Технико-экономические показатели процессов переработки топлив

Технико-экономические
показатели процессов
переработки топлив
Практическое занятие 2
Производительность
•
•
•
Производительность (аппарата, процесса) – это количество
выработанного продукта или переработанного сырья в единицу времени:
где П – производительность (кг/ч; т/сутки; тыс.т/год; м³/ч и т.д.)
В – количество продукта или переработанного сырья;
τ – время.
Например, производительность современного агрегата синтеза аммиака
составляет 1360 т аммиака в сутки; производительность газогенератора
для термической переработки сланцев 1000 т сланца в сутки.
Максимально возможная производительность (проектная) называется
мощностью.
2
Интенсивность
•
Интенсивность (аппарата, процесса) – это производительность,
отнесённая к какой-либо величине, характеризующей размеры аппарата, - его
полезному объёму, полезной площади поперечного сечения и т.д.:
где I – интенсивность, [т/(сутки·м3); кг/(ч·м3); т/(сутки·м2)];
Vпол- объём аппарата;
Sпол – площадь сечения аппарата.
•
Понятие «интенсивность» используют для сравнения работы аппаратов
различного устройства и размеров, в которых протекают одни и те же
процессы
3
Степень превращения
•
•
•
•
•
•
Степень превращения – это отношение количества реагента, вступившего в
реакцию, к его исходному количеству:
NAo – исходное количество вещества А (масса, объем, число моль);
NA – количество вещества А после проведения процесса.
Степень превращения реагента показывает, насколько полно в химико-технологическом процессе
используется исходное сырьё или долю исходного реагента, вступившего в реакцию, и выражается в
долях или процентах
Для разных процессов степень превращения называют степенью окисления, степенью конверсии,
степенью полимеризации, степенью абсорбции и т.д.
Чаще всего в химической реакции участвует не один, а два реагента (или даже больше). Степень
превращения может быть рассчитана по первому, второму или третьему реагенту, причём в общем
случае не обязательно получаются равные результаты.
Если реагенты А и В взяты для проведения реакции в стехиометрическом соотношении, то xA = xB
Если реагент А взят в избытке, то, xA < xB ; если в избытке взят реагент В, то xA > xB
4
Выход продукта
•
Выход продукта – это отношение количества полученного целевого продукта
к максимально возможному его количеству, которое могло бы быть получено
при данных условиях осуществления химической реакции. Для продукта R
выход:
•
Для простых необратимых реакций выход продукта и степень превращения
реагента совпадают. Однако для других типов химических реакций эти два
критерия эффективности различаются.
Для обратимых реакций aA <=> rR выход продукта равен доле, которую
составляет реально достигнутая степень превращения от равновесной для
данных условий проведения реакции:
•
5
Селективность
•
Селективностью (избирательностью) называется отношение количества
исходного вещества, расходуемого на целевую реакцию, к общему количеству
исходного вещества, израсходованного на все реакции (и целевую, и
побочные):
•
Для реакций
a1A + b1B → rR + sS (целевая реакция)
a2A + b2B →zZ + yY (побочная реакция)
•
Селективностью (избирательностью) называется отношение количества
целевого продукта к общему количеству полученных продуктов:
6
Выход продукта с учётом селективности и
степени превращения
•
•
•
Между выходом целевого продукта, степенью превращения исходного
реагента и селективностью существует простая связь
В случае необратимых параллельных реакций:
Если параллельные реакции обратимы, то максимально возможное
количество продукта R, которое могло бы получиться при отсутствии
побочной реакции, определяется условиями равновесия:
7
Расходные коэффициенты
•
Расходным коэффициентом называют отношение количества сырья,
материалов, топлива и энергии, затраченных на проведение химикотехнологического процесса, к количеству полученного целевого продукта:
где Q – количество затраченного сырья, материалов, топлива, энергии;
B – количество полученного продукта
•
•
Расходные коэффициенты показывают количество сырья, материалов,
топлива и энергии, затраченных на производство единицы продукции.
Их выражают в тоннах на тонну (т/т), килограммах на тонну (кг/т), кубических
метрах на тонну (м3/т), для энергии - в киловатт-часах на тонну (кВт·ч/т) и т.д.
8
Теоретический расходный коэффициент
•
Теоретические расходные коэффициенты рассчитывают на основании
стехиометрических соотношений, по которым происходит превращение
сырья в целевой продукт.
Для реакции
aA + bB → rR +sS,
с целевым продуктом R теоретические расходные коэффициенты реагентов А
и В равны:
•
Если сырьё содержит примеси, то
•
где ωА – массовая доля компонента А в сырье
9
Практический расходный коэффициент
•
•
•
•
Практический расходный коэффициент учитывает производственные
потери на всех стадиях процесса, а также побочные реакции, если они имеют
место
При расчёте практических расходных коэффициентов учитывают степень
превращения сырья, выход продукта, селективность:
Практический расходный коэффициент всегда больше теоретического
ηпракт > ηтеор
В производственных условиях с целью уменьшения расходных
коэффициентов стремятся достичь наиболее высоких значений степени
превращения сырья, выхода продукта, селективности процесса
10
Экономические показатели
эффективности
• Для полной характеристики процесса недостаточно
приведённых выше показателей
• Химико-технологический процесс считается
совершенным, если он является и экономически
эффективным
• Оценку экономической эффективности производства
проводят по нескольким показателям, из которых
наиболее важными являются
– капитальные затраты,
– себестоимость продукции,
– производительность труда.
11
Удельные капитальные затраты
•
•
Капитальные затраты – это сумма всех затрат, произведенных при
строительстве данного цеха или предприятия в целом
Удельные капитальные затраты – более наглядный показатель, чем
капитальные затраты; они получаются от деления общей стоимости установки
(цеха) на ее годовую мощность:
где Куд – удельные капитальные затраты;
К – капитальные затраты;
N – мощность установки.
•
С увеличением единичной мощности установки удельные капитальные
затраты снижаются.
12
Себестоимость
•
•
Себестоимость продукции – это денежное выражение затрат данного
предприятия на изготовление и сбыт единицы продукции
Затраты предприятия, непосредственно связанные с производством
продукции, складываются из следующих статей:
–
–
–
–
–
–
–
•
сырье, полуфабрикаты и основные материалы, непосредственно участвующие в химических
реакциях;
топливо и энергия на технологические цели;
заработная плата основных производственных рабочих;
амортизация, т.е. отчисления на возмещение износа основных производственных фондов:
зданий, сооружений, оборудования и др.;
цеховые расходы, включающие затраты на содержание и текущий ремонт основных
производственных фондов (в том числе и зарплату вспомогательных и ремонтных рабочих), а
также затраты на содержание административно-управленческого персонала цеха, охрану труда
и технику безопасности;
налог за загрязнение окружающей среды;
общезаводские расходы.
Из себестоимости основного продукта обычно вычитают стоимость побочных
продуктов, полученных из того же сырья.
13