CC BY
41
кваліфікованої медичної допомоги та ефективність вибору медикаментозної терапії при лікуванні різного типу патології у пацієнтів.
3. Головною стратегією подальшого удосконалення діагностичних моделей в медицині є використання на міжнародному рівні єдиних стандартизованих сучасних науково-методологічних підходів та їх удосконалення, причому пріоритетним критерієм повинно стати урахування соціальних переваг, що в свою чергу сприятиме підвищенню якості медичної допомоги та її доступності для всіх верств населення.
Література
1. Гнатовська, Ю. О. Розробка медичних діагностичних систем реального часу [Текст] / Ю. О. Гнатовська // Наукові праці Чорноморського державного університету імені Петра Могили. Сер.: Комп’ютерні технології. — 2008. — Т. 90, Вип. 77. — С. 130-136.
2. Крап, Н. П. Нейронні мережі як засіб управління конфігураціями проектів туристичних потоків [Текст] / Н. П. Крап, В. М. Юзевич // Управління розвитком складних систем. — 2013. — Вип. 14. — С. 37-40.
3. Евстафьева, В. В. Математическое моделирование динамики эпидемического процесса [Текст] / В. В. Евстафьева // Математическое моделирование и дифференциальные уравнения. — Минск: Институт математики НАН Беларусии, 2009. — Часть I. — С. 37-39.
4. Смагин, С. В. Метод оценки значений параметров математической модели медицинской диагностики [Текст]: автореф. дисс. ... канд. техн. наук: спец. 05.13.18 / С. В. Смагин. — Владивосток, 2012. — 20 с.
5. Лук’янова, В. В. Економічний ризик [Текст]: навч. пос. /
В. В. Лук’янова, Т. В. Головач. — К.: Академвидав, 2007. — 464 с.
6. Натан, А. А. Основы теории случайных процес сов [Текст]: учеб. пос. / А. А. Натан, О. Г. Горбачев, С. А. Гуз. — М.: МЗ Пресс, МФТИ, 2003. —168 с.
7. Мельникова, Н. І. Особливості проектування систем підтримки лікувальних рішень [Текст] / Н. І. Мельникова, К. В. Стебліна // Математичні машини і системи. — 2014. — № 1. — С. 92-100.
8. Чабан, О. П. Огляд світової практики щодо впровадження медичних інформаційних систем та проблеми створення єдиного медико-інформаційного простору [Текст] / О. П. Чабан, О. В. Бойко // Вісник НУ «Львівська політехніка». Комп’ютерні науки та інформаційні технології. — 2013. — № 771. — С. 365-371.
9. Мельникова, Н. І. Аналіз стану програмного забезпечення в медицині [Текст] / Н. І. Мельникова, Н. Б. Шаховська // Вісник НУ «Львівська політехніка». — 2010. — № 673. —
С. 146-153.
10. Поворознюк, А. І. Інформаційні технології підтримки прийняття рішень у медичній діагностиці на основі синтезу структурованих моделей [Текст]: автореф. дис. д-ра техн. наук: спец. 05.13.06 / А. І. Поворознюк. — Харків, 2011. — 37 с.
ФОРМУЛИРОВКА ОСНОВ ВЕРОЯТНОСТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МЕДИЦИНСКИХ УСЛУГ
Проблема определения уровня качества медицинских услуг является сегодня чрезвычайно актуальной. Для достоверности результатов оценки уровня качества требования к качеству медицинской помощи и услуг желательно связать с результатами статистических исследований. В статье представлены элементы математического моделирования относительно качества систем диагностирования в медицине с учетом основных принципов и методов квалиметрии и онтологии предметной области в сфере здравоохранения.
Ключевые слова: оценка качества, медицинская услуга, моделирование, диагностика, вероятность.
Чабан Олеся Петрівна, кандидат технічних наук, старший викладач, кафедра медичної інформатики, Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, Україна, e-mail: [email protected].
Чабан Олеся Петровна, кандидат технических наук, старший преподаватель, кафедра медицинской информатики, Львовский национальный медицинский университет им. Данила Галицкого, Украина.
^aban Olesya, Danylo Halytsky Lviv National Medical University, Ukraine, e-mail: [email protected]
Бабіченко А. К., Азаров М. І., Бабіченко Ю. А., Красніков І. Л., Лисаченко І. Г.
