Наука на производственной передовой: как заводские идеи меняют промышленность

/28.02.2025 — Гродненский химик/ Любое производство невозможно без научно-технических и технологических решений, направленных на обновление промышленного предприятия, повышение эффективности труда, экономию материальных и энергетических ресурсов. С этой целью в ОАО «Гродно Азот» ежегодно проводится конкурс «Лучшая идея года». В 2024 году на участие в нём было подано 13 заявок, а итоги уже подведены. О своих разработках рассказывают лауреаты заводского конкурса «Лучшая идея года — 2024».

Номинация «Работы, направленные на экономию сырьевых и топливно-энергетических ресурсов, совершенствование технологических процессов и схем, средств и систем механизации и автоматизации процессов, совершенствование методов ремонта и технического обслуживания оборудования, организацию производства новых видов инновационной и высокотехнологичной продукции»

1-е место — «Способ использования вод окончательной отмывки в процессе регенерации фильтров смешанного действия (ФСД1/1-5)»

Авторы: менеджер по проектам службы перспективного развития Владислав Клинов, ведущий инженер-технолог цеха аммиак-4 Артём Филиппенко, ведущий инженер по реконструкции цехов по производству аммиака бюро технического развития отдела новой техники, рационализации и изобретательства Марина Золотухина, оператор котельной цеха аммиак-4 Александр Казак.

Идея. «Использование вод окончательной отмывки в процессе регенерации ФСД/1÷5 цеха Аммиак-4». Воды окончательной отмывки в процессе регенерации ФСД/1÷5 сбрасываются в производственную канализацию 8-й системы предприятия. Использование вод окончательной отмывки в системе водоподготовки к.601-05, при их удовлетворительном анализе, позволит снизить потребление частично обессоленной воды из к. 602 цеха аммиак-4 и, тем самым, сэкономить денежные ресурсы для предприятия.

Предлагаемый процесс. Последней стадией регенерации ионитов в ФСД/1÷5 является окончательная отмывка. Процесс отмывки осуществляется расходом ~ 50 м3/ч до удельной электропроводности не более 0,05 мСм/м после фильтра (в среднем процесс занимает 3 часа). После отмывки фильтр включается в работу. Предлагается завести сброс окончательной отмывки в ёмкость поз. Е-4 (сборник частично обессоленной воды) или в ёмкость поз. Е-6 (ёмкость частично обессоленной воды и газового конденсата для орошения аппаратов воздушного охлаждения), с целью подачи воды на систему орошения в «летнее» время.

Ожидаемый эффект. Экономия в год 14000 белорусских рублей (4160 долларов США). Проект позволит снизить нагрузку на водоподготовку к.602 цеха аммиак-4 и уменьшить нагрузку на цех ОПСВ по переработке 5,0 тыс. м³ в год сточных вод.

Стадия реализации. Проект находится на стадии расчёта технико-экономического обоснования отдела экономического анализа ОАО «Гродно Азот».

2-е место — «Прямая подача турбинного конденсата от турбины компрессора поз. 401 в термические деараторы поз.14А/Б»

Автор: начальник смены цеха аммиак-4 Евгений Орличеня

Идея. В цеху аммиак-4 очереди турбина компрессора синтез-газа поз. 401 питается острым паром из коллектора пара высокого давления, основной поток отбирается после II-й ступени турбины и направляется в коллектор пара среднего давления. Остальное количество пара через клапан отбора направляется в турбину, отработанный пар из выхлопного патрубка поступает в поверхностный конденсатор воздушного охлаждения поз. 450, где производится его конденсация. Образовавшийся конденсат собирается в сборнике поз. 451 и конденсатными насосами поз. 401/_12,13 с расходом около 64 т/ч подаётся в коллектор турбинного конденсата. Так же в коллектор турбинного конденсата подаётся конденсат из конденсаторов компрессоров поз. 403 и поз. 402. Турбинный конденсат используется в качестве теплоносителя в корпусе 602, затем поступает в отделение приготовления глубоко обессоленной воды корпус 601-05.

