплуатацион- ные расходы) рассчитывают, составляя так называемую смету за- трат на производство. В смету затрат включают все расходы ос- новного и вспомогательного производства. Расходы в смете затрат группируются по следующим элементам: 1) сырье и основные ма- териалы; 2) вспомогательные материалы; 3) топливо со стороны; 4) энергия всех видов; 5) заработная плата; 6) амортизация ос- новных фондов; 7) прочие денежные расходы. В раздел «Сырье и основные материалы» включают стоимость нефти, газового конденсата, полуфабрикатов и добавок, поступа- ющих со стороны (например, полимердистилЛята, этиловой жид- кости, присадок к битумам, топливам и маслам, ингибиторов коррозии и т. п.). В элементе «Вспомогательные материалы» прежде всего отра- жается стоимость материалов, используемых на технологические цели. К материалам, расходуемым на технологические цели, отно- сятся реагенты, растворители, катализаторы, стоимость которых определяется ho действующим прейскурантам с добавлением со- ответствующих транспортных расходов. В этом же элементе учи- тывают затраты на материалы и запчасти, расходуемые на Теку- щий ремонт оборудования, зданий и сооружений (46% от общей стоимости текущего ремонта, исчисленной по нормам), яалроиз- водственные нужды для ухода за оборудованием и содержанием его в рабочем состоянии (смазочные масла, обтирочные и прочие материалы), на хозяйственные нужды'для уборки помещения. К вспомогательным материалам относятся спецодежда, спецобувь и прочие средства для охраны труда, малоценный хозяйственный ин- вентарь, материалы для проведения испытаний и опытов. В стоимость расходуемого топлива включаются только те ви- ды топлива, которые поступают со стороны — природный газ, го- рючее для содержания заводского парка автомашин, топливо для выработки энергии в заводских котельных и ТЭЦ. Не следует включать в эту статью мазут и газ, получаемый в технологиче- ских процессах, поскольку их стоимость учтена уже стоимостью сырья. Раздел «Энергия всех видов» учитывает стоимость всех видов покупной энергии (электроэнергии, пара, воды, сжатого воздуха, холода и др.), расходуемой на производственные и хозяйственные нужды. Стоимость рассчитывается по действующим в данном районе отпускным ценам. Если предприятие получает энергию со стороны и отпускает ее затем непромышленным цехам или сторон- ним организациям, то стоимость этой энергии в смету затрат не включается. 235
В элементе «Заработная плата» следует учитывать основную и дополнительную заработную плату всего промышленно-произ- водственного персонала предприятия, включая отчисления на со- циальное страхование (8,4% от общей суммы годового фонда зарплаты). Заработная плата охраны (ПОХР, ВОХР, газоспаса- тельная служба) в смете затрат не учитывается. При расчете фонда заработной платы в проекте реконструиру- емого или расширяемого предприятия за основу принимают дан- ные о фактической среднегодовой зарплате рабочих, служащих, инженерно-технических работников, младшего обслуживающего персонала. Базовый показатель корректируется с учетом роста производительности труда. В проектах вновь строящихся предприя- тий в качестве базовых принимаются фактические среднеотрасле- вые показатели, которые корректируются с учетом роста произ- водительности труда. Рост производительности труда для рекон- струируемых предприятий определяется соотношением проектного и фактически достигнутого показателей, а для вновь строящих- ся — исходя из темпов роста производительности труда, намечен- ных пятилетним планом развития отрасли. Амортизационные отчисления рассчитывают по стоимости ос- новных производственных фондов проектируемого предприятия и нормам амортизации. К «Прочим денежным расходам», включаемым в смету за- трат, относятся расходы на содержание охраны, транспорт для перевозки рабочих, отчисления в фонд освоения новой техники и в фонд премирования за создание и освоение^ новой техники, расходы на командировки цехового и административно-управлен- ческого персонала, канцелярские и почтово-телеграфные расходы, отчисления профсоюзной организации на культурно-массовую и профсоюзную работу, расходы на спецпитание и содержание хоз- питьевого водопровода. Основные технико-экономические показатели вновь проектиру- емых, реконструируемых и расширяемых НПЗ и НХЗ определяют по следующим формулам: П = С1— Сг Ф = Ci/C3 Р = 100 П/ (Са + Ct) nr = Ciinnn О = C5/Z7 С6 = Cs/Ci Здесь П — прибыль предприятия, руб; Ci — стоимость товарной продукции руб; С2 — полная себестоимость, руб; С3 — стоимость основных фондов, руб; С4 —стоимость оборотных фондов, руб; С5— капитальные вложения в строи- тельство предприятия, руб; Се —затраты производства на 1 руб. товарной продукции, руб; Ф — фондоотдача, руб./руб.; Р — рентабельность, %; ПТ — про- изводительность труда, руб./чел.; ППП — численность промышленно-производ- ственного персонала, чел.; О — срок окупаемости, лет. При проектировании НПЗ и НХЗ рассчитывают производи- тельность труда в двух вариантах: с учетом и без учета штата га- зоспасательной службы, военизированной и пожарной охраны. Полученные расчетом технико-экономические показатели про- ектируемого предприятия анализируют, сравнивая с другими дей- 236
