Оқулық Алматы, 2014 Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігінің

17
 
1.  Өндірістің  химиялық  үдерістеріне  тікелей  қатысатын  шикізат, 
жартылай өнімдер жəне  негізгі материалдар, орташа алғанда, 60-70% 
өзіндік құнды құрайды.
2.  Технологиялық  мақсаттар  үшін  қажетті  отындар  мен  энергия – 
10%.
3. Негізгі жұмысшылардың жалақысы – 4%-дан 20%-ға дейін.
4.  Амортизация – негізгі  өндірістік  қордың  (тұрғын  үй,  құрал-
жабдықтар, т.б.) шығындарын толтыру – 10-15%.
5.  Цехтық  шығындар,  бұған  негізгі  өндірістік  қорлармен  жөндеу 
жұмыстары да кіреді.
6. Жалпы зауыттық шығындар.
Өзіндік құнның əртүрлі баптар бойынша шығындардың арақатынасы 
əрбір химиялық өндірістер үшін өзгеріп тұрады.
Өндірістік агрегаттың бірлік қуаттылығы мен өзіндік құн арасындағы 
тəуелділік:
S = mQ
n
теңдеуімен өрнектеледі.
Мұндағы: S – өзіндік  құн,  теңге*т
-1
, Q – цехтың  қуаттылығы, 
теңге*жыл
-1
, m, n – коэффициенттер, n=-0,2-ден 0,3-ке дейін.
Еңбек  өнімділігі  –  жұмыскердің  бірлік  уақыт  ішінде  өндіретін 
өнімінің мөлшері немесе бірлік өнімді өндіруге жұмсалатын жұмысшы 
уақытының мөлшері.
Меншікті  капиталдық  шығын,  өзіндік  құн  жəне  еңбек  өнімділігі 
негізінен  өндірістің  техникасы  мен  қондырғысының  қуаттылығына 
байланысты.  Қондырғының  бірлік  қуаттылығы  артқанда  көптеген 
химиялық өндірістер үшін еңбек өнімділігі 60-80%-ға артады.
Соңғы  жылдары  қуатты  технологиялық  жүйелер  тұрғызылып 
өндіріске енгізілуде, жекелеген агрегаттар мен реакторлардың өнімділігі 
бұрынғы  жұмыс  жасап  тұрған  агрегаттар  мен  реакторлардан 10 есе 
артық.  Мұндай  қуаттылық  өндірісті  автоматтандыруды  жеңілдетіп, 
еңбек өнімділігін арттыру жөніндегі сұрақты комплексті  түрде шешуге 
мүмкіндік береді.
Көптеген  жағдайларда  химиялық  өнімдердің  сапасын  оның 
құрамындағы негізгі заттардың концентрациясымен анықтайды. Əрбір 
химиялық  өнімдердің  сапасы  мемлекеттік  стандарттарда  көрсетілген 
талаптарды қанағаттандыру керек. Өнімдердің жаңа түрлеріне əлі стан-
дарт жоқ болса, онда салааралық техникалық жағдаймен  анықталады.
Капиталдық  шығын  –  кəсіпорынды  немесе  цехтың  құрылысын 
салуға  жұмсалған  барлық  шығынның  қосындысы.  Барлық  жағдайда 