УДК 658.512:661.53 DOI: 10.15587/2312-8372.2014.28098
ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАГАЛЬНИХ ТЕНДЕНЦІЙ СУЧАСНОГО РОЗВИТКУ ВИРОБНИЦТВА АМІАКУ
У статті розглянуто основні етапи еволюції виробництва синтетичного аміаку. У контексті цих етапів проаналізовані та встановлено загальні тенденції сучасного розвитку, зокрема для України, аміачного виробництва. Обґрунтовано, що природний газ в найближчі десятиріччя як і раніше буде основною сировиною в технології аміачного виробництва. При цьому особливо актуальною для вітчизняних агрегатів залишається тенденція підвищення їх енергоефективності Ключові слова: виробництво аміаку, еволюція, загальні тенденції, аналітичні дослідження.
1. Вступ
Найважливішим продуктом хімічної промисловості є синтетичний аміак, що широко використовується у різ-
них галузях промисловості і особливо у виробництвах мінеральних добрів — переважно азотних (аміачна вода, карбамід, нітрит і сульфат амонію) і фосфатних (амофос, діамофос). Технологічний процес аміачного виробництва
© Бабіченко А. К., Азаров М. І., Бабіченко . Красніков І. Л., Лисаченко І. Г
як ніякий інший знаходиться у постійному розвитку і удосконаленні, еволюція якого пов’язана з трьома основними періодами: становленням самостійної азотної промисловості синтетичного аміаку, розробки методів отримання синтез-газу і водню з різної сировини та створення енерготехнологічних агрегатів з ефективною організацією теплових потоків у системі виробництва і максимально можливою утилізацією теплоти [1]. В межах цієї еволюції відбувалось і розширення географії розвитку виробництва аміаку, що дало значний поштовх у розробці великого різноманіття апаратурно-технологічного оформлення схем агрегатів синтезу, що експлуатуються у різних країнах світу.
2. Аналіз публікації
і постановка задачі досліджень
Сучасним проблемам аміачного виробництва присвячена велика кількість публікацій [1-20], в яких відображено велике різноманіття задач, що вирішуються або вимагають вирішення, а саме: особливості удосконалення технології і енерготехнології на різних стадіях виробництва, використання тієї чи іншої сировини для отримання синтез-газу, вибору місць розташувань виробництв в тих чи інших регіонах світу і їх одиночної потужності, кон’юнктури ринкових відносин в процесі збуту продукції та інше, що як раз і пов’язано з безперервним еволюційним процесом, характерним для аміачного виробництва. Таке велике різноманіття окремих задач вимагає необхідність визначення основних тенденцій стратегії розвитку аміачного виробництва на найближчі десятиріччя, особливо для України, що і становило задачу досліджень.
3. Результати аналітичних досліджень загальних тенденцій виробництва аміаку
Дослідження проводились шляхом аналізу великої чисельності наявних публікацій. У підсумку цього аналізу і були встановлені загальні тенденції сучасного розвитку аміачного виробництва, в межах яких як раз і постають проблеми та окремі задачі, необхідні для їх подолання.
Збільшення обсягу виробництва. За обсягом виробництва аміак займає одне із перших місць у хімічній промисловості. Це обумовлено тим, що зв’язаний азот став потужним важелем у піднятті врожайності сільськогосподарських культур. За рахунок внесення зв’язаного азоту у грунт до 150 кг/га врожайність зернових культур в Європі у 70-х роках минулого сторіччя зросла до 70 ц/га [2]. Доза цих внесень у земельні угіддя може бути достатньо високою і в Голландії вона доходить до 400 кг/га, а в Японії, Англії і Німеччині перевищує 200 кг/га. Необхідність підвищення продуктивності сільського господарства обумовила збільшення виробництва та споживання азотних добрив і в Україні, темпи приросту обсягу яких наведені за останні роки на рис. 1 [3, 4].
Аналіз представлених даних свідчить про суттєве зростання обсягу виробництва азотних добрив в Україні і зменшення споживання імпортної продукції майже до 2008 р., після якого у зв’язку з кризою спостерігається, починаючи з 2009 р., різке падіння виробництва і збільшення імпорту. Лише з 2010 р. позначилась тен-
денція росту вітчизняного виробництва. Такі умови зростання і падіння пов’язані безумовно з обсягами виробництва аміаку, дані по яких за 2003-2010 р.р. зведені до табл. 1 [4-6].
ЖЕ 2003 20» 2Ш5 2006 2007 2008 2009 2010
Рис. 1. Структура виробництва та споживання азотних добрив (100 % N2) в Україні у 2002-2010 роках: I — обсяг виробництва; II — споживання продукції вітчизняного виробництва; III — споживання продукції імпортного виробництва
Таблиця 1
Обсяги виробництва аміаку за 2003-2010 р.р.
