Төмөр цагаан эсвэл дотоодын хангамжийн шинэчлэл: Одоогийн химийн байгууламжуудыг шинэчлэх

Химийн үйлдвэрүүдийг шинэчлэх шаардлагатай гэдгийг ойлгох

Химийн үйлдвэрүүд орчин үеийн технологи нэвтрүүлэхэд олон төрлийн тулгамдсан асуудалтай тулгардаг бөгөөд энэ нь ихэнх уул уурхайн технологи ард түмний хэрэглээнээс хоцрогдсон байдал, үйл ажиллагааны үр ашгийн дутагдал, мөн орчны дүрэм журмын байнгын хатуушилтай холбоотой юм. Олон үйлдвэрлэлийн талбай одоо ч хэдэн арван жилийн өмнөх тоног төхөөрөмжийг ашиглаж байгаа тул тэдгээрийг ашиглах нь одоо үед тохиромжгүй болсон бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүний гарцыг бууруулж, зардлыг нэмэгдүүлдэг. Эдгээр зөвшөөрөгдөөгүй системтэй ажиллахад өнөөгийн ногоон стандартыг хангах нь маш хүнд байдаг. Chemical Engineering сэтгүүлд нийтэлсэн сүүлийн судалгаагаар одоо байгаа системийг шинэчлэх нь шинээр бүхэлд нь барьж байгуулахад зарцуулах мөнгөнөөс илүү хэмнэлттэй байдаг бөгөөд үйлдвэрлэгчид салбарт дүрэм журам хурдан өөрчлөгдөж байгаа нөхцөлд энэ тухай санах хэрэгтэй.

Эдгээр сорилтууд нь үйлдвэрлэлийн хэмжээ болон ажилчдын аюулгүй байдал хоёуланд нь маш хүнд нөлөө үзүүлдэг. Салбарт сайн мэдэх хүмүүс ихэвчлэн хуучин уулзварууд үйл ажиллагааны явцад байнга асуудалд тулдаг гэж хэлдэг. Эдгээр асуудлууд нь ажилчдад бодитой аюул бүрдүүлэхээс гадна гарц багасахад хүргэдэг. Америкийн химийн зөвлөлөөс хийсэн судалгаа нь химийн салбарын санхүүгийн байдал хэр хүнд байгааг харуулж байна. Компаниуд жил бүр дайрлагын дараах хохирлыг засварлах болон дүрэм биш байдалд штраф төлөхөөр их хэмжээний мөнгө зарцуулдаг. Системүүдээ шинэчлээгүй уулзварууд нь өрсөлдөгчдөөсөө хоцрогдохын зэрэгцээ урт хугацаанд орчин үеийн асуудлуудыг бий болгох эрсдэлийг даан үлдээдэг.

Хуучин тоног төхөөрөмжийг шинэчлэх нь мөнгө хэмнэх, үйл ажиллагааг сайжруулах, орчин үеийн орчинд нөлөөлөх гэх мэт олон давуу талыг оруулдаг. Компаниуд энерги бага хэрэглэдэг шинэ технологийг суурилуулах үед өдөр тутмын зардал нь хамгийн их буурдаг. Жишээлбэл, нэг уул уурхай нь барилгын доторхи орчин үеийн дулаан солих төхөөрөмж болон ухаалаг хяналтын системийг нэмснээр цахилгааны хэрэгцээгээ бууруулсан. Энэ сайжруулалт нь нийт цахилгааны зардлыг ойролцоогоор 20 хувь бууруулжээ. Тоног төхөөрөмжийн ажиллах хугацааг уртасгахаас гадна эдгээр шинэчлэлтүүд нь бизнесүүд хорио болж буй дүрэм журмыг хангаж, тогтвортой ажиллаж чаддаг. Аж ахуйн нэгжүүд шинэчлэлтэнд хөрөнгө оруулснаар үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд хийсэн ижил төстэй инвестицийг хийгээгүй өрсөлдөгчдөөсөө тогтвортой байр суурь эзэлдэг.