Недостатком данной схемы является высокая нагрузка на отделение приготовления глубоко обессоленной воды.

С целью уменьшения нагрузки на отделение приготовления глубоко обессоленной воды предлагается направить полностью или частично турбинный конденсат после турбины компрессора поз. 401 напрямую в термические деаэраторы поз. 14А/Б. Это обусловлено тем, что для конденсации турбинного конденсата после турбины компрессора поз. 401 используется воздух, который исключает попадание в конденсат загрязняющих примесей. В отличие от конденсаторов компрессоров поз. 402 и поз. 403, где в качестве теплоносителя используется оборотная вода. Температура турбинного конденсата после турбины компрессора поз. 401 равна температуре глубоко обессоленной воды на входе в термические деаэраторы поз. 14А/Б. Образовавшийся запас нагрузки отделения может быть использован для решения оперативных задач производства, обеспечение глубоко обессоленной водой цехов: аммиак — 3 очереди, АКиКАС, котельный.

Предлагаемый процесс. Турбинный конденсат от турбины компрессора поз. 401 будет идти напрямую в термические деаэраторы поз. 14 А/Б, минуя отделение получения глубоко обессоленной воды. Тем самым отделение получения глубоко обессоленной воды разгрузится и сформируется страховой запас по глубоко обессоленной воде для решения оперативных задач производства.

Ожидаемый эффект. Внедрение мероприятия позволит уменьшить нагрузку на отделение приготовления глубоко обессоленной воды: разгрузится насосное оборудование (поз. 18/_1,2, поз. 19/_1,2, поз. 20/_1,2), Нк и ФСД фильтра (продлится срок службы катионита КУ-2-8 и анионита АВ-17-8). Уменьшится потребление: H₂SO₄, NaOH, частично обессоленной воды (ЧОВ), глубоко обессоленной воды (ГОВ) и конденсата (КОНД.) для регенерации Нк и ФСД фильтров.

Стадия реализации. Данный проект находится в стадии оформления рационализаторского предложения. Планируется разработка проектной документации и внедрение идеи в производство. Для реализации потребуется монтаж нового технологического трубопровода с запорной арматурой. Технологические врезки в существующие трубопроводы возможно внедрить во время капитального ремонта, а монтаж трубопровода как в период капитального, так и межремонтный период. 

2-е место — «Утилизация тепла углекислого газа после 2-й ступени турбокомпрессора поз. К-104»

Авторы: начальник цеха карбамид-4 Александр Писаревич, заместитель начальника цеха по технологии цеха карбамид-4 Николай Артюхов

Идея. Суть заключается во включении в технологическую схему кожухотрубного теплообменника, в качестве греющего агента которого будет использоваться углекислый газ после 2-й ст. турбокомпрессора поз. К-104 с температурой 180-195 °С, а в качестве нагреваемого агента — циркуляционный конденсат скруббера поз. Е-203.

Предлагаемый процесс. В результате теплопередачи ожидается увеличение температуры конденсата на входе в холодильник поз. Е-101 и, соответственно, в подогреватель поз. Е-723. Таким образом, в гидролизер поз. С-703 будет поступать дополнительно подогретая аммиачная вода.

Ожидаемый эффект. Внедрение данного мероприятия позволит минимизировать подачу острого пара 2,7 МПа для проведения процесса гидролиза мочевины и улучшить качество сточных вод, так как при реализации данной схемы за счёт равномерного разогрева колонны по всему объёму произойдёт улучшение процесса гидролиза мочевины. Также уменьшится перепад температур на теплообменнике-рекуператоре поз. Е-721, что приведёт к повышению температуры в десорбере второй ступени поз. С-704 и снижению потребления пара 0,9 МПа для протекания процесса десорбции.
Стадия реализации. В настоящее время по данной идее идёт сбор документов для включения его в повестку дня технического совета предприятия и далее, при положительном решении, на технико-экономический совет предприятия.

3-е место — «Полезное использование тепла конденсата вакуумно-выпарной установки цеха по производству полиамида №1»

Авторы: заместитель главного энергетика по теплотехнической части ОГЭ филиала «Завод Химволокно» Иван Олоничев, начальник цеха ОВиТ Николай Латотин, начальник цеха ЦПА1 Владимир Кулеш, энергоменеджер ОГЭ Максим Шарейко

Идея. Вакуум-выпарная установка цеха по производству полиамида 6 предназначена для концентрирования капролактамной воды, образующейся в технологическом процессе. Охлаждение конденсата греющего пара вакуумно-выпарной установки осуществляется оборотной водой технологических потребителей на теплообменниках поз. АН1881А, АН1881В от температуры 140 ^о… до 80 ^оС, в связи с чем значительная часть тепловой энергии конденсата полезно не используется, а сбрасывается в окружающую среду на градирнях оборотной системы. После чего конденсат откачивается конденсатными насосами в тепловой пункт №1 с последующей передачей в котельный цех. Потери тепла конденсата на градирнях составляют 0,17 Гкал/час. С целью полезного использования тепла конденсата ВВУ на нужды отопления и вентиляции цеха ЦПА-1 в зимний период года, предлагается осуществлять его охлаждение обратной сетевой (теплофикационной) водой, подаваемой из теплового узла ЦПА-1 циркуляционным насосом.
Предлагаемый процесс. Предлагается установка на отм. 6,00 ЦПА-1 кожухотрубного теплообменника, в который из теплового узла ЦПА-1 на отм. 0,00 будет осуществляться подача обратной сетевой (теплофикационной) воды в количестве 17 м3/час с температурой, не более 60 ^оС, сетевая вода после нагрева до 70 ^оС будет подмешиваться в общую систему водяного отопления и теплоснабжения цеха ЦПА-1, соразмерно уменьшая потребление тепловой энергии от котельного цеха, а конденсат ВВУ будет охлаждаться до требуемой температуры.
Автоматизацию процесса планируется осуществить с использованием простого микропроцессорного одноканального измерителя-регулятора ТРМ-1 или аналога, производства РБ, РФ, датчика температуры и запорно-регулирующего клапана. Аналогичные схемы автоматизации успешно опробованы и применены УАМИТ филиала на теплообменниках ГВС и 95 ^оС контура.
Ожидаемый эффект. Годовая экономия топливно-энергетических ресурсов составит: Q= 58,1696 т у.т./год или 367,2 Гкал/год. Экономия в деньгах составит 37 758 руб/год. Ориентировочные плановые затраты на реализацию мероприятия, не более: 164 550,00   руб. Окупаемость: 4,36г.
Стадия реализации. Состоялся технико-экономический совет предприятия, проект включён в программу по обновлению основных средств филиала «Завод Химволокно». В настоящее время разрабатывается задание на проектирование.

Номинация «Работы, направленные на повышение качества лабораторно-аналитического обеспечения   производства, улучшение качества выпускаемой продукции, условий труда и техники безопасности, повышение показателей экологической безопасности технологических процессов и производств, совершенствование организации рабочих мест и системы делопроизводства предприятия»

1-е место — «Изменение системы управления копра маятникового с разработкой программного обеспечения»

Авторы: начальник цеха КИПиА филиала «Завод Химволокно» Алексей Арцукевич, начальник участка цеха КИПиА филиала «Завод Химволокно» Вадим Филипских, инженер-электроник цеха КИПиА филиала «Завод Химволокно» Максим Голиков, слесарь по КИПиА цеха КИПиА филиала «Завод Химволокно» Сергей Дайлидо.