18
жұмсалған шығынның мөлшері неғұрлым аз болуына ұмтылу  керек.
Меншікті  капиталдық  шығын  капиталдық  шығынға  қарағанда 
көрнекті  көрсеткіш  болып  табылады,  ол  цехтың  қондырғыларының 
жалпы құнын, олардың жылдық қуаттылығына бөлгенге тең болады:
S   = m Q
n
Мұндағы: Р – меншікті капиталдық шығын, теңге*т
-1
*жыл
-1
;
К – капиталдық шығын, теңге;
Q – қондырғының қуаттылығы, т*жыл
-1
.
Экономикалық  көрсеткіштерді  техникалық  көрсеткіштер  негізінде 
есептейді.
Эксплутациондық  көрсеткіштер – өндірісте  жəне  химиялық-
технологиялық  үдерісте  регламенттік  жағдаймен  күйден  ауытқулар 
пайда  болған  өзгерістерді  сипаттайды.  Үдерістің  көрсеткіштеріне 
ауытқулардың əсерін эксплутациондық көрсеткіштермен анықтайды.
Беріктілік – өндірісте немесе қондырғыда белгілі уақыт аралығында 
авариясыз жұмыс істеудің не болмаса авариялық жағдайда тоқтап қалу 
санының орташа уақытымен сипатталады. Бұл көрсеткіш қондырғының 
дұрыс жəне сапалы жұмыс істеуіне тəуелді. 
Жұмыс істеу қауіпсіздігі – қоршаған ортаға, қызметкерлерге жəне 
қондырғыларға əкелетін зиянды əрекеттерден жұмыс режимінің бұзылу 
ықтималдығы.
Сезімталдық  –  өндірісті,  қондырғыны  пайдалану  барысында  ре-
жимнің  бұзылуына  жəне  пайдалану  шартының  өзгеруіне  уақытында 
бақылау жасау. Бұл үдеріс көрсеткішінің болған жағдайға байланысты 
ауытқулар өзгерісінің қатынасымен анықталады.
Басқару  жəне  реттеу  –  берілген  шекте  үдеріс  көрсеткіштерін 
мүмкіндігінше қалыпта ұстауды сипаттайды. Бұл басқару параметрлері 
жəне  олардың  өзара  əсерінің  (басқару  күрделілігі)  үдеріс  шартына  
өзгерісінің шамасымен анықталады.
Əлеуметтік көрсеткіштер – өндірісте жұмыс істеудің қолайлығын 
жəне оның қоршаған ортаға əсерін сипаттайды.
Қызмет көрсетудің зиянсыздығы –  газдану, шаң-тозаңдану, қатты 
дауыс  деңгейі  жəне  т.б.  талапқа  сəйкес  нормада  болуын  санитарлық-
гигиеналық тұрғыдан қадағалау. 
Автоматтандыру  жəне  механикаландыру  дəрежесі  өндірісті 
пайдаланудағы қол жұмысы мен ауыр еңбек үлесін анықтайды
Экологиялық қауіпсіздік өндірістің қоршаған ортаға жəне орналасқан 
аймақтың экологиялық жағдайына əсер ету дəрежесін анықтайды.

19
 
Химиялық өндірістің негізгі көрсеткіштері  оны игеру, жобалау, жа-
сау, пайдалану сапасына қойылатын талаптың жоғары екенін көрсетеді. 
Біруақытта аталған əрбір талаптар бойынша жоғары  жетістікке жету 
барысында  бір-біріне  қарама-қайшылықтар  пайда  болады.  Сонда 
нақты  біржақты  шешім  қабылдау  қажет.  Сондықтан  инженер-техно-
лог тек қана жан-жақты терең білімді, сауатты болумен қатар, жоғары 
мəдениетті болғаны жөн. 
Бақылау сұрақтары
1.  Технологиялық үдерістерді тиімді жүргізу үшін қандай негізгі 
техникалық-экономикалық көрсеткіштер қолданылады?
2.  Бастапқы заттың толық өзгерісін қандай шама сипаттайды?
3.  Күрделі  реакцияларда  үдерістің  тиімді  жүргенін  бағалау  үшін 
бастапқы реагенттің айналу дəрежесін білу жеткілікті ме?
4.  Аппараттың  интенсивтілігі  оның  өнімділігінен  қалай  ерек-
шеленеді?
5.  Химиялық өнеркəсіп өнімінің өзіндік құны қандай негізгі бап-
тардан құралады?
6.  Өнімнің  өзіндік  құны,  еңбек  өнімділігі  ұғымдарына  анықтама 
беріңіздер.
7.  Өнімнің өзіндік құнына жəне капиталдық шығынға химиялық 
өндіріс аппараты қуаттылығының  артуы қалай əсер етеді?
1.4. Химиялық-технологиялық жүйе
Химиялық  өндіріс  əртүрлі  ағыстармен  өзара  байланысқан 
ондаған,  жүздеген    аппараттармен  қондырғылардан  тұрады.  Құрам 
бөліктерінің көптүрлілігінен оны зерттеу тек қана күрделі емес, соны-
мен бірге тиімділігі аз болып табылады. Сондықтан химиялық өндірісті 
химиялық-технологиялық жүйе ретінде қарастырған тиімді болады. 
Жүйе  деп  өндірістегі  элементтер  жəне  байланыстар  арасындағы 
біртұтас  жиынтықты  айтады.  Байланыстар  элементтерді  өзара 
қосады. Одан ағыстар өтеді. Элементке кіретін ағыс (ол бірнеше бо-
луы  мүмкін)  өзгеріске  ұшырайды.  Элементтен  шығатын  ағыс  бай-
ланыс  арқылы  келесі  элементке  жіберіледі  де,  одан  əрі  өзгеріске 
түседі.  Байланыс  бір  элементтен  басқа  элементке  ақпарат  тасиды, 
ал  элемент  ағыс  туралы  ақпаратты  өзгертеді.  Сондықтан  мұндай 
жүйе біртұтас түрде қызмет атқарады. Мұндай объектіні жəне оның 