Удахгүй шинэчлэхэд чухал ач холбогдолтой

Химийн үйлдвэрийг шинэчлэхийн тулд байгууламжийн одоо байгаа байдлыг сайн судлах хэрэгтэй. Засварын менежерүүд нь нас барсан насос, вентиль, хоолойн систем эсвэл хяналтын самбар зэрэг хэсгүүдийг шинэчлэх эсвэл солих шаардлагатай эсэхийг тогтоох ёстой. Хуучин тоног төхөөрөмж нь ихэвчлэн сенсор эсвэл дижитал хяналтын багаж гэх мэт шинэ технологийг дэмжих чадамжгүй байдаг тул мөнгө заримгаасаа өмнө эд нарыг нягтлан шалгах нь зүйтэй. Гэхдээ шалгалт нь зөвхөн машин механизмд л хамрагдах ёсгүй. Хананы, шалны, дэмжлэг өгөх бүтцийн байдлыг мөн шалгах нь чухал, учир нь шинэ процессын дараа хуучин бүтэц нь гэнэтийн эвдэрч магадгүй.

Бид засвар хийх ёстой зүйлс хаана байгааг олж мэдсэний дараа ухаалаг шинжилгээ, IoT гэх мэт шинэ технологиудыг ашиглах нь бүхнийг өөрчилдөг. Эдгээр хэрэгслүүд нь үйл ажиллагааны үр ашигт чанарыг нэмэгдүүлэхээс гадна явцад нь хяналт тавих боломжийг олгодог. Жишээлбэл IoT төхөөрөмжүүд нь машины ажиллагааг хянах бөгөөд ихэвчлэн зүйлс бүрэн гэмтэхээс хамаагүй өмнө засвар хийх шаардлагатай болохыг илрүүлдэг. Ийм технологийн шийдлийг боловсронгуй химийн үйлдвэрт нэвтрүүлсэн үед үйлдвэрлэлийн бүтээмжийг сайжруулж, аюулгүй байдалын шаардлагыг ч биелүүлдэг. Цифржүүлэлтийн энэ шилжилт нь зүгээр л үг хэлэх л биш, одоо бүхэнд танил болж, хуучин тоног төхөөрөмжийг шинэчлэхэд стандарт практик болон хувирч байна. Энэ салбарт эрт оролцсон үйлдвэрүүд нь дараачийн шинэ технологиудыг эзэмшихэд өрсөлдөгчдөөсөө түрүүлэн амжилттай ажиллах боломжтой болдог.

Химийн үйлдвэрүүдийн шинэчлэл: Тодорхой химийн бодис дээр анхаарлаа хандуулах

Химийн үйлдвэрийн шинэчлэлт нь ихэвчлэн формальдегид, полипропилен болон олон янзын полимерүүд шиг бүтээгдэхүүний гарцыг нэмэгнэхийн тулд орчин үеийн аргуудад тулгуурладаг. Тухайлбал формальдегид үйлдвэрлэх явцад илүү сайн катализаторууд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр дэвшилтэт материалынууд нь урвалыг хурдасгах нь түүн биш, ямар бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхийг нь сайжруулах замаар селектив байдлыг нь сайжруулдаг. Үйлдвэрлэлийн салбар нь мөн мембраны реаторуудыг болон маш жижиг нарийн хоолойтой реаторуудыг ашиглаж эхэлсэн байна. Эдгээр технологиуд нь нэгж талбай дээр илүү их ачаалал өгдөг, хажуугийн бүтээгдэхүүнийг бууруулдаг бөгөөд хугацааны туршид мөнгө хэмнэдэг. Урт хугацаанд үйлдвэрлэлийн зардал болон орчин үеийн нөлөөллийг харгалзаж буй үйлдвэрлэгчдийн хувьд эдгээр сайжруулалтууд нь бүтээгдэхүүний хэмжээг багасгахгүйгээр ногоон үйл ажиллагааны чиглэлд бодит дэвшлийг төлөөлдөг.