Продукція Обсяг виробництва по роках, тис. т
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 20l0
Синтетичний аміак 4775 4779 52l4 5l47 5l39 4890 3032 4932
Порівнювальний аналіз даних табл. 1 і рис. 1 свідчить, що лише для 2010 р. спостерігається виключення взаємозв’язку по збільшенню виробництва аміаку і азотних добрив. Така невідповідність обумовлена зростанням попиту на аміак, а отже і збільшення ціни до 507 дол. за тону, що призвело до підвищення конкурентоспроможності вітчизняного товарного аміаку на зовнішньому ринку і, як наслідок, до збільшення його експорту і скорочення випуску карбаміду, який був останні чотири роки найбільш вигідним для хімзаводів, з точки зору його експорту [7].
Суттєвий приріст виробництва аміаку в Україні спостерігався і в 2011 р. за рахунок запуску в експлуатацію потужностей на Горлівському концерні «Стирол», які в попередньому році простоювали, та збільшення потужностей на 88 % на Северодонецькому об’єднанні «Азот» і Одеському припортовому заводі [8].
Такі самі ознаки зростання потужностей, що пов’язані сприятливою кон’юнктурою зовнішніх ринків аміаку з можливістю його вигідного експортного продажу, спостерігаються і у світі, які у 2008 р. складали біля 180 млн. т. та вище показника 2007 р. (176 млн. т) на 0,6 %. У 2010 р. світовий потенціал по випуску аміаку досяг 194 млн. т., а у 2011 р. приріст склав 3 %, тобто обсяг виробництва досяг рівня 200 млн. т. Отже зростання світових потужностей у 2008-2011 р.р. перевищило 11 % [9]. Збільшення цих потужностей пов’язані в основному уводом виробництв в Австралії, Трінідаді і Тобаго, Саудівській Аравії і Омані, які є експортоорієнтованими. Крім того, у 2006 р. був здійснений запуск аміачного виробництва і у Литві продуктивністю 550 тис. т. на рік. Насьогодні будуються нові виробництва у Єгипті (ЕВІС) та Ірані ^РС) потужністю відповідно 660 і 360 тис. т. на рік. Зроблені заяви
про будівництво заводів у Китаї, Алжирі, Пакистані та Венесуелі. У випадку реалізації цих проектів загальні світові потужності аміаку у 2013-2015 р.р. збільшаться до 214 млн. т. При цьому більша частина цього приросту буде спрямована на виробництво карбаміду, а менша частина буде випускатися у вигляді товарного аміаку.
В цілому ввід і дислокація нових потужностей по аміаку буде визначатися цілою низкою чинників: регіональною вартістю сировини, урядовою політикою підтримки більш глибокої переробки вуглеводневої сировини, модернізацією виробництв з метою зниження енергоспоживання, а в подальшій перспективі — прогнозованим попитом.
Використання у якості сировини природного газу. Для більшості підприємств з виробництва аміаку основною сировиною є природний газ. Біля двох третин світових потужностей використовують саме цю сировину. На другій позиції — вугілля, доля якого в аміачному виробництві складає 27 % [10].
Основна частина цих потужностей розміщена у Китаї. Індія у виробництві аміаку використовує у якості сировини в основному нафту. Однак останнім часом і в цій країні здійснюється перехід виробництв на природний газ і вугілля [9]. Така тенденція застосування природного газу у якості сировини обумовлена в основному суттєвим зниженням в середньому на 35 % собівартості виробництва у порівнянні з твердим паливом (кокс, кам’яне вугілля) та нафтою [10]. Оскільки природний газ є основною сировиною для виробництв аміаку, то і заводи по його випуску розташовуються поблизу основних регіонів газовидобування, що особливо спостерігається останнім часом, де його вартість значно нижче. Це, насамперед, райони Близького Сходу і Карибського басейну.
Доведені світові запаси природного газу (у середньому по різним оцінкам) складають біля 150 трлн. м3 (без урахування сланцевого газу), що достатньо для забезпечення потреб світового розвитку за існуючого рівня видобутку на 50 років [11]. При цьому біля 50 % запасів зосереджені у трьох країнах: Росії, Ірані і Катарі. Далі у рейтингу країн по запасам природного газу йдуть Саудівська Аравія, Туркменістан, Об’єднані Арабські Емірати, США, Венесуела, які у сукупності мають понад 20 % світових запасів.