ствующими или запроектированными отечественными заводами, имеющими передовые показатели, а также с показателями зару- бежных предприятий. Итогом анализа должен . быть общий вывод о народнохозяй- ственной целесообразности осуществления разработанного про- екта. » Гл а в а 11 НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОРГАНИЗАЦИЙ СТРОИТЕЛЬСТВА НПЗ И НХЗ 11.1. СПОСОБЫ СТРОИТЕЛЬСТВА Строительство НПЗ и НХЗ может осуществляться подрядным и хозяйственным способом. При подрядном способе строительные, монтажные и специальные работы выполняются постоянно дей- ствующими подрядными строительными или монтажными органи- зациями, которые производят работы по договорам с заказчи- ком— дирекцией НПЗ и НХЗ.'Как правило, строительство НПЗ и НХЗ осуществляется силами генеральной подрядной строитель- ной организации, которая по генеральному договору подряда обя- зуется построить и сдать заказчику в установленные сроки в за- конченном виде предприятие, здание, сооружение- или комплекс объектов. Генеральный подрядчик для выполнения специальных и монтажных работ привлекает специализированные монтажные организации — субподрядчиков, с которыми заключает договора субподряда. Генеральным подрядчиком на строительстве НПЗ и НХЗ обыч- но является общестроительный трест, входящий в систему Мин- строя или Минпромстроя. В трестах создаются подрядные строи- тельные или строительно-монтажные управления (СУ или СМУ), которые выполняют работы через производственные участки или пункты производителей работ. Монтаж технологического оборудования, теплоизоляционные, электромонтажные и некоторые другие работы выполняются по договорам субподряда монтажными трестами Минмонтажспец- строя. Строительство подъездных железнодорожных путей, обуст- ройство железнодорожных станций, сооружение промыво-пропа- рочных станций ведется строительными подразделениями Мин- трансстроя, которые заключают договора либо с генподрядчиком, либо с заказчиком. Одновременно с промышленным строительством ведется соору- жение объектов жилищно-гражданского и культурно-бытового строительства — жилых домов, столовых, прачечных, школ, детс- ких садов и ясель, клубов и дворцов культуры. При хозяйственном способе строительно-монтажные работы осуществляются силами и средствами самих НПЗ и НХЗ без при- влечения подрядной строительной организации. Строительство хо- 237
зяйственным способом ведут специально организованные отделы (управления) капитального строительства предприятия (ОКС или УКС), его ремонтные и другие цеха. Для проведения капитальных ремонтов оборудования на НПЗ и НХЗ сооружаются базы треста «Центронёфтехимремстрой». При наличии свободных мощностей у этих баз они привлекаются к выполнению работ по техническому перевооружению. Подрядный способ строительства является более экономичным, позволяет применять передовую технологию и методы производ- ства работ, использовать современные строительные машины и механизмы. Хозяйственный способ используется обычно только при реконструкции и ремонтных работах. 11.2. ДИРЕКЦИЯ СТРОЯЩЕГОСЯ ПРЕДПРИЯТИЯ После принятия решения о строительстве НПЗ и НХЗ прика- зом по министерству или всесоюзному промышленному объеди- нению назначается ответственное лицо или организация, которой поручается организационная работа по проектированию нового предприятия. После утверждения проекта на строительство и включения стройки в план создается дирекция строящегося предприятия. При реконструкции и расширении действующих НПЗ и НХЗ, а также при строительстве на заводах новых объектов дирекция строящегося предприятия не создается. Функции дирекции стро- ящегося предприятия в этих случаях выполняются ОКС (УКС) завода. 11.3. ПЛАНИРОВАНИЕ КАПИТАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Планы капитальных вложений. Дирекцией строящегося пред- приятия на основе утвержденной проектно-сметной документации составляется план капитальных вложений на период строительства с распределением заданий по календарным годам и кварталам. Основными показателями плана являются- ввод в действие новых производственных мощностей и отдельных объектов производст- венного назначения; прирост производственных мощностей на дей- ствующем предприятии за счет реконструкции и технического пере- вооружения; ввод в действие основных фондов; объем капиталь- ных вложений и строительно-монтажных работ. Задания по каж- дому показателю плана устанавливаются в титульных списках строек. План ввода в действие производственных мощностей служит главным показателем при планировании капитального строитель- ства. В этом плане устанавливаются сроки ввода в действие мош ностей в натуральном выражении по каждому производству Н НПЗ основным показателем мощности в большинстве случа