Полипропилен боловсруулах аж ахуйн төрөл бүрийн нэмэлт бодисуудыг шинэ арга технологи, дахин боловсруулах аргуудтай хамт ашиглах замаар бодит ашиг олох боломжтой. Үүний ач холбогдол нь үйлдвэрийн түвшинд зардлыг бууруулах, эцсийн бүтээгдэхүүний чанарыг хэрхэн хадгалах явдал юм. Нэмэлт бодисууд нь материалын шинж чанарыг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр нь полипропиленгийн хүч, эсэргүүцэх чанар, нугалах чадварыг өөрчилдөг. Энэ нь үйлдвэрлэгчдэд олон төрлийн зах зээлд хэрхэн ашиглах боломжийг нь удирдах боломж олгодог. Дахин боловсруулах боломжуудын хувьд химийн дахин боловсруулалт онцгой ашигтай байдаг. Энэ процесс нь хуучин полипропилен цэвэрлэгээг мономер гэж нэрлэгддэг үндсэн бүтцийн элементүүдэд задалдаг. Эдгээр элементүүдийг дахин үйлдвэрлэлийн шугамд ашиглах боломжтой бөгөөд энэ нь эхний эд материалд гарах хэрэгцээг бууруулж, орчин үеийн орчинд гарах нөлөөг багасгадаг.

Полимер үйлдвэрлэх арга технологийн сүүлийн үеийн сайжруулалт нь полиэтилен гликоль зэрэг нэмэлт бодисуудыг ашиглах болон эдгээр материалуудыг үйлдвэрлэх шинэ аргуудыг нэвтрүүлэхэд чиглэгдсэн. PEG нь пластификатор эсвэл өтгөн зуухийн тосны аль алинд сайн ажилладаг бөгөөд полимерийг илүү уян чанартай, тогтвортой болгодог. Мөн сүүлийн үед полимержүүлэх процессын хувьд зарим шинэлэг хөгжил бий болсон. Тодорхой радикал полимержүүлэх арга болон катализаторын системүүд зэрэг техник хэрэгслийг ашиглан үйлдвэрлэгчид нарийн молекул жинтэй, хялбар хольц агуулаагүй полимер үйлдвэрлэх боломжтой болсон. Энэ нь хамтран ажиллаж буй бүх хүмүүст илүү чанартай бүтээгдэхүүн үгүйсгэнэ. Түүнчлэн, ялгаатай салбаруудад тодорхой шинж чанарууд чухал байдаг тусгай зориулалтын материалуудыг хөгжүүлэх боломжийг нээж өгдөг.

Үйлдвэрийн шинэчлэлийн шинэчлэлийн стратеги

Химийн үйлдвэрт илүү сайн энерги хэмнэлтийг хангахын тулд одоо үед ухаалаг арга хэрэглэх шаардлагатай болсон. Энерги сэргээх системүүд энэ зорилгын тулд маш чухал болж иржээ. Зуухны дулаан солих төхөөрөмж, термоэлектрик генераторууд нь энерги хэрэглээг бууруулахад үнэнчээр сайн ажилладаг. Эдгээр нь үйлдвэрийн олон процессуудаас гарч буй хаягдсан дулааныг авч, ашиггүй алдагдуулахаас нь харин системд буцаан оруулдаг. Мөн компаниуд өөрсдийн процессыг орчин үеийн программ хангамж, хяналтын системээр оновчтой болгоход бүх зүйл глад, цэвэр ажилладаг болдог. Тоног төхөөрөмж нь тогтмол хэрэгтэйгээс илүү хүнд нөхцөлд ажиллахгүй байх замаар зарим үйлдвэрүүд мянган орчим хэмнэлттэй болсон нь батлагдсан.

Нүүрсний хийн түлшний хэмжээг бууруулах нь өнөөдөр тэргүүлэх чиглэл болж байна. Нүүрсний хийн улаан бууруулах технологи, цэвэршүүлсэн түүхий эд рүү шилжих зэрэг шинэчлэлтэй арга зам гарч байна. Энэ тоо нь гайхалтай бөгөөд нүүрстөрөгчийн улаан загварыг барьж авах систем нь үйлдвэрлэлийн явцад үүсэх CO2-ийн 90 орчим хувийг барьж чадна. Олон үйлдвэрүүд нь мөн л fosil fuel-ийн оронд чихэр, хөдөө аж ахуйн хаягдал гэх мэт зүйлээс үйлдвэрлэсэн түүхий эд рүү шилжиж байна. Энэ өөрчлөлт нь зөвхөн ногоон байгууламжийн хий гаргах хэмжээг бууруулж зогсохгүй, ихэвчлэн зардал ч бууруулдаг. Жишээ нь, Техасын нэг химийн үйлдвэр нь газрын тосны бүтээгдэхүүнийг биологийн бүтээгдэхүүнээр солиод, жилийн дотор их хэмжээний химийн хийн ялгаруулалтыг бараг хагас бууруулсан байна.