Видобуток газу у 2008 р., незважаючи на економічну і фінансову кризу, досяг рекордного рівня 3,1 трлн. м3, збільшившись у порівнянні з 2007 р. на 3,8 %. При цьому лідером по видобутку до 2009 р. була Росія. У 2009 р. різке зниження попиту внаслідок подорожчання природного газу особливо з боку промисловості призвело до падіння світового видобутку до 3 трлн. м3. Ця рецесія призупинила поступовий і значний зріст видобутку газу у світі, що спостерігався з 1998 р.
В останні 2-3 роки світове видобування газу суттєво зросло за рахунок США (рис. 2), які збільшили виробництво завдяки застосуванню нових технологій у видобутку сланцевого газу Якщо раніше США імпортували газ, то після 2009 р. стали головним виробником палива у світі. Внаслідок цієї технології видобутку доля США зросла до 19,7 % від загальносвітової і разом з Росією, доля якої складає 19,2 %, на цей час є лідером по видобуванню газу. За такої умови потужності
американських виробників аміаку зросли у 2010 р. до 16 млн. т., більш ніж 70 % яких припадає на чотирьох лідерів сектора — Agrium, CF Industries, Koch i Terra. Слідом за США про своє бажання масово видобувати сланцевий газ виявили і інші країни, зокрема, Білорусія, Україна, Польща, Аргентина, Болгарія, у яких були знайдені значні поклади цього виду палива, а в Китаї видобування вже розпочалось.
Таким чином, природний газ в найближчі роки буде основною сировиною в аміачному виробництві, а для України видобуток сланцевого газу може суттєво знизити залежність її промисловості від дорогого російського газу. Останнє особливо важливе у зв’язку з тим, що розробка нових покладів у Росії вимагатиме залучення великих інвестицій в першу чергу, на континентальному шельфі Карського і Баренцового морів, частка запасів яких складає до 40 % від загального обсягу для Росії, що і визначатиме високу собівартість видобутку [11].
Збільшення одиничної потужності агрегатів. Розвиток азотної промисловості пов’язаний з безперервним зростанням одиничної потужності агрегатів синтезу аміаку, що обумовило можливість зниження собівартості виробництва в основному за рахунок зменшення одної з її основних складових — капітальних вкладень у виробництво. Останнє наочно ілюструється формулою Лапідуса [12]:
KJ K = (M2/ M1)n, (1)
де K1 і K2 — загальні капітальні вкладення до та після збільшення потужності, грн.••M1 і M2 — потужності, тис. тУрік; n = 0,7 — показник при зміні відношення M 2/ M1 у межах 2 3.
У відповідності з цією формулою зростання потужності агрегату синтезу у 2 3 рази забезпечує зниження
капіталовкладень на 20 25 %.
Ініціаторами створення великотоннажних агрегатів були такі фірми як «M.W. Kellogg & Co» (США), «Haldor Topsoe A^» (Данія), «Imperial Chemical Industries» (ICI Великобританія) та інші, що здійснили проектування установок на потужності 184, 308, 462 і 527 тис. тУрік. При цьому фірмою «M.W. Kellogg & Co» за період 1965-1980 р.р. було побудовано близько 140 великотоннажних агрегатів, що склало на той час біля 50 % світових потужностей по аміаку [13]. В табл. 2 наведені залежності основних техніко-економічних показників систем синтезу від одиничної їх потужності [14].
Рис. 2. Регіональна структура світового видобутку газу у 2009 р. [9]
Таблиця 2
Техніко-економічні показники систем синтезу аміаку що пов'язані зі структурою собівартості аміаку у залежності від одиничної потужності агрегату синтезу (сировина і паливо — природний газ)
у виробництвах аміаку за різних способів одержання зв’язаного азоту представлені у вигляді діаграми на рис. 3 [16].
Показник Потужність агрегату тис. т/рік
100 300 450
Продуктивність праці, % Собівартість 1 т NHз, % Металовкладення на 1 т NHз, % Витрата електроенергії на 1 т NHз, кВт • год Витрата води на 1 т NHз, м3 Витрата природного газу на 1 т NHз, тис. м3 100* 100 100 1302 296 1,3 900 69 63 78 139 1,2 і55000
Примітка: * за 100 % прийняті 60-ті роки
Аналіз даних табл. 2 свідчить, що із збільшенням одиничної потужності агрегатів синтезу аміаку, працюючих на природному газі, спадали як питомі капіталовкладення на 1 т NH3 так і витратні коефіцієнти по воді, електроенергії і природному газу. Тому не випадково розпочата у 2009 р. реконструкція на Черкаському ВАТ «Азот» для підвищення потужності з 450 тис. т./рік до 502 тис. т./рік, що забезпечило зниження витрати природного газу з 1,25 тис. м3/т NH3 до 1,1 тис. м3/т NH3 [5].
