У А. А. Казаков, Т. И. Степанова, В. Е. Трохин, А....
реклама
Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXIX. 2015. № 4 УДК 004.9: 661.11: 661.419.4: 661.487.2 А. А. Казаков, Т. И. Степанова, В. Е. Трохин, А. М. Бессарабов* ПАО Научный центр «Малотоннажная химия», Москва, Россия, 107564, Москва, Краснобогатырская ул., д. 42 * e-mail: [email protected] ИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ГИБКОЙ ТЕХНОЛОГИИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ ОСОБОЙ ЧИСТОТЫ Аннотация Для разработки гибкого модульного производства неорганических кислот особой чистоты разработана информационная база данных. На важнейшем подуровне «Наименование документа» рассматривается основной вид технической документации – технологический регламент на производство выбранного ассортимента продукции (соляная, плавиковая, хлорная и азотная кислота особой чистоты). Ключевые слова: база данных; гибкая технология; неорганические кислоты; особо чистые вещества. Проведена разработка базы данных для синтеза ассортимента неорганических кислот особой чистоты (соляной, плавиковой, хлорной и азотной) на основе общих принципов формирования гибких технологических схем из типовых модулей [1]. Созданная нами технология базируется на 7 типовых аппаратурных модулях: адсорбции, десорбции, абсорбции, химической очистки, ректификации, фильтрации и коррекции состава. Разработка модульной технологии осуществлялось путем такого сочетания отдельных технологических процессов, которое дает возможность использования максимального разнообразия исходного сырья. В качестве примера такого синтеза приводится разработка технологий азотной и хлорной кислот на одной технологической линии, и галогеноводородных кислот (плавиковой и соляной) – на другой. Наиболее технологически трудоемким является процесс получения и очистки галогеноводородных кислот, требующих процессов химической обработки, ад-, аб- и десорбции. При очистки жидких плавиковой и соляной кислот неочищенное сырье поступает в модуль химической обработки, где некоторые примеси переводятся в более легкоотделимые формы. Так как сырье и товарный продукт представляет собой раствор газа в жидкой фазе, необходимо произвести деление потоков в модуле десорбции. Получаются два потока: поток сверхазеотропного газа (HCI и HF) и соответствующую кислоту азеотропного состава. Для отделения от аэрозолей избыточный газ пропускается через фильтр, после которого направляется в адсорбционную колонну, а кислота – в ректификационный модуль. Ректификационная кислота и отфильтрованный газ объединяются в модуле абсорбции. Для коррекции концентрации получаемых кислот в технологической схеме предусмотрен дополнительный подвод высокочистой воды в модуль коррекции состава. При создании компьютерной системы для разработки гибкого модульного производства ассортимента неорганических кислот особой чистоты, также как и для гибкой технологии ассортимента алифатических углеводородов [2], нами была разработана структура информационной базы данных (рис. 1). На верхнем уровне также представлены 2 класса веществ: «Органические химические вещества 71.080» и «Неорганические вещества 71.060» (согласно химические Международному классификатору стандартов). Рассматриваемые вещества – хлорная, азотная, соляная и фтористоводородная кислоты – относятся к классу неорганических веществ (код – 71.060) и относятся к «Неорганическим кислотам» – код 71.060.30. Эта информация представлена табличными полями «Наименование класса» и «Наименование вещества». Названия используемых продуктов представлены в поле «Наименование продукта», в данном случае содержащим наименования получаемых по нашей технологии кислот: азотная кислота, азотная кислота 65%, хлорная кислота, соляная кислота, плавиковая кислота. Как видно из примера, здесь также может содержаться информация о концентрации основного вещества. Следующая подкатегория «Наименования квалификации» содержит папки с информацией о квалификации выбранного продукта по чистоте: технический «тех», чистый «ч», чистый для анализа «чда», особой чистоты «ос.ч». Выбор определенной квалификации направляет нас в подкатегорию «Наименования документа», который отражает названия основных технических документов при производстве данного продукта: технические условия, технологический регламент, лабораторный регламент и исходные документы для проектирования. Подкатегория «Наименования раздела» содержит информацию о разделах выбранного документа, в данном случае технологического регламента. Показано (рис. 1) обращение к папке «Технологическая схема производства», продолжением которой является подкатегория «Наименования модуля». Эта подкатегория содержит папки с названиями модулей составляющие данную установку: химическая обработка, ректификация, абсорбция, фильтрация, а также десорбция, адсорбция и коррекция состава (последние на рисунке не показаны). Обращение к к папке соответствующего модуля приводит к заключительной подкатегории, которое иллюстрирует табличное поле «Наименование позиции». В нем представлены наименования позиций – название каждого элемента, составляющего выбранный модуль. 132 Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXIX. 2015. № 4 Рис. 1. Структура БД «Неорганические кислоты» При синтезе гибкой технологии для фиксированного ассортимента неорганических кислот особой чистоты произведено разбиение массива продуктов по признакам технологического и химического сходства и решена задача выбора оптимальной последовательности выпуска целевых продуктов. В протоколе применения «технологические регламенты» разработана структура базы данных, созданы типовые структуры словарей и справочников по элементам модульного оборудования, конструкционным материалам и др. Казаков Александр Александрович, н.с. ПАО НЦ «Малотоннажная химия», Россия, Москва. Степанова Татьяна Игоревна, к.т.н., с.н.с. ПАО НЦ «Малотоннажная химия», Россия, Москва. Трохин Василий Евгеньевич, к.х.н., директор ПАО НЦ «Малотоннажная химия», Россия, Москва. Бессарабов Аркадий Маркович, д.т.н., проф., зам. директора ПАО НЦ «Малотоннажная химия», Россия, Москва. Литература 1. Проблемно-ориентированные гибкие CALS-системы многоассортиментных производств химических реактивов и особо чистых веществ / Бессарабов А.М. [и др.]. Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, № 3. С. 292-297. 2. Информационная база данных для разработки гибкой технологии алифатических углеводородов и петролейных эфиров реактивной квалификации / Казаков А.А. [и др.]. Успехи в химии и химической технологии: сб. науч. тр. – Т. 28, № 1 (150). – М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2014. – С. 108-110. Kazakov Aleksandr Aleksandrovich, Stepanova Tatyana Igorevna, Trohin Vasilij Evgenevich, Bessarabov Arkadiy Makovich* R&D Centre "Fine Chemicals", Moscow, Russia. * e-mail: [email protected] THE INFORMATION DATABASE FOR THE DEVELOPMENT OF FLEXIBLE TECHNOLOGY OF HIGH PURITY INORGANIC ACIDS Abstract The information database for the development of flexible modular production of high purity inorganic acids was developed. The main type of technical documentation, technological regulations on the production of the selected range of products (hydrochloric, hydrofluoric, perchloric and nitric acid of high purity) at the crucial sublevel "Name of document" is considered. Key words: database, flexible technology, inorganic acids, high purity substances. 133