Химийн үйлдвэрлэлийн салбарт үр ашигтай байдлыг нэмэгдүүлэх, хүний алдааг бууруулах зорилгоор хөгжингүй автоматжуулалтын технологи нь ихээхэн өөрчлөлт оруулж байна. Роботын системүүдийг хүмүүжсэн оюуны аналитик, машин сургалтын алгоритмуудтай хослуулах нь үйлдвэрийн ердийн үйл ажиллагааг хувьсгаж байна. Эдгээр автоматжуулсан тогтолцоо нь гаралтын хурдыг ихэсгэхээс гадна гаралтын чанарыг нэмэгдүүлдэг. Компаниуд энэ төрлийн технологийг эзэмших үед илүү нарийн бат бөгөөд аюулгүй ажиллах орчинг бий болгодог. Өнөөгийн зах зээлд тэргүүлэхийг эрмэлздэг үйлдвэрлэгчдэд автоматжуулалтанд хөрөнгө оруулах нь зүгээр л ашигтай бизнес биш, үйлдвэрлэлийн шугамууд дээр ижил сайжруулалтуудыг хэрэгжүүлэхэд өрсөлдөгчид нь өрсөлдөөнд орж байгаа тул энэ нь бараг амьдряар шаардлагатай болон хувирч байна.

Эдгээр стратеги нь хамтарч илүү тогтвортой, үр ашигтай, зардал үр ашигтай химийн үйлдвэрүүдийн үйл ажиллагааг дэмжиж, аж үйлдвэрийн үйл ажиллагааг орчин үеийн байгаль орчин, эдийн засгийн зорилтуудад нийцүүлэн ажилладаг.

Төслийн хэрэгжилт: Амжилтыг хангах алхам

Амжилттай дахин тоноглох төсөл нь бүхэн зорилгоо тодорхой тогтоосноор эхэлдэг. Багийн гишүүд зорилтоо тодорхой мэдэж байвал нөөцийг зохих ёсоор хуваарилаж, хүмүүс зөрчилдөөн зүйл дээр цагаа алдалгүйгээр ажилладаг. Тодорхой зорилго нь бүх хүмүүсийг зөв чигт нь барихад тусалдаг бөгөөд энэ нь төслийн явцад хэн ч алга болохгүй байхыг хангана. Ийм төрлийн зохицолгүй бол төсөл урт удаан үргэлжилж, эсвэл тавьсан зорилгоо бүрэн хүрэхгүйгээр дуусах хандлагатай байдаг. Туршлагатай мэргэжилтнүүд эдгээр зорилгыг тодорхой тогтоох явцад нэмэлт цаг зарцуулах нь ирээдүйд арван дахин үр дүнгээ өгдөг гэж хэлж байдаг.

Ретрофит хийх явцад төслүүдийг удирдах, зардлыг хянах нь маш чухал байдаг. Хэтэрсэн зардлуудыг тооцоолох болон хугацаа хойшлогдсон тохиолдолд зарим нэвтрэмтгий байх боломжийг хадгалж байхын тулд сайн төсөв боловсруулах хэрэгтэй. Мэргэжлийн төсөл удирдагчид хугацааны хоцрогдол болон нэмэлт зардал үргэлж тохиолддогийг мэддэг тул эдгээр нөхцөлүүдийг төлөвлөлтийн анхны үед нь л тооцоолон байдаг. Ийм төсөлчлөлт нь төсөвт хүрэлзэхгүйгээр ажлуудыг гүйцэтгэхэд тусалдаг. Хамгийн туршлагатай гүйцэтгэгчид хүлээхээс илүү тохиолдлыг урьдчилан таамаглаад байх нь амжилттай ретрофит хийх болон хугацаа болон мөнгөний хувьд хэтэрсэн ретрофитын ялгааг тодорхойлдог гэж хэлдэг.