Слід відзначити, що вартість компресорного обладнання складає 15 20 % загальних капіталовкладень, вартість теплообмінного і колонного обладнання — 30 40 %
та 30 40 % від загальних капіталовкладень складають
будівельно-монтажні роботи.
Однак після енергетичних криз, що виникли після 1980 р., і різкого стрибка цін на енергоносії в усьому світі значно послабився інтерес до будівництва багато-тоннажних аміачних агрегатів. Це обумовило зростання питомих затрат на виробництво з 6,7 дол./т NH3 у 1965 р. до 66,7 дол./т NH3 у 1980 р., а у 2010 р. в Україні вже складали біля 400 дол./т NH3 в умовах збільшення вартості природного газу до 300 дол. за 1 тис. м3 [7]. Стримуючим чинником багатотоннажності стала також недостатня гнучкість цих агрегатів в умовах нестабільності ринку збуту аміаку, що обумовлює роботу не на повну потужність і підвищення собівартості. Збільшення останньої також можуть бути викликані високими затратами при аварійних зупинках і відносно тривалих періодах пуску. Так, при зниженні ступеня використання потужності багатотоннажних агрегатів від 95 до 85 і 75 % витрати виробництва аміаку збільшуються на 7 і 16 % відповідно, а прибуток складає 55 % і 10 % відповідно його розміру при 95 %-ах завантаження потужності [14].
В деякій мірі наведені негативні чинники стали спонукаючим мотивом для деяких фірм-виробників, зокрема ICI, побудови малотоннажних агрегатів LCA (Leading Concept Ammonia) потужністю до 150 тис. т./рік з енергоспоживанням 7 Гкал/т NH3 [15]. Однак незважаючи на вище перелічені недоліки багатотоннажних виробництв більшістю аміачних фірм обрана одинична потужність в діапазоні 1000 1500 т/добу, що дозволяє знизити
енергоспоживання до 6,5 Гкал/т NH3.
Підвищення енергоефективності. Енергоспоживання є одним з найважливіших показників, що визначає рентабельність виробництва, а отже і конкурентоспроможність продукції на ринку аміаку та азотних добрив. Темпи та абсолютні розміри зниження енерговитрат
Рис. 3. Динаміка енергоспоживання при виробництві аміаку у 1920 2006 р.р. за різних способів фіксації зв'язаного азоту:
1 — електродуговий процес; 2 — процес через ціанамід кальцію;
3 — процес синтезу аміаку 2-го покоління з використанням метану;
4 — процес синтезу аміаку 3-го покоління з використанням метану;
5 — процес синтезу аміаку 4-го покоління з використанням метану
Перший промисловий процес виробництва зв’язаного азоту (електродуговий) супроводжувався 100 %-вим використанням електроенергії для технологічних цілей. В процесі зв’язування азоту через ціанамід кальцію з усієї кількості енергії, необхідної для процесу лише 73 % витрачалось у вигляді електроенергії. На початковому етапі (крива 3) розвитку синтезу аміаку з використанням метану у якості джерела водню доля електроенергії складала вже 30 % за умови конверсії вуглеводнів із застосуванням кисню. В подальшому витрата електроенергії була знижена до 10 % (криві 4 і 5). У сучасних агрегатах синтезу аміаку з більш досконалими тепловими схемами процесів із застосуванням парових турбін і турбокомпресорів з паровим приводом, що використовують пару за рахунок утилізації теплоти при синтезі і конверсії метану, споживання електроенергії зведено до мінімуму і складає для різних агрегатів 40 140 кВт ■ год/т NH3, тобто десяті долі проценту
від загальної кількості паливної сировини. В табл. 3 представлена динаміка зниження загальних енергозатрат і затрат електроенергії найбільш економічних за той чи інший час виробництв аміаку із застосуванням природного газу [16-19].
