Управление и организация техносферной безопасности технических объектов и технологических процессов в автоматических системах управле

Тольяттинский государственный университет 

Институт  химии и инженерной экологии 

Кафедра «Механика и инженерная защита окружающей среды» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторно-исследовательская  работа

на тему:

«Управление и организация  техносферной безопасности технических объектов и технологических процессов в автоматических системах управления промышленного предприятия на примере ООО «Тольяттикаучук» » 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Тольятти 2011

Оглавление

1. Цели, задачи исследования       стр. 3
2. Общие данные         стр. 5
3. Анализ технологического процесса производства синтетических каучуков и выявление потенциальных угроз и рисков техносферной и экологической безопасности       стр. 6
4. Мероприятия по обеспечению техносферной и экологической безопасности         стр. 10
5. Список литературы        стр. 13

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Цель  исследования: определить и разработать методы и приёмы в обеспечении техносферной и экологической безопасности на предприятии ООО «Тольяттикаучук» системе АСУ.

      Актуальность  исследования: современная химическая промышленность с ее гигантскими мощностями оказывает все более ощутимое негативное техногенное воздействие на окружающую среду, что вызывает ухудшение условий обитания человека и человечества. Одним из крупнейших источников отрицательных воздействий на природную среду являются предприятия химического профиля, производящие промышленные газы. Создание эффективной и современной АСУ позволит уменьшить возможность возникновения чрезвычайных ситуаций и катастроф с негативными экологическими и техногенными последствиями.

      Задачи  исследования:

1. Исследовать угрозы и риски техносферной и экологической безопасности, которые несут АСУ на ООО «Тольяттикаучук» при производстве синтетических каучуков.
2. Подготовить мероприятия по обеспечению техносферной и экологической безопасности на основе выявленных угроз и рисков при производстве синтетических каучуков.
3. Разработать алгоритм управления обеспечения техносферной и экологической безопасностью.

 

Определения:

    Экологическая безопасность — совокупность состояний, процессов и действий, обеспечивающая экологический баланс в окружающей среде и не приводящая к жизненно важным ущербам (или угрозам таких ущербов), наносимым природной среде и человеку (Хоружая, 2002, Козин, Петровский, 2005).

    Система экологической безопасности — совокупность законодательных, медицинских и биологических мероприятий, направленных на поддержание равновесия между биосферой и антропогенными нагрузками, а также естественными внешними нагрузками. ЭБ достигается системой мероприятий (прогнозирование, планирование, заблаговременная подготовка и осуществление комплекса профилактических мер), обеспечивающих минимальный уровень неблагоприятных воздействий природы и технологических процессов ее освоения на жизнедеятельность и здоровье людей при сохранении достаточных темпов развития промышленности, коммуникаций, сельского хозяйства.

    Техносфера - совокупность элементов среды в пределах географической оболочки Земли, созданных из природных веществ трудом и сознательной волей человека и не имеющих аналогов в девственной природе. Техносфера является совокупностью абиотических, биотических и социально-экономических факторов.Fogger H., Mines G. Technosphere: Open Researches. V. 1-2. Boston, 1991.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Общие данные

    ООО «Тольяттикаучук» - предприятие нефтехимического комплекса России, расположенное в городе Тольятти, Самарская область, Приволжский федеральный округ. Входит в химический холдинг Сибур.

    Основной  продукцией ООО «Тольяттикаучук» являются синтетические каучуки различных видов: сополимерные, изопреновые и бутилкаучук. Также предприятие производит углеводородные фракции, продукты органического и неорганического синтеза, мономеры, полимеры, присадки для автомобильных бензинов (метанольную высокооктановую добавку (ДВМ) и метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ)). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Анализ технологического процесса производства синтетических каучуков и выявление потенциальных угроз и рисков техносферной и экологической безопасности 

    Процесс получения каучука обычно складывается из нескольких основных стадий: 1) приготовление катализатора (или компонентов каталитического комплекса); 2) полимеризация; 3) дезактивация катализатора и отмывка раствора полимера от продуктов дезактивации катализатора; 4) отгонка мономера и растворителей (дегазация) и выделение каучука; 5) регенерация возвратных продуктов и очистка-сточных вод.

     Рассмотрим технологический процесс получения резиновых смесей и полуфабрикатов. Основным подготовительным процессом при выпуске любых резиновых изделий является приготовление резиновых смесей; качество смешения во многом определяет технологические свойства промежуточных материалов и технические характеристики получаемых резин. Сложность состава резиновых смесей, различное агрегатное состояние исходных продуктов, большие различия в дозировках отдельных ингредиентов требуют большой тщательности при развеске и транспортировке материалов и строго соблюдения технологического режима. Поэтому без высокого уровня механизации и автоматизации процесса невозможно добиться его стабильности и надежности в обеспечении требуемого качества резиновых смесей.

