Строительное проектирование химических предприятий

Пример строительного проектирования некоторых производств химической промышленности

Азотные заводы

Рассмотрим принципиальную схему производства жидких азот­ ных удобрений — аммиачной воды по укороченной схеме (рис. 103) и гранулированной аммиачной селитры (рис. 104).

Как видно из представленных схем заводы азотных удобрений состоят из отделений: приготовления газа; производства синтети­ ческого аммиака; азотной кислоты; азотных удобрений.

Кроме указанных, имеются еще подсобно-вспомогательные объ­ екты. На современных заводах азотных удобрений мощностью 150—200 тыс. т в год ранее разрозненные отделения размещены в объединенном корпусе, в который вкомпонована и аммиачно­ холодильная установка. Объединенный корпус слагается из ком­ плекса унифицированных зданий, внутри которых размещается машинное оборудование и отдельные аппараты, изолированные от наружной атмосферы. Открытые площадки, этажерки и эстакады с основной массой технологического оборудования расположены с соблюдением требований для пожаро- и взрывоопасных произ­ водств.

Подсобно-вспомогательные объекты (бытовые помещения, хи­ мическая лаборатория, механическая мастерская, электроподстан­ ция с генераторами возбуждения синхронных электродвигателей газовых компрессоров и циркуляционных насосов, центральный пункт управления производством аммиака) размещены в отдель­ ном двухэтажном здании шириной 12 м, которое связано с обоими производственными зданиями теплыми переходами на уровне вто­ рого этажа. Объединенный корпус производства аммиака состоит из двух блоков (рис. 105).

В одном блоке установлено технологическое оборудование раз­ деления воздуха, конверсии метана и окиси углерода, а также цен­ тробежные насосы, электроподстанция и вентиляционная камера. В другом блоке расположено оборудование газовой компрессии и медно-аммиачной очистки. Турбоагрегаты и компрессоры высо­ кого давления, во время работы которых возникают большие инер­ ционные усилия, установлены на самостоятельные фундаменты, от­ деленные от прилегающих конструкций рабочих площадок швами

супругими прокладками.

Кпромышленным зданиям производства аммиака со стороны

двора пристраивают одинаковые по конструктивному решению однопродетные двухэтажные этажерки. На первых, закрытых этажах этих этажерок размещают насосное хозяйство и индукционные регуляторы с трансформаторами отделения синтеза аммиака. Вто­ рой этаж примыкающих этажерок используют в качестве эстакады, на которой укладывают технологические коммуникации производ­ ства аммиака. Остальное технологическое оборудование устанав­ ливают на территории завода на открытых площадках вне зданий.

Рис. 104. Принципиальная схема производства гранулированной аммиачной селитры

Для удобства монтажа, демонтажа ,и ремонта оборудования (турбогенераторов, компрессоров высокого давления и др.) в от­ делениях разделения воздуха и компрессии имеется два мостовых крана грузоподъемностью по 30 т каждый.

Эксплуатацию и ремонт оборудования, установленного на от­ крытых площадках во дворе завода, осуществляют посредством применения 50-тонного строительного башенного крана марки БК-Ю00 или самоходными гусеничными кранами большой грузо­ подъемности.

Легкосбрасываемые покрытия приняты из железобетонных плит ПК-01-118, в которых вырезаны отверстия, перекрываемые несущи­ ми асбестоцементными листами, утеплителем и рулонной гидро­ изоляцией.

Вцелях уменьшения давления от взрывной волны на основные строительные конструкции площади окон производственных зданий также приняты намного больше, чем это необходимо для естествен­ ного освещения. Рабочие площадки для обслуживания технологи­ ческого оборудования частично перекрываются решетчатым насти­ лом из стали.

Вкачестве основных несущих конструкций производственных зданий приняты железобетонные каркасы, состоящие из сборных железобетонных колонн с подкрановыми балками и железобетон­ ными предварительно напряженными фермами. Двухэтажные одно­ пролетные этажерки спроектированы из сборных железобетонных конструкций, предусмотренных для многоэтажных зданий химиче­ ской промышленности с типовой сеткой колонн 6X6 м.

При проектировании заводов жидких азотных удобрений мощ­ ностью 300—600 тыс. т в год и выше могут быть иные компоновоч­ ные решения. Например, агрегатно-блочные, которые позволяют поэтапно вводить в эксплуатацию утвержденную конечную мощ­ ность предприятия.

Основное технологическое оборудование для получения азотной кислоты размещается в двухпролетном производственном здании, которое оснащается двумя мостовыми кранами грузоподъемностью 15 и Ют, а также и на открытой металлической площадке шириной 6 м. Производственное здание решено с использованием железобе­ тонных конструкций.

На этих заводах особое внимание уделяется вопросам защиты и изоляции строительных конструкций от вредного воздействия кис­ лот, поэтому железобетонные элементы здания выполняют с уве­ личенным защитным слоем и армируют стержневой арматурой. Ме­ таллические конструкции внутри здания и на наружной площадке защищают от окислов азота антикоррозионным покрытием.