20
қасиетін, ерекшелігін зерттеу үшін жүйелер теориясы дамытылған.   
Химиялық  өндірісте  элементтер  –  машиналар,  аппараттар  жəне 
басқа  қондырғылар,  ал  байланыстар  –  машиналар,  аппараттар,   
қондырғыларды  қосатын  материалдық  труба-,  буөткізгіштер  жəне 
т.б.  Элементте  ағыстардың  қозғалысы  (олардың  күйлерінің  өзгерісі – 
бөліну, араласу, сығылу, қыздыру, химиялық өзгерістер жəне т.б.) жүреді. 
Байланыстарда  ағыстар  (материалдық,  жылулық,  энергетикалық)  бір 
элементтен  басқа  элементке  жіберіледі  (бұл  ұғымдарға  түсінік 1.5 
тақырыпта берілген). Бұл химиялық өндірісті химиялық-технологиялық 
жүйе ретінде қарастыруға мүмкіндік береді.  
Химиялық-технологиялық жүйе (ХТЖ) – бастапқы затты (шикізат) 
өнімге  дейін  өңдеуге  арналған  аппараттардың,  машиналардың,  басқа 
қондырғылардың  (элементтер)  жəне  материалдық,  энергетикалық, 
басқа ағыстардың (байланыстар) өзара біртұтас жиынтығын айтады. 
Химиялық, 
мұнайхимиялық, 
металлургиялық 
жəне 
т.б. 
салалардағы   өндірістік үдерістер шикізаттың жəне өнімнің түрімен, 
аппаратураның қуаттылығымен, үдерісті жүргізу жағдайларымен жəне 
т.б.  ерекшеленеді.  Бірақ  қазіргі  химиялық  өндірістің  жалпыламалығы 
көптеген  аппараттармен,  əртүрлі  қондырғылардан  жəне  олардың 
өзара  байланысынан  тұратын  күрделі  химиялық-технологиялық 
жүйе.  Химиялық-технологиялық  жүйе    берілген  сапада  жəне  қажетті 
мөлшерде  өнім  алу  мақсатында  үдерісті  жүргізуге  керекті  барлық 
құралдар мен  үдерістердің жиынтығы болып табылады.
Химиялық  технологиялық  үдерістің  ерекшелігі – көп  фазалық 
жүйелерде  жоғары  температурамен  қысымда  үлкен  жылдамдықпен 
жүретін үдерістер. Бұл олардың күрделілігімен, параметрлер санының 
көптілігімен,  параметрлердің  өзара  бір-біріне  əсерімен  жəне  өзара 
байланыстың күрделігімен анықталынады. Химиялық өндірістің ХТЖ 
түрінде  болуы – жобалау,  өнеркəсіпті  салу  сатыларындағы  жəне  оны 
пайдалану кезіндегі бірнеше міндеттерді шешуге тиіс. Бұл міндеттерді 
шешу кезінде:
–  ХТЖ  технологиялық  топологиясы,  яғни  технологиялық 
сызбанұсқадағы жеке аппараттарды қосу мен орналастыру ретінің си-
паты анықталынады;
– енгізілу (кіру) ауыспалы мəндері, яғни шикізаттың енгізілу (кіру) 
ағынының физикалық параметрлері анықталынады;
– ХТЖ технологиялық көрсеткіштері (шикізаттың мақсатты өнімге 
айналу дəрежесі, өнім шығымы, талғампаздық жəне т.б.) анықталынады; 
–  ХТЖ  аппаратының  конструкциялық  сипаттамалары  (реактордың 