Таблиця 3
Основні етапи розвитку технології виробництва аміаку на базі природного газу та енергетика процесів
Рік Потужність одинична агрегату т/добу (тис. т./рік) Тиск синтезу аміаку, МПа Енерго- затрати Затрати електроенергії, кВт • год/т NH3
1964 540 (до 200) 32 8,3 204
1965-1970 540-1000 (до 360) 23 8,0 70
1970-1980 1000-1360 (до 480) 23 7,8 50
1980-1990 1350-1500 (до 540) 23-15 7,5 50
1990-2000 1110 (до 400) 7-8 7 48
2000-2010 1100-2200 (до 750) 15-9 6,5 15-40
Як виходить з табл. 3 енергоспоживання у сучасних агрегатах синтезу аміаку, що становлять собою потужний енерготехнологічний комплекс, суттєво наблизилось до теоретичного мінімуму 5,05 Гкал/т. NHз.
Виробництво більшої частини аміаку в Україні здійснюється на відносно нестарих агрегатах серії АМ-1360, побудованих за традиційно прийнятою майже в усіх сучасних виробництвах схемою, яка представлена на рис. 4.
Таблиця 4
Техніко-економічні показники аміачних виробництв за проектами провідних світових фірм
N2 + 3H2 ^ 2NH3 + 89,01 кДж.
Найменування фірми
Найменування показника «ГИАП», СРСР «ICI», Велико- британія «Kellog Braun & Root», США «Haldor Topsoe», Данія
Потужність, т/добу Витратні показники на 1 т. аміаку: — загальне споживання енер- 1360 1100 2200 1000
гії, Гкал 9,77 7,0 ,7 6, ,5 6, 7,0
— електроенергія, кВт • год 139 48 63 9
— вода оборотна, м3 79,4 * 113 270
Тиск синтезу, МПа 24 - 31,6 8 •І- 0 9 - 15 2 2 •I' 4
Рис. 4. Традиційна схема отримання синтетичного аміаку з природного газу
Згідно цієї схеми на першому етапі відбувається вилучення сірки з природного газу методом каталітичного гідрирування з наступним поглинанням сірководню оксидом цинку Далі природний газ надходить у реактори риформінгу. На наступних етапах проходить конверсія оксиду вуглецю і очистка від диоксиду вуглецю. Найважливішою стадією схеми є синтез аміаку, що відбувається у присутності каталізатора за рівнянням:
(2)
Тиск синтезу не більше 32 МПа визначається в основному застосованим каталізатором, у якості якого найчастіше використовується магнетит і рутеній. Для стиску синтез-газу, що надходить у циркуляційну схему синтезу, застосовується 4-х ступеневий компресор з номінальною потужністю до 32 МВт. Його турбіна споживає водяну пару з тиском 10 МПа і температурою 482 °С у кількості до 350 т/год. Для вилучення продукційно-го аміаку з циклу синтезу застосовуються холодильні системи. Продувні гази, що виходять з циклу синтезу, попередньо охолоджуються з метою додаткового вилучення аміаку з них, а потім використовуються частково як паливо для риформінгу. У табл. 4 наведені основні техніко-економічні показники агрегату синтезу АМ-1360 за проектом «ГИАП» у порівнянні з найбільш енерго-ефективними агрегатами на цей час, побудованими за проектами деяких провідних світових фірм [16, 19].
Примітка: * інформація не знайдена
Наведені у табл. 4 показники свідчать, що експлуа-туємі в Україні агрегати значно поступаються по енергоспоживанню західним установкам, а по електроенергії перевищують в середньому у 3-и рази. Останнє, згідно попереднього аналізу технології виробництва за проектом «ГИАП», обумовлено в значній мірі застосуванням на стадії конденсації продукційного аміаку у відділенні синтезу аміачного турбокомпресорного агрегату (АТК) з електроприводом, що споживає до 4,8 тис. кВт ■ год електроенергії та воду для міжступеневого охолодження в процесі стиску холодоагенту у кількості до 100 м3/год. Суттєві втрати низькопотенційної енергії спостерігаються і на стадії конденсації спрацьованої пари турбін 0,35 Гкал/т. NH3 [16]. Зважаючи на це слід відзначити, що вирішення задачі підвищення енергоефективності систем охолодження за рахунок зменшення споживання електроенергії набуває актуального значення у загальному процесі модернізації великотоннажних агрегатів, одним з основних напрямків якого, як засвідчує досвід провідних фірм та останніх досліджень, є рекуперація (утилізація) низькопотенціальної теплоти матеріальних потоків з рівнем теплоти менше 100 °С [17, 20]. В цьому контексті для вітчизняних агрегатів ця проблема набуває не аби якого значення.