Ввиду наличия в нем значительного количества вредных паров кислот и окислов азота, вентиляция рассчитывается на шестикрат­ ный обмен воздуха в час. Хранилища азотной кислоты проектируют вне здания в полузаглубленном приямке.

Производство гранулированной аммиачной селитры проекти­ руют из отделений нейтрализации, выпарки, грануляции и упако­

Габариты и массы некоторых основных аппаратов

с учетом необходимой кратности воздухообмена и вдвое превышает размер по высоте установленной аппаратуры. Отопление «в кон­ тактном отделении предусмотрено как аварийное, на случай выну­ жденной остановки завода. Конструкция полов принята в химиче­ ски стойком исполнении. Фундаменты производственных зданий и оборудования надежно изолированы от действия агрессивных сред.

Заводы пластмасс и синтетических смол

На этих предприятиях выпускают различные термореактивные и термопластичные полимерные материалы (полуфабрикаты), ко­ торые подлежат переработке в разнообразные изделия промыш­ ленного и бытового назначения. В этой отрасли химической про­ мышленности вырабатывают многочисленные виды синтетических смол (фенолоформальдегидные, карбамидные, полиэфирные, эпок­ сидные, полиамидные, ионнообменные, кремнийорганические), а также полиэтилен, полистирол, поливинилацетат и другие материа­ лы, поступающие затем на предприятия по переработке пластмасс. Сырье для указанных смол и пластмасс (винилацетат, винилпропионат, стирол, себациновая кислота, формалин и др.) получают на этих же предприятиях.

Заводы пластмасс и синтетических смол располагают, как пра­ вило, в непосредственной близости от предприятий по переработке

природных газов, нефтедобычи -и нефтепереработки. Они представ­ ляют собой комплексы объединенных отдельных производств. Строительная часть каждого цеха и всего комплекса в целом ре­ шается в зависимости от новейших требований технологических процессов.

В состав заводов по переработке пластических масс входят основные производственные цехи и объекты подсобно-вспомога­ тельного назначения (азотно-кислородные станции, водооборотные циклы, компрессорные и холодильные установки, ремонтные базы, транспортное хозяйство) и другие необходимые сооружения.

По своему характеру производства промышленности пластиче­ ских масс резко отличаются друг от друга построением технологи­ ческих процессов, но4почти все они являются пожаро- и взрыво­ опасными. Организация технологических процессов может созда­ ваться по горизонтальной или вертикальной схеме и в зависимо­ сти от принятого решения проектируется строительная часть пред­ приятия.

Производство винилацетата и его производных осуществляется па базе использования в качестве исходного сырья — ацетилена (газа), а также уксусной кислоты в виде паров. Вследствие высо­ кой взрывоопасности ацетилена это производство компонуется в основном на открытых наружных установках. Управление этим производством полностью автоматизировано и сосредоточено в опе­ раторной КИП, которая находится в бытовом корпусе.

Оборудование синтеза винилацетата и отделения ректификации размещают на железобетонных этажерках с сеткой колонн 6x6 м. С разрывом в 12 м от этажерок располагают вспомогательный кор­ пус (96X12X7,2 м) для газодувок и насосов. Рядом с цехом винил­ ацетата в отдельном корпусе размером 72x18 м и высотой этажа 3,6 м размещены трансформаторная подстанция, электрощитовые, лаборатория и административно-бытовые помещения. Бытовой кор­ пус в 3 и 4 этажа соединен с этим цехом теплым переходом. Хра­ нение готового винилацетата осуществляют в отдельном железобе­ тонном промежуточном складе ЛВЖ, откуда посредством насосов направляют в цех, где получают поливиниловый спирт, ацетали и поливинилацетатную эмульсию.

При мощности цеха производных винилацетата 5000 т/год его производство размещается в пятиэтажном корпусе шириной 36 м, с сеткой колонн 6X6 м. Высота первого этажа — 7,2 м, а последую­ щих трех этажей по 6 м каждый. Пятый этаж запроектирован вы­ сотой 10,8 м и оборудован опорным краном грузоподъемностью Ют для нужд производства. В качестве основных несущих конструкций корпуса принят сборный железобетон с полезной нагрузкой на междуэтажные перекрытия 2,5 т/м2, так как технологический про­ цесс осуществляется с использованием тяжелого оборудования. Здание аммиачно-холодильной установки размещено в отдельном одноэтажном корпусе с размерами 66X24X7,2 м. Склад тариро­ ванного сырья с насосной станцией также размещен отдельно и имеет размеры в плане 72X36 м.

точной и вытяжной вентиляцией, трансформаторной подстанцией, подключены к паровым и водопроводным магистралям. Они могут работать самостоятельно или включаться в состав завода.

Для цехов прессования разработаны три вида секций: с мел­ кими и средними прессами давлением 25—160 т; средними и круп­ ными прессами давлением 100—400 т; крупными прессами и ротор­ ными линиями.