21
 
өлшемі,  насадка  қабатының  биіктігі,  аппараттың  көлденең  қимасы 
жəне т.б.) анықталынады;
–  үдерістің  жылдамдығына,  өнімнің  шығымы  мен  сапасына  əсер 
ететін параметрлер (температура, қысым, катализатор активтілігі, реа-
генттер ағысының сипаты) таңдалынады;
–  берілген  режимде  барлық  ХТЖ  жұмысын  қамтамасыз  ететін 
технологиялық ағыстың параметрлері таңдалынады.
Осы  міндеттерді  шешу  мақсатында  зертханалық  эксперименттен 
химиялық  мекемеге  (зауытқа)  масштабты  түрде  ауысу  жүзеге  асыры-
лады  да,  өнеркəсіптік  өндіріс  жасалынады.  Бұл  міндеттің  күрделілігі 
оны шешуге жүйелі қадам жасауға нұсқайды. Жүйелі қадам жасау кез 
келген  химиялық  өндірісті  сыртқы  ортамен  əсерлесетін  жəне  күрделі 
ішкі  құрылысы,  өзара  байланысқан  көп  мөлшерде  құрам  бөліктері 
мен  элементтері  бар  нысана  түрінде  қарастырылады.  Химиялық 
өндірісте  үдеріс  жүретін  аппаратты – элемент,  ал  аппараттар  тобын, 
технологиялық қондырғыларды – агрегаттарды жүйеше  деп  есептейді. 
Элемент пен подсистема арасында зат, жылу, энергия түрінде тасымал-
данатын материалдық, энергетикалық, жылулық, ақпараттық байланы-
стар бар. Элементте бұлардың түрленуі жүреді. 
Жүйешелерді функционалды жəне масштабты белгілері бойынша 
екіге бөледі.
Функционалды  жүйеше – өндірістің  орындау  функциясын  жəне 
оның тұтастай қызметін қамтамасыз етеді.
Технологиялық жүйеше – шикізатты өнімге дейін өңдеу жүзеге асы-
рылатын (химиялық-технологиялық үдеріс) өндірістің бөлімі.
Энергетикалық жүйеше – химиялық-технологиялық үдерісті энер-
гиямен  қамтамасыз  ететін  өндірістің  бөлімі.  Энергияның  түрлеріне 
(жылулық, электрлік, күштік) байланысты сəйкес жүйешелер болады. 
Басқару  жүйешесі  –  өндірістің  жұмыс  істеу  барысы  туралы 
ақпаратты жəне оның негізінде басқаруға арналған өндіріс бөлімі. Бұл 
– технологиялық үдерісті автоматты басқару жүйесі.
Өндірістің  техникалық  құжатында    функционалды  жүйеше  жеке 
пункт  ретінде  беріледі.  Зерттеудің  мақсатына  байланысты  əрбір 
жүйеше бірнеше түрлерге бөлінуі мүмкін. Функционалды жүйешенің 
жиынтығы  химиялық-технологиялық жүйенің құрамын құрайды.
Масштабты жүйеше – шикізатты өнімге дейін өңдеудегі химиялық-
технологиялық  үдерістің  жеке  бөлігі  ретінде  кезектесіп  жүретін 
үдерістердің белгілі бір функциясын орындайды. Масштабты жүйешені 
ХТЖ-ның иерархиялық құрылымы түрінде жүйелеуге болады (3-сурет).

22
3-сурет. ХТЖ-ның иерархиялық құрылымы
ХТЖ-нің құрылымында минималды элемент – жеке аппарат (реак-
тор, абсорбер, ректификационды колонна, насос жəне т.б.) төменгі (I) 
масштабты деңгей. 
Қандайда  бір  ағыстың  түрленуі  жүретін  бірнеше  аппараттар (II) 
масштабты  деңгейді  құрайды  (реакциялық  түйін,  көпкомпонентті 
қоспаны  бөлу  жүйесі  жəне  т.б.).  Екінші  деңгейдегі  подсистеманың 
жиынтығы (III) масштабты деңгейді түзеді (өндірістің бөлімдері неме-
се цехтары). Бұл жүйешеге сонымен бірге суды дайындау, қолданылған 
қосымша материалдардың регенерациясы, қалдық-тардың утилизация-
сы жатады. Бөлімдердің, цехтардың жиынтығы тұтастай өндірісті (IV) 
құрайды. Жүйешелердің осылайша бөлінуі шартты. Өндірістің  жұмыс 
істеу міндетіне байланысты жүйеше, элементке бөліну əртүрлі болуы 
мүмкін.
Химиялық  технологияда  химиялық  өндірісті  ХТЖ  түрінде 
оқытатындықтан  элементтің  ішкі  құрылымымен  қасиеті  ерекше 
маңызды емес, тек қана олардың ХТЖ-ның басқа элементтерімен бай-
ланысы маңызды. 
ХТЖ-нің жалпы белгілері:
– химиялық өнім шығару;
– элементтің көп түрлілігі жəне олардың өзара байланысы;
– жүйенің жұмысын сипаттайтын параметрлер санының   көптілігі;
– жүйе жұмысының өзара байланыстылығы мен күрделілігі;