Идея. В лаборатории ОТК эксплуатируется «Копер для определения ударной прочности материалов по ШАРПИ МТ209». Данное оборудование используется для определения технического параметра ударная вязкость гранулята и композиционных материалов из полиамида. (согласно ГОСТ 4647) Ударная вязкость — это способность материала поглощать механическую энергию под действием ударной нагрузки.
В 2024 году произошла аппаратная неисправность микроконтроллера платы управления с предустановленным программным обеспечением, которая изображена на фото. Выполнение ремонта невозможно т.к. оборудование снято с производства и отсутствуют запасные части. В лаборатории ОТК присутствует потребность для выполнения данных испытаний. В связи с производственной необходимостью (потребностью в проведении испытаний и неремонтопригодностью существующего оборудования «Копра для определения ударной прочности материалов по ШАРПИ МТ209», принадлежащего ОТК), была внедрена новая система управления с разработкой программного обеспечения и присвоено наименование «Копер маятниковый для определения ударной прочности материалов по Шарпи МТ-209 с программным обеспечением PIM-7,5S».
Предполагаемый процесс. В лаборатории ОТК с 20.06.2024 по 31.12.2024 на данном оборудовании было протестировано 6830 образцов полимерных композиционных материалов по определению ударной вязкости по Шарпи.
Ожидаемый эффект. В результате изготовления данного оборудования появилась возможность использовать улучшенные технические характеристики для осуществления оперативных испытаний, применять в ремонте запасные части различных производителей, оперативно реагировать и устранять все виды неисправностей (механические, электрические, программные), использование данной разработки позволило осуществлять контроль качества выпускаемой продукции в филиале «Завод Химволокно» без приобретения аналогичного испытательного оборудования.
Стадия реализации. Проект реализован. В ходе реализации были выполнены мероприятия, включающие техническую разработку, подготовку документации, сдачу в эксплуатацию, обеспечение метрологической аттестации.

2-е место — «Универсальный способ пробоподготовки ванадиевого катализатора. Анализ целевых компонентов методом атомно-эмиссионной спектрометрии (АЭС-ИСП)»

Авторы: начальник сектора физико-химических методов анализа ЦЗЛ Ирина Поваляева, инженер-химик сектора физико-химических методов анализа ЦЗЛ Галина Христук, лаборант химического анализа ЦЗЛ Светлана Барсань, лаборант химического анализа Наталья Прусская.

Идея. Подбор и отработка универсального способа пробоподготовки ванадиевого катализатора из единой навески с последующей возможностью определения содержания целевых компонентов (V, K, Na, Fe, Cu, As и др.) методом атомно-эмиссионной спектрометрии.
Предлагаемый процесс. Ванадиевые катализаторы применяются в производстве серной кислоты контактным методом в реакции окисления оксида серы (IV) до оксида серы (VI). Ванадиевый катализатор пожаро- и взрывобезопасен, но токсичен. Отравление оксидом ванадия приводит к нарушению работы органов дыхания, кровообращения, нервной системы. Пыль ванадиевого катализатора может попасть в организм через органы дыхания, пищеварения и кожные покровы.
Сектор физико-химических методов анализа ЦЗЛ в своём арсенале имеет совершенный и информативный метод атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП), который может быть использован для многоэлементных методов анализа в обширном линейном интервале (6-7 порядков). Метод АЭС-ИСП является высокочувствительным (пределы обнаружения не превышают 1 мкг/дм³) и позволяет измерять очень малые интенсивности излучения примесей (Fe, Cu, As и др.) в присутствии очень больших линий основы матрицы (V, K, Na, Si).
В экспериментальной части работы был подобран и отработан универсальный способ пробоподготовки пробы ванадиевого катализатора из единой навески с использованием раствора азотной кислоты (3 класс опасности) с последующим определением всех контролируемых элементов методом атомно-эмиссионной спектрометрии и пересчетом на оксиды в соответствии с техническими условиями.
Ожидаемый эффект. Выполнение анализа по определению содержания целевых компонентов в ванадиевом катализаторе с применением универсального способа пробоподготовки и метода атомно-эмиссионной спектрометрии позволяет:

·         значительно снизить количество операций, производимых как при пробоподготовке, так и при анализе, тем самым снизить трудозатраты в 4,5 раза;

·         повысить производительность труда;

·         снизить степень воздействия катализаторной пыли на оператора;

·         исключить использование агрессивных серной (H2SO4) и фтористо-водородной (HF) кислот, а также продуктов их распада при переподготовке.

Стадия реализации. Проект внедрён в лабораторную практику сектора физико-химических методов анализа ЦЗЛ.