Показники хімічного виробництва

Показники хімічного виробництва характеризують його технолоґічну та економічну досконалість, а також екологічну та соціальну безпечність. Показники поділяють на чотири види: технолоґічні, економічні, експлуатаційні та соціальні.

Технолоґічні показники

До технолоґічних показників належать продуктивність (потужність) виробництва, інтенсивність роботи обладнання, ступінь перетворення компонентів початкової сировини, вихід продукту, селективність (інтегральна та диференційна), витратні коефіцієнти за сировиною та енергією, якість одержаної продукції.

Продуктивність виробництва або обладнання (П) – це обсяг (маса або кількість) отриманого продукту або переробленої сировини за одиницю часу:

П = N/t , (1.1)

або

П = G/t , (1.2)

де N – обсяг отриманого продукту, одиниці; G – маса (т, кг тощо) або кількість (кмоль, моль) отриманого продукту; t – час, за який отримано цю продукцію.

Для хімічних виробництв продуктивність переважно виражають через масу, тому її розмірність може бути такою: т/рік, кг/год тощо.

Проектна продуктивність виробництва за рік називається потужністю цього виробництва [т/рік].

Інтенсивність роботи (І) означає повноту використання робочого об’єму реактора чи апарата і визначається відношенням продуктивності до його об’єму або площі поперечного перерізу.

І = П/V = G/tV т/год×м³, кг/с×м³, (1.3)

aбо

I = П/S = П/tS т/год×м², кг/с×м², (1.4)

де V – об’єм реактора, м³; S – площа поперечного перерізу апарата (його насадки, каталізатора тощо), м².

Ступінь перетворення (х_А)– це частка прореагованого вихідного реаґенту. Він визначається відношенням кількості (маси) реаґенту (кг, кмоль тощо), що вступив у реакцію, до його початкової кількості (маси):

х_А = (G_Ao - G_A)/G_Ao , (1.5)

де G_Ao – початкова кількість (маса) реаґенту; G_A – кількість (маса) реаґенту, який у хімічну реакцію не вступив.

Вихід продукту. Ступінь перетворення характеризує ефективність здійснення процесу лише з погляду використання вихідної сировини. Але у випадку перебігу паралельних або послідовних реакцій частина реаґенту перетворюється в побічні продукти. Тому використовують ще один показник ефективності процесу – вихід продукту, який характеризує досконалість виробництва з погляду перетворення сировини в цільовий продукт.

Вихід продукту (х_R)–це відношення кількості (маси) реально отриманого продукту до максимально можливої (теоретичної) його кількості (маси). Теоретична кількість продукту розраховується за стехіометричними рівняннями реакцій.

х_R = G_R/G_{R, max} , (1.6)

де G_R – маса реально отриманого продукту; G_{R, max} – маса продукту, яку можна отримати теоретично.

Якщо продукт утворюється внаслідок взаємодії двох чи більше реаґентів, то вихід продукту можна визначити за будь-яким із реаґентів. Переважно цей показник визначають за основним (більш цінним) реаґентом. У цьому випадку вихід продукту за конкретним реаґентом визначається відношенням маси практично отриманого продукту до його теоретично можливої маси, яку можна одержати із цього реаґенту.

Для електрохімічних виробництв чи процесів застосовують такий різновид зазначеного вище показника, як вихід за струмом:це відношення маси практично отриманого продукту до теоретично можливої маси, яку розраховують за законом Фарадея

G_R = E×I×t/F, (1.7)

де G_R – маса речовини, що утворилася (перетворилася) під час електролізу; Е – еквівалентна маса речовини; I – сила струму; t – тривалість електролізу; F – стала Фарадея (96500 Кл/екв).

Селективність, або вибірковість (s). За допомогою цього показника дається кількісна характеристика використанню реаґенту для отримання цільового продукту у випадку перебігу паралельних або послідовних реакцій, внаслідок яких частина реаґенту витрачається на утворення побічних продуктів.

У хімічній технолоґії для оцінювання витрат певного реаґенту (сировини), енергії або допоміжних матеріалів для виробництва заданої маси (кількості) продукту використовують коефіцієнт витрати (В), який визначається відношенням кількості (маси) витраченого реаґенту (сировини), енергії чи матеріалів до маси (кількості) отриманого продукту.

Витратний коефіцієнт за сировиною розраховується за рівнянням

, (1.8)

де G_A – масова витрата сировини; х_А – ступінь перетворення сировини в цільовий продукт.

Розрізняють теоретичні (В_т) і практичні (В_пр) витратні коефіцієнти. Теоретичні витратні коефіцієнти визначають за стехіометричним рівнянням хімічної реакції одержання цільового продукту. Практичні витратні коефіцієнти переважно перевищують теоретичні, що може бути зумовлено неповним перетворенням сировини, утворенням побічних продуктів реакції і відходів виробництва, механічними втратами тощо. Тому практичний витратний коефіцієнт обчислюють з урахуванням перебігу побічних реакцій і виробничих втрат ( ) на всіх стадіях процесу перероблення сировини в цільовий продукт

, (1.9)

де (G_A+ ) – практична масова витрата сировини.

До технолоґічних показників належить також якість продукції, яка характеризує склад та сукупність фізико-хімічних властивостей продукту, що загалом визначає його споживчу цінність. Вимоги до кожного з продуктів регламентуються чинними стандартами (державними, галузевими, підприєм­ства тощо) або технічними умовами (ТУ).

Економічні показники

Під конкурентоспроможністю продукції розуміють сукупність її властивостей, що відображає міру задоволення конкретної потреби, репрезен­тованої на ринку аналогічної продукції. Вона визначає здатність витримувати конкуренцію на ринку, тобто мати якісь вагомі переваги порівняно з аналогічними виробами інших товаровиробників.

