
- •1. Аналитический обзор
- •1.1. Общие сведения о полимеризации
- •1.2. Способы проведения полимеризации
- •1.3. Описание и обоснование технологии проектируемого процесса
- •1.4. Рецепт полимеризации, роль и назначение компонентов
- •1.5. Разработка структурной схемы изучаемого процесса
- •1.6. Краткий критический анализ базового производства
- •2. Технологическая часть
- •2.1. Описание технологического процесса
- •2.2. Разработка и описание принципиальной технологической схемы
- •2.2.1. Отделение химических растворов
- •2.2.2. Отделение полимеризации
- •2.2.3. Отделение дегазации латекса
- •2.3. Характеристика сырья и потребляемых материалов
- •2.4. Требования к готовой продукции на предприятии
- •2.5. Расчёт материального баланса процесса производства латекса марки бмвп-10х
- •2.5.1. Расчёт материального баланса
- •2.5.2. Расчёт основного оборудования.
- •2.5.3. Тепловой баланс
- •2.5.4. Расчёт перемешивающего устройства
- •2.5.5. Расчёт основных норм технологического режима
- •2.5.6. Материальный баланс при использовании гпд.
- •6. Автоматизация и автоматизированные системы управления технологическим процессом (асу тп)
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Управление процессом полимеризации
- •6.3. Управление процессом производства латекса бмвп-10х
- •6.4. Контроль технологического процесса с помощью систем сигнализации, блокировки
- •6.5. Описание схемы автоматизации полимеризатора (см. Приложение)
1.6. Краткий критический анализ базового производства
Современное состояние цеха Е-12-12а нельзя считать благополучным. Пущенный в эксплуатацию в 1965 году цех до сих пор полной реконструкции не подвергался.
Если с точки зрения технологии процесс производства устарел морально, то материальная база цеха устарела как морально, так и физически. И в большинстве случаев всё оборудование выработало свой ресурс, что не в последнюю очередь оказывает влияние на качество продукции и рентабельность производства.
В ходе изучения процесса производства товарного латекса БМВП-10Х мной был выделен ряд недостатков.
В процессе полимеризации на стенках аппаратов образуется коагулюм. Это может происходить вследствие механического или химического воздействия.
Под механическим взаимодействием понимается уменьшение вследствие соударения частиц количества адсорбированного латексом эмульгатора. Частицы становятся менее заряженными, толщина гидратационного слоя вокруг них уменьшается. Частицы втягиваются во взаимные сферы притяжения, соприкасаются друг с другом, укрупняются и коагулируют. Другой механической причиной образования коагулюма может быть существенная разница температур эмульсии и используемого для охлаждения рассола -7℃.
Под химическим взаимодействием понимается так называемое высаливание электролитом (в данном случае KOH) присутствующего в латексе стабилизатора.
Отложение коагулюма на стенках поверхности теплообмена препятствует отводу тепла. К тому же это отрицательно влияет на качество товарной продукции, так как его присутствие делает латекс неоднородным. Наличие коагулюма требует его отделения и утилизации, что в свою очередь требует дополнительных затрат.
Кроме того, для любого процесса, протекающего по механизму эмульсионной полимеризации характерно образование большого количества сточных вод. Производство латекса БМВП-10Х не является исключением.
Ещё одной важной проблемой является проблема регулирования подачи эмульсии инициатора, ТДМ, что является следствием упомянутого выше физического износа оборудования. Неточная дозировка таких важных компонентов оказывает существенное влияние на качество конечного продукта.
Задачей данного дипломного проекта является: изучить производство в прошлом и настоящем времени, разработать структурную схему производства, дать подробное описание технологической схемы. Произвести необходимые расчёты: материальный и тепловой балансы, сводные таблицы.
Целью дипломного проекта является улучшение технико-экономических показателей, за счёт модернизации существующего процесса.
2. Технологическая часть
2.1. Описание технологического процесса
Синтетический латекс марки БМВП-10Х получают методом эмульсионной полимеризации с использованием окислительно-восстановительной системы ЖТК-гипериз-ронгалит при температуре 6-25℃.
Химизм процесса
Образование свободных активных радикалов:
СН2
– СООН
N
│
СН2
– СОО СН3
С
Н2
│
│
Fe++
+ – СООН →
С
Н2
│
│
СН2
– СОО СН3
N
СН2 – СООК
ЖТК Гипериз
СН2 – СООН
N
│ СН2 – СОО СН3
СН2 │
→ │ Fe+++ + – СО • + КОН
СН2
│
│ СН2
– СОО СН3
N
СН2
– СОО
(RO•) активный радикал
Образование полимерной молекулы:
RO• + СН2 = СН – СН = СН2 → RO – СН2 – СН = СН – СН2•
Бутадиен Активная молекула мономера
R
O
– СН2
– СН = СН – СН2•
+ Н2С
= СН – →
СН3
N
2-метил-5-винилпиридин
→ RO – СН2 – СН = СН – СН2 – СН – СН2•
│
N
Растущая полимерная
│ молекула (R•)
СН3
Регулирование молекулярного веса полимера с помощью ТДМ:
R• + С12Н25SH → RH + C12H25S•
ТДМ
Передача роста цепи через активный радикал ТДМ:
C12H25S• + СН2 = СН – СН = СН2 → C12H25S – СН2 – СН = СН – СН2•
Бутадиен Активная молекула