23
 
–  өндіріс  үдерістерін  басқаруды  автоматтандыру  дəрежесінің  
жоғарылығы;
– жүйенің элементтер арасындағы ақпараттарды басқару жəне тіркеу.
Химиялық өндіріс ХТЖ түрінде күрделі құрылымды болып табыла-
ды (4- сурет).
4-сурет. Химиялық өндірістің құрылымы:
1, 2, 3 – типтік химиялық-технологиялық үдеріс
І, ІІ, ІІІ – технологиялық цехтары ӨЖАБ 
(технологиялық үдерістің) бөлімдері
 1.5. Химиялық-технологиялық жүйенің элементтері 
жəне байланыстары
Химиялық-технологиялық жүйенің элементтерін одан əрі жүйелеуді 
жүргізейік. ХТЖ элементтері нақты жұмыс істеу принципіне сəйкес 
жіктеледі:
Механикалық  жəне  гидромеханикалық  элементтер,  мұнда 
материалдың  түрімен  өлшемі  өзгереді  жəне  оның  ауысуы,  ағыстарға 
бірігуі мен бөлінуі жүреді. Бұл операциялар ұнтақтағышта, гранулятор-
да,  араластырғышта,  сепараторда,  сүзгіште,  циклонда,  компрессорда, 
насоста жүргізіледі. 
Жылу  алмасу элементтері ағыстың темпе-ратурасын, оның жылу 
құрамын өзгертеді жəне басқа фазалы күйдегі затқа ауыстырады. Бұл 

24
операциялар жылуалмастырғышта, буландырғышта, конденсаторда, су-
блиматорда жүреді.
Масса  алмасу  элементтері  компоненттердің  фаза  аралық  ауы-
суын  жүзеге  асырады  жəне  жаңа  заттың  пайда  болуынсыз  ағыстың 
компоненттік құрамын өзгертеді. Бұл операциялар дистилляторда, аб-
соберде, адсорберде, ректификационды колоннада, экстракторда, кри-
сталлизаторда, кептіргіште жүргізіледі. 
Реакциялық  элементтерде    химиялық  өзгерістер  жүзеге  асырыла-
ды  да,  ағыстармен  материалдардың  компонентті  құрамы  толығымен 
өзгереді. Бұл үдерістер химиялық реакторда өтеді.
Энергетикалық  элементтерде  энергияның  түрленуі  жүреді  жəне 
энергия  тасымалдағыштар  алынады.  Бұған  турбиналар,  генераторлар, 
энергетикалық  буды  шығаратын  қазандық-утилизатор,  механикалық 
энергияны шығаратын приводалар жатады. 
Бақылау  жəне  басқару  элементтері    ағыс  күйінің  параметрлерін 
өлшеуге,  аппараттар  мен  машиналардың  күйін  бақылауға,  ағыстың 
жүру жағдайын өзгерту арқылы үдерісті басқаруға  мүмкіндік береді. 
Бұл  операциялар  датчиктер  (температура,  қысым,  жұмсалу,  құрам 
жəне  т.б.),  атқарушы  механизмдер,  сигналдарды  шығаратын  жəне 
түрлендіретін  приборлар  (вентилдер,  задвижкалар,  өшіргіштер  жəне 
т.б.), ақпараттық жəне есептегіш қондырғылар арқылы жүзеге асыры-
лады.
Аталған    элементтердің    əрбіреуінде  əртүрлі  үдерістер  жүруі 
мүмкін  жəне  оның  кез  келгені  атқаратын  қызметіне  сəйкес  əртүрлі 
қондырғының құрамына кіруі мүмкін. Зерттелетін подсистемаға байла-
нысты бір элемент бірнеше қызмет атқаруы мүмкін. Мысалы, қазандық-
утилизатор технологиялық жүйешеде ағысты салқындатады, ол – жылу 
алмасу элементі. Ал энергетикалық жүйешеде   қазандық-утилизатор 
бу  шығарады,  мұнда  ол – энергетикалық  элемент.  Сонымен  бірге  бір 
қондырғыда  атқаратын  қызметіне  сəйкес  элементтердің  біріктірілуі 
мүмкін,  мысалы,  реактор-ректификатор:  мұнда  біруақытта  химиялық 
өзгеріс  жəне  қоспаның  компоненттік  бөлінуі  (масса  алмасу  элементі) 
жүреді.  Сондықтан  салыстырмалы  белгілеріне  қарамастан  берілген 
элементтердің  жіктелуі  зерттеуді  жүйелі  түрде  жүргізуге  мүмкіндік 
береді.
Байланыстардың (ағыстардың) жіктелуі. Аппараттар арасындағы 
ағыстар  (элементтер  арасындағы  байланыстар)  мазмұны  бойынша 
жіктеледі:
Материалдық  ағыстар    əртүрлі  бағытта  түтік-өткізгіш,  транспор-