Під продуктивністю праці як економічною категорією розуміють ефективність трудових витрат, здатність конкретної праці створювати за одиницю часу певний обсяг матеріальних благ.

Капітальні витрати – це витрати на спорудження виробничих, адмі­ністративних і допоміжних будівель та комунікацій, придбання обладнання.

Сукупні витрати підприємства, залежно від їхнього призначення, виражаються кількома показниками: валові витрати, кошторис виробництва, собівартість валової, товарної і реалізованої (проданої) продукції.

Показник валових витрат є збірним показником і охоплює не тільки ті витрати, що формують собівартість продукції, а й інші. Тому цей показник не входить достатньо органічно в систему показників собівартості продукції і тут не розглядається.

Кошторис виробництва – це витрати підприємства, зв’язані з основною його діяльністю за певний період, незалежно від того, входять вони у собівартість продукції в цьому періоді чи ні. Отже, кошторис виробництва і собівартість загального обсягу продукції, як правило, не відповідають один одному. Кошторис виробництва складають за економічними елементами.

Собівартість продукції – це грошове вираження витрат на підготовку виробництва, виготовлення та збут продукції. Собівартість продукції охоплює витрати на дослідження ринку та виявлення потреби в продукції; підготовлення і освоєння нової продукції; витрати на придбання сировини, матеріалів, енергії, амортизацію обладнання і будівель; оплату праці персоналу; обслуговування виробничого процесу та управління ним; збут продукції (пакування, транспортування, реклама, комісійні витрати тощо); розвідування, використання й охорону природних ресурсів (витрати на геологорозвідувальні роботи, плата за воду, деревину, витрати на рекультивацію земель, охорону повітряного, водного басейнів); набір і підготовку кадрів; поточну раціоналізацію виробництва (удосконалення технолоґії, організації виробництва, праці, підвищення якості продукції).

Ціни – це грошове вираження вартості товару (продукції, послуги). Вона завжди коливається навколо ціни виробництва та відображає рівень суспільно необхідних витрат праці.

Експлуатаційні показники

Керованість виробництва визначається його здатністю якомога швидше реагувати на цілеспрямовану зміну технолоґічних параметрів здійснення процесу.

Чутливість – це властивість хіміко-технолоґічного процесу як системи змінювати характеристики функціонування під впливом зміни власних параметрів (параметрів елементів і параметрів технолоґічного режиму) і зовнішньої дії.

Під надійністю виробництва розуміють його здатність виробляти про­дукцію необхідної якості із заданою продуктивністю та забезпеченням бажаних техніко-економічних показників протягом визначеного проміжку часу.

Пожежна безпека – це стан промислового об’єкта, за якого з регламентованою ймовірністю унеможливлюється виникнення та розвиток пожежі і впливу на людей її небезпечних чинників.

Пожежо- та вибухонебезпечність виробництва визначається показниками пожежо- і вибухонебезпечності речовин й матеріалів та їх агрегатним станом. До показників пожежо- і вибухонебезпечності речовин і матеріалів належать: група горючості, температури спалахування, займання, самозаймання, нижня і верхня концентраційні межі запалювання, умови теплового самозаймання тощо.

Соціальні показники

Соціальні показники характеризують умови праці на конкретному виробництві, його нешкідливість для працюючого персоналу та довкілля, а також ступінь автоматизації та механізації.

Шкідливість виробництва визначається наявністю шкідливих речовин, які внаслідок контакту з організмом людини за умов порушення вимог безпеки праці можуть призвести до виробничої травми, професійного захворювання або розладів стану здоров’я безпосередньо в процесі праці, а також можуть проявитися у майбутніх поколіннях.

Хімічні речовини (шкідливі та небезпечні) відповідно до чинних стандартів за характером впливу на організм людини поділяють на:

– загальнотоксичні, що викликають отруєння всього організму (ртуть, оксиди вуглецю, толуол, анілін);

– подразнювальні, що викликають подразнення дихальних шляхів та слизових оболонок (хлор, аміак, сірководень, озон);

– сенсибілізувальні, що діють як алергени (альдегіди, розчинники та лаки на основі нітросполук);

– канцерогенні, що викликають ракові захворювання (ароматичні вуглеводні, аміносполуки, азбест);

– мутагенні, що викликають зміни спадкової інформації (свинець, радіоактивні речовини, формальдегід);

– що впливають на репродуктивну (відтворення потомства) функцію (бензол, свинець, манган, нікотин).

Механізація – це заміна фізичної праці людини технікою. Механізація підвищує продуктивність праці внаслідок інтенсифікації роботи апаратури або скорочення штату обслуговувального персоналу. У більшості хімічних виробництв основні операції механізовано, але й донині не завжди механізо­вані завантаження сировини, вивантаження продукту та транспортування матеріалу. Саме механізація цих стадій і є головним завданням сьогодення.

Автоматизація – це використання приладів, що дають змогу здійснювати виробничий процес без безпосередньої участі людини, а тільки під її контролем. Автоматизація – це вищий ступінь механізації, який дає змогу значно збільшити продуктивність праці та покращити якість продукції за високих економічних показників виробництва. Автоматизація виробництва дає змогу здійснювати хіміко-технолоґічний процес у чітко визначених межах технолоґічних норм без їх порушень, які часто виникають за умов ручного регулювання. Виробнича діяльність будь-якого хімічного виробництва повинна бути побудована на використанні високоефективних засобів і технолоґій, що забезпечують гармонійну взаємодію людини і природи.