1. Технико-экономическое обоснование работы-проекта
Пятичленные гетероциклические структуры, такие как пиррол, а также сопряженные молекулы, содержащие пиррольные фрагменты, привлекают в последнее время все большее внимание. Эти вещества потенциально важны в качестве оптических электроактивных материалов. Два класса таких материалов активно изучаются: фотолюминесцентные гетероциклические соединения, как производные бензохинолина, бензоксазола, оксодиазола и фталоцианина, которые проявляют высокую фотолюминесцентную активность в растворах; и фотопроводники и электролюминесцентные соединения для электролюминесцентных устройств, большинство из которых являются гетероциклическими соединениями. Присутствие гетероатома в молекуле обеспечивает инжектирование и транспорт электронов или дырок, что необходимо при создании материалов с электроактивными слоями. Пиррольная структура является примером таких молекул.
Таким образом, приобретает особый смысл разработка промышленных методов производства как пиррольных соединений, так и исходных веществ для синтеза пирролов. В данной работе рассматривается проектирование производства ацетонил ацетоуксусного эфира – исходного компонента при синтезе 3-этоксикарбонил-3Н-пирролов [2, 3]. Из нескольких методов синтеза выбран оптимальный. Очень важным аспектом является экологичность подобранной методики. Так, минимальными являются отходы системы в связи с рециркуляцией в системе растворителей, катализатора и исходного сырья; часть исходного применяется в качестве удобрений, что удовлетворяет критериям экологической безопасности.
Кроме того, очевидным достоинством являются минимальные потери ресурсов в технологическом процессе в связи со специфичными условиями производства (вакуумирование, применение ЛВЖ) и очевидная доступность и дешевизна по сравнению с другими методами сырья и катализатора синтеза.
Важность дальнейшего развития отечественной промышленности, поддержание достойной конкурентоспособности отечественной продукции на международном рынке, наконец, острая необходимость снижения зависимости отечественного рынка от экспорта – все эти факторы указывают необходимость и важность для экономики страны проектирования и создания подобных производств.
Согласно расчету, приведенному в технологической части, для производства ацетонил ацетоуксусного эфира потребуется следующее оборудование [60] (табл. 8.2.1.)
Таблица 8.2.1.Требуемое оборудование
Наименование аппарата | Vа, дм3 | Количество аппаратов | Стоимость одного аппарата, тыс. руб. |
Сборник | 160 | 3 | 270 |
Сборник | 63 | 1 | 115 |
Сборник | 40 | 4 | 70 |
Реактор | 160 | 1 | 980 |
Реактор | 40 | 4 | 245 |
Теплообменник | 4 | 540 | |
Дозирующий насос | 2 | 390 | |
Мерник | 100 | 1 | 390 |
Мерник | 40 | 1 | 160 |
Фильтр | 2 | 390 | |
Испаритель пленочный | 1 | 350 | |
Итого | 7785 |
Неучтенное оборудование: 10% от суммарной стоимости оборудования. Конечная сумма на закупку оборудования:
Закупленное оборудование нуждается в доставке, установке и дооснащении некоторыми элементами [61]. Укрупненные нормативы затрат приведены в табл. 8.2.2.
Таблица 8.2.2.Затраты на доставку, монтаж и дооснащение оборудования
Наименование затрат | Укрупненный норматив затрат в процентах к стоимости технологического оборудования |
Транспортно-заготовительные и складские расходы | 5,7 |
Монтаж оборудования | 10 |
Технологические трубопроводы | 0,5 |
КИП, включая их монтаж и автоматику | 1 |
Неучтенные работы | 10 |
Всего: | 27,2 |
Таблица 8.2.3. Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений на оборудование
Группа оборудования | Стоимость оборудования (тыс. руб.) | Затраты на доставку, монтаж и дооснащение оборудования (в %%) | Сумма заготовительно-монтажных работ (в тыс. руб.) | Полная первоначальная стоимость оборудования (в тыс. руб.) | Амортизационные отчисления на оборудование | |
Годовая норма (в %%) | Сумма (в тыс. руб.) | |||||
Емкостные аппараты (сборники, реакторы, мерники, испаритель) | 4845 | 27,2 | 1317,8 | 6162,8 | 6,1 | 375,9 |
Прочее оборудование (теплообменники, элеватор и т.п.) | 2938,5 | 27,2 | 799,3 | 3737,8 | 10 | 373,8 |
Итого | 7783,5 |
| 2117,1 | 9900,6 |
| 749,7 |
Расчет затрат на сырье, пар и электроэнергию проводится на основе данных, полученных в технологической части.
Таблица 8.3.1.Годовая потребность сырья и материалов для технологических целей и денежных трат на их приобретение
Название | Единица измерения | Норма расхода сырья на единицу продукции | Цена на сырье, руб. на 1кг | Затраты на годовой выпуск | Годовой выпуск продукции, кг | |
Кол-во сырья | Сумма, тыс. руб. | |||||
АУЭ | кг | 1,28 | 235 | 1280 | 300,8 | 1000 |
ХА | кг | 1,00 | 1934 | 1000 | 1934,0 | |
Ацетон | кг | 0,40 | 47 | 400 | 18,8 | |
KI | кг | 0,33 | 750 | 330 | 247,5 | |
K2CO3 | кг | 2,71 | 322 | 2710 | 872,6 | |
Диэтиловый эфир | кг | 2,42 | 397 | 2420 | 960,7 | |
Вода | кг | 1,43 | 0,128 | 1430 | 0,18 | |
MgSO4 | кг | 0,60 | 91,2 | 600 | 54,7 | |
Итого | 4389,36 |
Таблица 8.4.2.Расход электроэнергии для двигательных целей
Наименование оборудования, имеющего двигатели | Номинальная мощность двигателя, кВт | Потребляемая мощность, кВт | Время работы двигателя в часах | Суммарное количество электроэнергии в год, кВт-час |
Реактор Р-1 | 1,1 | 0,25 | 330 | 83,5 |
Реактор Р-2 | 1,1 | 0,25 | 15840 | 4007,5 |
Реактор Р-3 | 0,6 | 0,14 | 660 | 91,1 |
Реактор Р-4 | 0,6 | 0,14 | 990 | 136,6 |
Реактор Р-5 | 0,6 | 0,14 | 660 | 91,1 |
Реактор Р-6 | 0,6 | 0,14 | 990 | 136,6 |
Итого | 4546,4 | |||
С учетом работы насосов и непредвиденных потерь | 9092,8 |
Таблица 8.4.3.Расчет денежных затрат на пар, электроэнергию, азот, оборотную воду и вакуум
Название затрат | Единица измерения | Затраты на единицу продукции | Затраты на годовой выпуск | |||
Кол-во | Цена, руб., коп. | Сумма, руб., коп. | Кол-во | Сумма, руб. | ||
Пар | Гкал | 0,18 | 75,00 | 13,50 | 180 | 13500,00 |
Электроэнергия | кВт-час | 33,8 | 0,38 | 12,84 | 33800 | 12844,00 |
Азот | баллон | 0,017 | 65,00 | 1,08 | 16,67 | 1083,33 |
Электроэнергия на вакуум | кВт-час | 0,41 | 1,30 | 0,54 | 412,5 | 536,25 |
Вода оборотная | м3 | 3,1 | 0,55 | 1,70 | 3095,3 | 1702,43 |
Итого |
|
|
|
|
| 29666,02 |
Для обеспечения производства 1 тонны продукта в год достаточно выделить 330 дней в году при принятой мощности производства. График работы – двусменный, рабочая неделя – семидневная. Рабочий день продолжается 8 часов. Каждая смена состоит из двух аппаратчиков; кроме того, в утренней смене присутствует мастер смены. Сменность устанавливается согласно табл. 7. Кроме основных работников, есть и вспомогательный персонал – уборщицы, слесари, подменяющие и прочие. Их заработная плата также должна быть учтена [62].