25
 
терлер жəне басқа механикалық қондырғылар бойынша заттармен ма-
териалдарды тасымалдау. 
Энергетикалық ағыстар – энергияны кез келген түрінде (жылулық, 
механикалық,  электрлік,  отын)  тасымалдау.  Энергетикалық  эле-
менттер  үшін  жылулық  энергия  жəне  отын  түтікөткізгіштермен  (бу, 
ыстық  ағыстар,  ыстық  газдар  мен  сұйықтар),  механикалық  энергияда 
түтікөткізгіштермен (қысымдағы газ түрінде) немесе двигатель валда-
ры арқылы жіберіледі. Электр энергиясы өткізгіш сымдар, күштік ка-
бельдер арқылы тасымалданады.
Ақпараттық ағыстар  өндірісті жəне үдерісті басқарумен бақылау 
жүйелерінде  қолданылады.  Электрлік  сымдар,  нəзік,  капиллярлы 
түтікшелер арқылы басқарылады.
Байланыстар  құрылымы.  ХТЖ  элементтері  арқылы  ағыстардың 
кезектесіп  өтуі  байланыстың  құрылымын  анықтайды  жəне  жүйе 
элементтерінің қажетті жұмыс жағдайын қамтамасыз етеді. Байланыс 
құрылымының негізгі типтері 5-суретте көрсетілген. 
5-сурет. Байланыс құрылымының негізгі типтері:
1 – кезектескен; 2 – тармақталған; 3 – параллельді; 4, 5 – айналып өткен 
(байпас), 4 – қарапайым, 5 – күрделі; 6-9 – кері  (рециркуляционды) – 6, 9 – 
толық рецикл, 7, 8 – фракционды рецикл, 6 – қарапайым, 9 – күрделі рецикл

26
Мұнда тік төртбұрыш – элементтер, ал стрелкамен берілген сызықтар  
ағыстардың байланысы жəне бағыты болып табылады. 
Кезектескен  байланыс    ағыс  аппараттардан  кезектесіп  өтеді 
(1-сызбанұсқа). Қолданылуы: əртүрлі операцияларда шикізатты кезек-
теп өңдеу, шикізатқа біртіндеп кезектесіп əсер ету арқылы толық өңдеу, 
əрбір элементке арнайы əсер ету арқылы үдерісті басқару.
Тармақталған байланыс  біраз операциядан кейін ағыс тармақталады 
да,  одан  əрі  жеке  ағыс  түрінде  əртүрлі  жолдармен  өңделеді 
(2-сызбанұсқа). Əртүрлі өнімдер алу үшін қолданылады. 
Параллельді байланыста ағыс тармақталады да, оның жеке бөліктері 
əртүрлі  аппараттар  арқылы  өтеді  де,  содан  кейін  ағыстар  бірігеді 
(3-сызбанұсқа).  Егерде  кейбір  аппараттың  қуаттылығы  шектеулі  бол-
са,  онда  барлық  жүйенің  жиынтықты  өнімділігін  қамтамасыз  ететін 
параллельді бірнеше аппараттар орнатылады. Сонымен бірге бұл бай-
ланыс    үздіксіз  үдерістің  периодты  сатысында  да  қолданылады.  Бұл 
кезде параллельді аппараттардың біреуі кезектесіп жұмыс істейді. Бір 
аппараттың  жұмыс  циклі  аяқталғаннан  кейін  ағысты  басқа  аппаратқа 
бұрады, ал жұмысы тоқтатылған аппарат келесі жұмыс цикліне дайын-
далады. 
Тура осылай қысқа мерзімде жұмыс істейтін сорбент салынған ад-
сорберлер қосылған. Біреуінде сіңіру жүрсе, екіншісінде сорбент реге-
нерацияланады. Сондай-ақ параллельді сызбанұсқа – бір аппарат істен 
шығып қалғанда резерв ретінде қолданылады. 
Айналмалы  байланыста  немесе  байпаста  ағыстың  бір  бөлігі 
аппаратқа  түспей,  оны  айналып  өтеді (4-, 5-сызбанұсқа).  Мұндай 
сызбанұсқа негізінен басқару үдерісінде қолданылады. 
Мысалы,  жылу  алмастырғышты  пайдаланғанда  жылуды  беру 
жағдайы (беттің ластануы, берілген күштің өзгеруі) өзгереді.
Ағыстың  қажетті  температурасын  ұстап  тұру  үшін  жылу 
алмастырғыштан  тыс  байпарсилейді.  Байпас  (айналып  өту)  шамасын 
аппаратын тыс өткен ағысты негізгі ағыстың үлесі түрінде анықтайды: 
β=V
б
/V
0 
(ағыстың  белгіленуі  суретте  көрсетілген).  Қарапайым 
(4-сызбанұсқа) жəне күрделі (5-сызбанұсқа) байпас болады.  
Кері байланыс немесе рециклте бір аппараттан кейін ағыстың бөлігі 
қайтадан  бастақы  аппаратқа  жіберіледі (6-9-сызбанұсқа).  Аппарат 
арқылы негізгіге V
0
 қарағанда V
р
 ағыс бағытталады да, V үлкен ағыс 
өтеді,  сонда V=V
0
+V
р
  тең  болады.  Рециклдің  сандық  шамасы  екі  ша-
мамен сипатталады: циркуляция еселігімен  К
р
=V/V
0
 жəне циркуляция 
қатынасымен R= V
р
/V. Сонда, R= (K
р
-1)/K
р
.