5. Висновки
Необхідність підвищення врожайності сільськогосподарських культур обумовлює постійне збільшення виробництва та споживання азотних мінеральних добрив як у світі, так і в Україні, що забезпечується відповідним зростанням обсягу виробництва аміаку. Враховуючі останнє і наявність великої кількості орних земель аміак та добрива для України завжди будуть стратегічним товаром, що визначає економічну безпеку держави.
Природний газ у найближчі десятиріччя буде основною сировиною в технології аміачного виробництва, що у порівнянні з використанням важкої нафти та вугілля у якості сировини сприяє підвищенню енергоефектив-ності сучасних агрегатів відповідно в 1,3 та 1,7 рази.
Особливо актуальною для базових агрегатів серії АМ-1360, що експлуатуються в Україні, залишається тенденція підвищення енергоефективності за рахунок модернізації апаратурно-технологічного оформлення найбільш енергоємних стадій, і зокрема конденсації аміаку з метою зниження споживання електроенергії
та природного газу, спостерігаєме останнім часом збільшення вартості яких суттєво знижує конкурентоспроможність вітчизняної продукції.
Вилучення продукційного аміаку з циклу синтезу шляхом конденсації за рахунок охолодження циркуляційного газу залишається найбільш розповсюдженим методом, поширенню якого сприяють тепловикористу-ючі (абсорбційні та пароежекторні) холодильні системи завдяки можливості утилізації низькопотенційної теплоти матеріальних потоків, особливо з рівнем температури менше 100 °С, а їх застосування забезпечує зниження споживання електроенергії у порівнянні з турбокомпресорними з електроприводом холодильними агрегатами.
Література
1. Гамбург, Д. Ю. Синтез аммиака: история и современность [Текст] / Д. Ю. Гамбург // Химическая промышленность. - 1992. - № 4. - С. 36-40.
2. Гамбург, Д. Ю. Синтез аммиака: история и современность [Текст] / Д. Ю. Гамбург // Химическая промышленность. - 1992. - № 5. - С. 33-39.
3. Ковеня, Т. В. Aналіз роботи підприємств хімічного комплексу України у 2008 р. [Текст] / Т. В. Ковеня // Хімічна промисловість України. — 2009. — № 2. — С. 3-19.
4. Васіна, К. Aналіз ринків хімічної продукції [Електронний ресурс] / К. Васіна. — Режим доступу: \www/URL: http:// www.credit-rating.ua/ua/analytics/ analytical-articles/12893/. — 21.09.2010.
Б. Ковеня, Т. В. Aналіз роботи підприємств хімічного комплексу України у 2010 р. [Текст] / Т. В. Ковеня // Хімічна промисловість України. — 2010. — № 3. — С. 3-18.
6. Химическая промышленность Украины (2007 г.) [Электронный ресурс]. — Режим доступа: \www/URL: http://www. ukrexport.gov.ua/rus/economy/brief/ukr/ 3022.html.
7. Подорожание аммиака заставляет производителей экспортировать этот товар в ущерб производству селитры и карбамида [Электронный ресурс]. — Режим доступа: \www/URL: http://econspec.ru/item4470.htm.
8. Воронцов, И. Химпром выжал максимум [Электронный ресурс] / И. Воронцов. — Режим доступа: \www/URL: http://www.minprom.ua/articles/66757.html. — 28.04.2011.
9. Обзор рынка аммиака в СНГ [Электронный ресурс]. — Москва: ООО «ИНФOМAЙН», 2013. - Изд. 6. - 263 с. - Режим доступа: \www/URL: http://www.infomine.ru/files/catalog/86/ file_86.pdf.
10. Горбатенко, Н. И. Потенциал улучшения энергоэффективности химической промышленности [Текст] / Н. И. Горбатенко // Проблеми розвитку зовнішньоекономічних зв’язків і залучання іноземних інвестицій. — Донецьк: ДонНУ, 2009. — С. 162-167.
11. Товажнянський, Л. Л. Паливно-енергетичний комплекс. Стратегія розвитку [Текст] / Л. Л. Товажнянский, Б. О. Левченко. - Харків: НТУ «ХПІ», 2009. - 400 с.
12. Лапидус, A. С. Оценка экспериментальных показателей повышения мощности агрегатов [Текст] / A. С. Лапидус, И. A. Лобачева // Химическая промышленность. — 1972. — № 5. - С. 63-64.