Ретрофит төслүүдийг хийхдээ дүрэм журмын дагуу байх, аюулгүй байдал нь маш чухал бөгөөд тэдгээрийг орхих боломжгүй. Төслийн багууд өөрсдийн мэргэжлийн дүрэм журмын талаар мэдлэгтэй байж, ажлын бүх шатанд тэдгээрийг бодитоор хэрэгжүүлэх шаардлагатай. EPA эсвэл түүнтэй төстэй байгууллагуудын зааварчилгааныг анхаарч үзэх нь бүх хүмүүст хариуцлагатай байлгах, мөн ретрофит хийх үед аюулгүй байдлыг хангахад тусална. Эдгээр дүрэм журмыг дагаж мөрдөх нь эхлээд ажилчид, мөн төслийн үр дүнтэй байдал, ирээдүйд олох ашигт ач холбогдолтой юм.

Жишээ: Химийн үйлдвэрт амжилттай шинэчлэл

Үйлдвэрийн бодит жишээнүүдийг харвал химийн үйлдвэрүүдийг орчин үе шинжлэхэд юу ажилладгийг тухай үнэн зөв хичээл зааж өгдөг. Жишээлбэл, ChampionX Chemicals-д саяхан хийсэн сайжруулалт нь үйл ажиллагааны үр ашгийг сайжруулж, нийтээрээ аюулгүй байдлыг дээшлүүлэхэд томоохон нөлөө үзүүлсэн. Тэд хуучин тоног төхөөрөмжийг ногоон шийдэлд солих шийдвэр нь тодорхой харагдаж байв. Тэд эд ангиудад шинэ полимер давхар хучилт тавьж, хортой ялгаралтыг бууруулж, урт хугацаанд металл гадаргууг химийн урвалын эсрэг тэсвэртэй болгосон.

ABB Цахилгаанжилтын үйлчилгээнд оруулсан сайжруулалтууд нь компанийн шинэ технологийн хөрөнгө оруулалт хийснээр үйл ажиллагаа хэр нарийн сайжрах боломжтойг харуулж байна. Цахилгаан системүүдээ дэвшүүлсэн хоосон зайны цахилгаан таслагч гэх мэт төхөөрөмжүүдээр шинэчилснээр ABB төхөөрөмжийн гэмтлийг бууруулж, ажлын байрыг бүх хамрагдагчдын хувьд илүү аюулгүй болгосон. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь үнэндээ аюултай богино холболтыг үүсэхээс нь урьдчилан сэргийлснээр үйлдвэрлэл хүртэл тасралтгүй, тогтвортой ажилласан. ABB-гийн хийсэн ажлыг харвал ухаалаг бизнесүүд байгууламжид шинэ технологийг хэрхэн оруулж байгааг судалж байгаа нь илэрхий байна. Илүү сайн энерги удирдах нь зардлыг бууруулж, өдөр бүр итгэлтэй ажиллагааг хангана.

Полипропилен болон PEG шиг материалыг ашиглан хуучин тоног төхөөрөмжийг шинэчлэх нь химийн үйлдвэрүүдэд хэр зэрэг үр дүнтэй байж болохыг эдгээр бодит жишээнүүд нь харуулж байна. Одоо ихэнх тоног төхөөрөмжүүд эдгээр материалыг ашиглаж эхэлсэн бөгөөд энэ нь урт хугацаанд үйл ажиллагаагаа явуулах боломжийг олгох бөгөөд мөн салбарт ердийн болон батжээ байгаа аюулгүй байдалын жиштэй таарч байна. Энэ арга нь үйл ажиллагааны үр ашигтай байдал болон байгаль орчны шаардлагыг хангах боломжийг хангаж байгаагаараа онцлогтой бөгөөд энэ нь эрхлэгчидийн өдөр тутмын ажил болох журам тогтоомжийг биелүүлэхэд тусалж байна.