27
 
Егер  аппараттан  шығатын  ағыс  тармақталса,  оның  бір  бөлігі  кері 
байланыс түзсе (6-сызбанұсқа), онда мұндай байланыс – шығатын жəне 
рециркулиренетін  ағыстардың  құрамы  бірдей  болатын  толық  рецикл  
түзіледі.  Мұндай  сызбанұсқаны  үдерісті  басқару  үшін  қолданылады. 
Тізбекті реакцияда өзгеру жылдамдығы аралық активті радикалдардың 
жинақталуы  барысында  артады.  Егер  реактордың  кірісіне  құрамында 
активті  радикалдар  бар  шыққан  ағыстың  бөлігін  қайта  жіберсе,  онда 
өзгеріс басынан бастап интенсивті жүреді. 
Бөліну  жүйесінен  кейін  (Р)  компоненттің  біраз  бөлігі  қайта 
қайтарылуы  (рецикл)  мүмкін (7-сызбанұсқа).  Бұл – фракциондық 
рецикл  (ағыстың  фракциясының  қайтарылуы, 8-сызбанұсқа).  Бұл 
шикізатты  толық  пайдалану  үшін  кеңінен  қолданылады.  Аммиак 
синтезінде  реакторда  20%-ға  жуық  азоттысутек  қоспасы  өзгеріске 
түседі.  Өнімді  бөлгеннен  кейін  əрекеттеспеген  азот  жəне  сутек 
қайтадан  реакторға  жіберіледі.  Реакторда  реакциялық  қоспа  толық 
емес  өзгерістен  соң  фракциондық  рециклде  бастапқы  заттың  толық 
өзгерісіне жетісуге болады. Фракциондық рецикл қосымша материал-
дарды    толық  пайдалану  үшін  де  қолданылады.  Аммиак  өндірісінде 
құрамында  көміртек  диоксидінің  мөлшері    көп    азоттысутек  қоспа 
алынады.  Қоспаны  көміртек  диоксидімен  жылдам  қанығатын  моно-
этаноламин  ерітіндісімен  абсорбциялайды.  Қаныққан  моноэтано-
ламин  ерітіндісін  десорбер  арқылы  рециркуляциялағанда  көміртек 
диоксиді  бөлінеді  де,  қайта  қалпына  келген  моноэтаноламин  абсор-
берге жіберіледі. Жаңа қоспа реактордан шыққан ағыстың жылуымен 
жылу алмастырғышта  қыздырылады. 7-сызбанұсқада көрсетілгендей, 
компоненттік  емес  ағыстың  жылулық  фракциясы  рециркуляциялана-
ды. 6-8-сызбанұсқа қарапайым, ал 9-сызбанұсқа күрделі рецикл болып 
табылады. Жоғарыда келтірілген байланыс типтері барлық химиялық-
технологиялық жүйеде болғандықтан, олардың қалыпты жұмыс істеуін 
қамтамасыз етеді. 
 1.6. Химиялық-технологиялық жүйелерді модельдеу
Зертханалық  эксперименттен  өнеркəсіптің  масштабты  көлеміне  
ауы су кезінде өндірісті жобалау үшін модельдеу əдісі қолданылады. Мо-
дельдеу – жаңадан жасалынған нысаналар мен үдерістердің сипаттама-
ларын анықтау жəне нақтылау мақсатында табиғаты əртүрлі нысандар-
ды олардың аналогтарында зерттеу əдісі. Модельдеу: модельді жасау, 
зерттеу,  модельді  зерттеу  нəтижелерін  түпнұсқадан  масштабты  түрде 