13. Кадыгроб, A. A. Современное состояние и перспективы развития производства аммиака и метанола [Текст] / A. A. Кадыгроб // Химическая промышленность. — 1985. — № 3. — С. 3-7.
14. Гамбург, Д. Ю. Синтез аммиака: история и современность [Текст] / Д. Ю. Гамбург // Химическая промышленность. - 1992. - № 6. - С. 31-37.
15. LCA: Breaking the mould at Severside [Text] // Nitrogen. — 1989. - № 179. - P. 30.
16. Aммиак: обзор современных технологий [Электронный ресурс] / Aкадемия Конъюнктуры Промышленных Рынков. — Режим доступа: \www/URL: http://www.newchemistry.ru/ letter.php?n_id=682.
17. Патрикеева, Н. И. Развитие энергосберегающих процессов производства аммиака в капиталистических странах [Текст] / Н. И. Патрикеева // Химическая промышленность. — 1990. — № 10. - С. 55-59.
18. Гамбург, Д. Ю. Синтез аммиака: история и современность [Текст] / Д. Ю. Гамбург // Химическая промышленность. - 1990. - № 7. - С. 37-43.
19. Технология производства аммиака KELLOGG BROWN [Электронный ресурс]. — Режим доступа: \www/URL: http:// www.newchemistryru/letter.php?n _id=6259.
20. Тошинский, В. И. Повышение эффективности энерготехнологического оформления участка вторичной конденсации агрегатов синтеза аммиака [Текст] / В. И. Тошинский, Ю. A. Бабиченко // Вісник НТУ «ХПІ». — Харків: НТУ «ХПІ», 2004. - № 15. - С. 115-122.
ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЩИХ ТЕНДЕНцИЙ СОВРЕМЕННОГО РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА АММИАКА
В статье рассмотрены основные этапы эволюции производства синтетического аммиака. В контексте этих этапов проанализированы и установлены общие тенденции современного развития, в частности для Украины, аммиачного производства. Обосновано, что природный газ в ближайшие десятилетия по-прежнему будет основным сырьем в технологии аммиачного производства. При этом особенно актуальной для отечественных агрегатов остается тенденция повышения их энергоэффективности.
Ключевые слова: производство аммиака, эволюция, общие тенденции, аналитические исследования.
Бабіченко Анатолій Костянтинович, кандидат технічних наук, професор, кафедра автоматизації хіміко-технологічних систем та екологічного моніторингу, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна, e-mail: [email protected].
Азаров Миколай Іванович, кандидат технічних наук, технічний директор, Северодонецький ОРГХІМ, Україна, e-mail: [email protected].
Бабіченко Юлія Анатоліївна, кандидат технічних наук, доцент, кафедра теплотехніки та теплових двигунів, Українська державна академія залізничного транспорту, Харків, Україна, e-mail: [email protected].
Красніков Ігор Леонідович, кандидат технічних наук, доцент, кафедра автоматизації хіміко-технологічних систем і екологічного моніторингу, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна, e-mail: [email protected].
Лисаченко Ігор Григорович, кандидат технічних наук, доцент, кафедра автоматизації хіміко-технологічних систем і екологічного моніторингу, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна, e-mail: [email protected].
Бабиченко Анатолий Константинович, кандидат технических наук, профессор, кафедра автоматизации химико-технологических систем и экологического мониторинга, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Украина.
Азаров Николай Иванович, кандидат технических наук, технический директор, Северодонецкий ОРГХИМ, Украина. Бабиченко Юлия Анатольевна, кандидат технических наук, доцент, кафедра теплотехники и тепловых двигателей, Украинская государственная академия железнодорожного транспорта, Харьков, Украина.
Красников Игорь Леонидович, кандидат технических наук, доцент, кафедра автоматизации химико-технологических систем и экологического мониторинга, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Украина. Лысаченко Игорь Григорьевич, кандидат технических наук, доцент, кафедра автоматизации химико-технологических систем и экологического мониторинга, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Украина.
Babichenko Anatoliy, National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Ukraine, e-mail: [email protected]. Azarov Nikolay, Severodonetsky ORGHIM, Ukraine, e-mail: [email protected].
Babichenko Juliya, Ukrainian State Academy of Railway Transport, Kharkiv, Ukraine, e-mail: [email protected].
Krasnikov Igor, National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Ukraine, e-mail: [email protected].
Lisachenko Igor, National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Ukraine, e-mail: [email protected]
I 60
технологический аудит и резервы производства — № 5/1(19), 2014