Каждую из секций размещают в однопролетном одноэтажном промышленном здании павильонного типа. Размер его в плане 72X24 м, шаг колонн 12 м, а высота до низа несущих конструкций покрытия принята 7,2 м. Весь каркас здания решен в сборных же­ лезобетонных конструкциях. Несущие стропильные фермы покры­ тия приняты с параллельными поясами пролетом 24 м, а огражда­ ющие элементы — из крупноразмерных плит настила типа ПК-01-118. Для увеличения мощности предприятия предусмот­ рена возможность примыкания секций друг к другу по продольной стороне здания. Объемно-планировочные и конструктивные реше­ ния позволяют создавать двух- и трехпролетные здания и т. д. Кроме производственного корпуса завода по переработке пласт­ масс имеется еще на промплощадке открытый склад сырья и гото­ вой продукции (контейнерный склад), а также погрузочно-разгру­ зочные площадки, железнодорожные пути, оборудованные краном,

иотдельное здание административно-бытового назначения.

Вслучае построения технологического процесса по вертикал* проектирование заводов по переработке пластмасс осуществляют по унифицированным габаритным схемам многоэтажных промыш­ ленных зданий из типовых сборных железобетонных конструкций

ссеткой колонн 6X6 м или 9X6 м и укрупненной сеткой кодонв

верхнего этажа, оборудованного мостовым краном.

Для создания нормальных условий по эксплуатации большин­ ства производств пластмасс-полуфабрикатов необходимо преду­ сматривать устройство местных укрытий аппаратуры, которая вы­ деляет токсические вещества, с отсосом загрязненного воздуха. Пе­ ред выбросом в воздушный бассейн загрязненный воздух подвер­ гают тщательной очистке и затем он рассеивается в атмосфере пр* скорости выхода из трубы 12—14 м/с. Кратность воздухообмена во вредных цехах заводов пластмасс обычно 8—12, а на производствах категории А дополнительно предусматривают аварийную вентиля­ цию. Отопление проектируют воздушное.

В цехах по переработке пластмасс вентиляцию рассчитывают на 3—5-кратный обмен воздуха в час, отопление применяют воз­ душное или от нагревательных приборов.

Особое внимание следует обратить на сброс промышленных сточных вод и их очистку. Сточные воды заводов пластмасс, как правило, содержат стирол, фенол, формальдегид, бензол, метанол, кислоты, щелочи и другие вещества. Удаление их производят сна­ чала на заводских очистных установках, а затем — на биологиче­ ских очистных сооружениях. Сброс очищенных сточных вод в во­ доемы разрешается только ниже населенных мест.

Выбор промышленной площадки для новых заводов пластмасс зависит не только от экономической целесообразности строитель­ ства, сырьевой и энергетической базы, но и от наличия вблизи производства крупных водоемов или рек вследствие большого водопотребления.

Соблюдение достаточной санитарно-защитной зоны также яв­ ляется необходимым условием для заводов пластмасс.

Заводы резино-технических изделий

Ассортимент резиновых изделий, выпускаемых заводами в на­ шей стране, превышает 40 тыс. видов. Основная масса резины по весу (около 65%) расходуется на производство шин и камер для автомобилей, самолетов, тракторов, мотоциклов, велосипедов и т. п. Заводы резино-технических изделий РТИ потребляют около 25% по весу от основной массы резины на выработку изделий для тех­ нических целей (например, транспортерных лент, рукавов разного назначения, приводных ремней, прокладочных пластин и т. п.). Оставшееся количество резины используется заводами целевого на­ значения для бытовых нужд на изготовление резиновой обуви, про­ резиненной одежды, медицинских изделий санитарии и гигиены и т. д.

Генеральные планы отдельных заводов по производству шин и резино-технических изделий (рис. 108) разрабатываются по прин­ ципу членения их на три зоны.

В первой зоне вдоль железнодорожной ветки располагают складские здания и сооружения, во второй зоне — все промышлен­ ные здания производственного назначения, в третьей — здания ад­ министративно-бытового и обслуживающего назначения (заводо­ управление, столовую, гараж, пожарное депо и другие сооруже­ ния) .

Заводы резино-технических изделий в промышленном районе располагают с подветренной стороны по отношению к жилому мас­ сиву, а также с учетом приближения их к водным и энергетическим ресурсам. Современные предприятия резиновых изделий по воз­ можности проектируют из цехов блокированного типа. Так, на промплощадке завода по производству шин или резино-технических изделий, как правило, размещают корпуса основного производства, складской группы (бункерный, гранулированной сажи, сжатых га­ зов,. мягчителей и растворителей) компрессорной станции, соору­ жения водопровода и канализации, а также все здания админи­ стративно-бытового и подсобного назначения.

Основным промышленным зданием завода резиновых изделий является производственный корпус, в котором блокируют следую­ щие цехи: подготовительный, заготовительно-сборочный, вулкани­ зации, экспериментальный, ремонтно-механический, использования заводских отходов (ЦИЗО), клеевой и др. Подготовительный цех заводов резиновых изделий — это наиболее сложная в конструктив­ ном отношении часть производственного корпуса. Объемно-плани-