28
ауыстыру сияқты сатылардан тұрады. Химиялық өндірістегі түп нұсқа 
–  көптеген  элементтердің  өзара  байланысқан  өндірістік  химиялық-
технологиялық үдеріс болып табылады. Бұл байланыстар ХТЖ əртүрлі 
деңгейінде жүзеге асырылады, сондықтан ХТЖ үшін модель жүйенің 
əрбір деңгейінен біртіндеп құрастырылады. Химиялық-технологиялық 
үдерістерді модельдеу  əдісі үш топқа бөлінеді: 
1.  Эмпирикалық  модельдеу – зертханалық  эксперименттік 
нəтижелерді  ірі  зертханалық,  соңынан  зауыттық  жағдайында  жүретін 
химиялық-технологиялық  үдерістерге  дейін  өңдеу  арқылы  өндірістің 
жасалынуы. 
2.  Физикалық  модельдеу  ұқсастық  принципін  қолдануға 
негізделген.  Ұқсастық  принципі  өзара  ұқсас  құбылыстардың  ішінен 
өлшемсіз  критерийлердің  жиынтығын  қолдану  арқылы  белгілі  бір 
құбылыстардың  тобын  анықтауға  мүмкіндік  береді.  Бұл  критерийлер 
зертханалық жəне өндірістік жағдайларда жүретін əртүрлі параметрлерін 
байланыстырады.  Егер  үдерісті  сипаттайтын  шамалардың  барлығы 
бірдей  өзара  қатынаста  болса,  оларды  ұқсас  үдерістер  деп  есептейді. 
Мысалы, Дамкелер критерийі:
v
C
l
U
a
D
i
i
˜
˜
˜
 
, 
Мұндағы, С
i 
– концентрация; a
i  
– айналудың стехиометриялық саны; 
U 
 
– реакцияның жылдамдығы; v –  ағын жылдамдығы;  l  –  реактор 
ұзындығы.
Осыдан, зертхана мен өндіріс үдерісі тең екендігі көрінеді:  
D
лаб.
= D
өндіріс.
3.  Математикалық  модельдеу  –  тиімді  əдіс.  Математикалық  мо-
дельдеу  кезінде  физикалық  заттық  нысанның  орнына  математикалық 
шамалар  мен  функционалдық  тəуелділік  қолданылады.  Модель  
математикалық  теңдеулер  түрінде  өрнектеледі.  Математикалық 
модельдеудің  негізі    өңдеу  үдерісін  математикалық  итерпретациялау 
болып табылады. 
Математикалық  модельдеу:  химиялық-технологиялық  үдерістің 
заңдылықтарын  сандық  түрде  жазу;  компьютер  жəне  электрондық 
есептегіш  машиналар  көмегімен  зерттеу  үдерістерін  практикаға 
енгізуде  қолданылады.  Математикалық  модельдеу  кезінде  компью-
тер  материалдық  модель  рөлін  атқарады  да,  математикалық  моделдің 

29
 
параметрлерін  өзгерту  арқылы  берілген  есептің  оптималды  шешімін 
табады. 
Математикалық модельдеу əдісі химиялық өндірістің материалдық,  
энергетикалық  балансын  есептеген  кезде,  жаңа  химиялық  өндірісті 
жасағанда  жəне  жобалауда,  бар  химиялық-технологиялық  үдерістерді 
құруда қолданылады (6-сурет). 
6-сурет. ХТЖ құрудағы математикалық модельдің орны
   
  

жүктеу/скачать 6,61 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: