2.2. Динамика усложнения химико-технологической установки.

Надо честно признаться, что технологическая система времен индустриализации, в довоенные годы были элементарно простыми. Они были, как правило, малой единичной мощности, с малым числом оборудования, представляли собой проточную систему. От таких установок требовалось количество и качество целевого продукта, что и достигалось старым плотницким способом: «Подтяшем - лягеть» любой ценой.

По мере развития химической промышленности стало необходимо экономить сырье и энергию. Для увеличения использования сырья химики-технологи стали применять рециклы, а это означает организацию обратных связей (по закону Паркинсона и Мерфи они оказывались, как правило, положительными: чем хуже, тем хуже). Экономия энергии тоже заставляет организовывать потоки массы из мест выделения энергии в места потребления. Иногда, как высшее достижение, удавалось создавать автотермичные производства.

Наконец, появились экологические требования, уже нельзя наотмашь гадить в атмосферу и в сточные воды. Это значит, усилились требования к химикам-технологам, приходится ставить дополнительную технологию по очистке выбросов химико-технологической установки.

Следовательно, с течением времени на протяжении одного поколения разработчиков произошло скачкообразное усложнение технологических систем, рост числа оборудования, создание обратных положительных связей между частями системы. Самое интересное, что реакция на такое усложнение была чисто «бумажной». Да, действительно, в химико-технологическом регламенте, в проекте показывалась и экономическая, и экологическая эффективность, а химические установки на практике уменьшали надежность, часто останавливались, пустить и сдать их в эксплуатацию становилось все труднее.

В 60-е годы, когда появился лозунг «Химизация всей страны», пришлось решать проблему: создавать много технологические установки малой единичной мощности, или несколько, но большой? Кто-то из советских экономистов показал, что с увеличением единичной мощности технологической установки уменьшаются удельные капитальные затраты на единицу произведенной продукции. Наступила эпоха гигантизма! Химики-технологи, одев эти шоры, стали разрабатывать системы большой единичной мощности. Но, оказалось, что теплофизики, специалисты по процессам и аппаратам химических производств не умеют совершать масштабный переход (перенос количественной информации от лабораторных и пилотных установок на промышленные химические установки большой мощности). Приходилось создавать головной образец промышленного производства, долго его отлаживать, исследовать, далее, уже изменив всю документацию, начинать тиражировать технологическую линию.

Кроме того, оказалось, что простой установки большой единичной мощности лишает сырья и полупродуктов у огромного числа потребителей, их производства тоже приходится останавливать. Роль надежности неизмеримо возросла: потери у потребителей такой технологической установки полностью, на порядки перекрыли экономию капитальных затрат. Опять, 1001-ый пример отсутствия системного мышления.

Отголоском гигантомании оказалось стремление технологов и процессщиков вести в одном реакторе сразу несколько переделов технологии, т.е. несколько совместных и одновременно протекающих процессов переноса. Даже в супер новых учебниках по процессам и аппаратам химических производств студентов призывают к этому, как пример высшей экономии и разума.

Более глубокий анализ показывает, что совмещать в одном химическом аппарате процессы разной физической и химической природы разумно и полезно, если их интенсивность, образно говоря, соизмерима, одного порядка. В противном случае работу реактора, его габариты будет определять самый слабый, вялотекущий, лимитирующий процесс. Но тогда зачем же остальные процессы и превращения делать такими интенсивными, быстрыми? Ведь высокая их скорость достигается большими разностями потенциалов, следовательно, высокой степенью необратимости, ростом энтропии и, в конце концов, большой себестоимостью целевого продукта.

Но даже если существуют такие условия, при которых интенсивности процессов различной физической и химической природы соизмеримы, то как в промышленных условиях реализовать эти условия? На практике это становится еще одним источником отказов и простоев технологической системы.

Читать далее:
 2.3. Некоторые экспериментальные данные в работоспособности химических установок.
§3. Подведение итогов.

Наверх

Скачать статью в формате Word