     В настоящее время основное количество резиновых смесей получают по одно- или двухстадийной схемам с использованием роторных резиносмесителей периодического действия и червячных или валковых машин для доработки (гранулирования, листования, стрейнирования и т.п.) получаемых смесей.

     На  рис. 1 показан один из вариантов  такого технологического процесса с  гранулированием маточной смеси  и проведением второй стадии смешения в том же аппарате. 

     

     Рис. 1. – Технологическая схема приготовления резиновых смесей на производственной линии с резиносмесителями объемом 620 дм³:

     1 – пневмотранспорт гранул маточных смесей;

     2 – расходные бункеры техуглерода;

     3 – дозирование мягчителей;

     4 – продувочная емкость;

     5 – дозирование техуглерода;

     6 – дозирование серы и ускорителей;

     7 – система подачи ингредиентов;

     8 – дозирование ингредиентов;

     9 – циклон;

     10 – дозирование маточной смеси;

     11, 17 – удаление пыли;

     12 – дозирование каучуков;

     13 – резиносмеснтель;

     14 – охлаждающие барабаны;

     15 – элеватор;

     16 -экструдер;

     18 – фестонная установка.

     Вопрос  о выборе выпускной формы маточных смесей – гранулы или лента (лист) – весьма сложен.

     Применение  маточных смесей в гранулированном  виде позволяет: автоматизировать дозирование  маточных смесей на второй стадии смешения; перемешивать смеси при охлаждении и хранении, что позволяет усреднять качество заправок, обеспечивая стабильность свойств при последующей обработке смесей. Недостаток гранулированных резиновых смесей в том, что при транспортировании и хранении на стенках пневмомагистрали, в барабанах для охлаждения и вращающихся складских барабанах происходит осаждение частиц адгезива в виде небольших зерен. Эти частицы время от времени отделяются от стенок и попадают в резиновую смесь; при дальнейшей обработке эти частицы не диспергируются, что приводит к браку при экструзии (шприцевании) и каландровании. Способ гранулирования маточных смесей требует больших капитальных затрат (по стоимости оборудования на 34%, по площади на 20%), но дает выигрыш в трудозатратах (примерно вдвое).

     Преимуществом листового способа хранения маточных смесей является более высокая степень унификации производства (однотипные транспортные системы и склады, однотипное оборудование для обработки и охлаждения маточных смесей и готовых резиновых смесей и др.), более низкая энергоемкость технологического процесса, меньшие производственные площади и металлоемкость оборудования. Листовая форма выпуска маточных и готовых смесей считается в последнее время универсальной и более целесообразной.

     Получаемые  резиновые смеси либо после охлаждения складируются в виде, удобном для последующей переработки, либо в горячем виде прямым потоком транспортируются к потребителям: на каландровые линии, протекторные агрегаты и т.п. В последнем случае сокращаются площади производственных цехов и отпадает необходимость в разогреве смесей перед подачей в машины теплого питания.

     Но  прямой поток имеет и существенные недостатки: отказ в работе любой  машины приводит к простою всей линии, производительность смесительного  оборудования лимитируется скоростью переработки резиновых смесей, затруднены оптимизация температурного режима процесса смешения, организация питания перерабатывающей машины двумя или тремя типами смесей, переход с одного шифра смеси на другой и пр.

     При установке на 1-й и 2-й стадиях смешения широко распространенных резиносмесителей 250/40 и 250/30 не удается достичь высокой степени использования оборудования. Сопоставление продолжительности операций по стадиям смешения (табл. 1) показывает, что на основные операции приходится только 60-70% технологического времени, а меньшая продолжительность смешения на 2-й стадии делает неизбежным простой этого аппарата. [4]

     Табл. 1. – Продолжительность операций при приготовлении резиновыхсмесей

 

    Возможные угрозы возникновения  чрезвычайных ситуаций с отрицательными экологическими и техногенными последствиями:

• угроза возникновения пожара в связи с использованием в техпроцессе серы;
• угроза возникновения раковых заболеваний у персонала при длительном контакте с техуглеродом, используемом в техпроцессе, т.к. по текущим оценкам Международного агентства по исследованиям в области рака, технический углерод, возможно, является канцерогенным веществом для человека и по этой причине отнесён к группе 2B по классификации канцерогенных веществ.